Mạch nối tiếp là gì? Bài tập vận dụng mạch nối tiếp

Cô Nguyễn Thanh Phương 22/07/2023

Mời các em theo dõi nội dung bài học về Mạch nối tiếp là gì? Bài tập vận dụng mạch nối tiếp do thầy cô trường THCS Bình Chánh biên soạn. Hy vọng sẽ là tài liệu hữu ích giúp các em học tốt và hoàn thành tốt bài tập của mình.

Mục lục

Mạch nối tiếp là gì?

Một mạch được gọi là đoạn mạch nối tiếp nếu các thành phần được kết nối liên tiếp nhau hoặc hình thành tầng trong một dòng duy nhất. Một mạch nối tiếp tạo thành một con đường chỉ có một vòng, do đó, dòng điện chạy qua các thành phần là như nhau và điện áp phân chia tùy thuộc vào điện trở của từng thành phần.

Dòng điện trong đoạn mạch nối tiếp

Bạn đang xem: Mạch nối tiếp là gì? Bài tập vận dụng mạch nối tiếp

Dòng điện qua từng thành phần trong mạch nối tiếp vẫn giữ nguyên và nó bằng với dòng điện được cung cấp bởi nguồn điện. Vì chỉ có một đường dẫn cho dòng điện chảy, dòng điện không phân chia.

I = I₁ = I₂

Điện áp trong mạch nối tiếp

Tổng điện áp rơi trên mỗi thành phần trong mạch nối tiếp bằng điện áp cung cấp. Điện áp là một mạch nối tiếp phân chia giữa các thành phần dựa trên điện trở của chúng. Do đó, điện áp rơi trên mỗi thành phần là khác nhau và phụ thuộc vào giá trị điện trở của các thành phầ

Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng hai hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở thành phần:

U = U₁ + U₂

Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp

Điện trở tương đương

Điện trở tương đương của một đoạn mạch gồm các điện trở là điện trở có thể thay thế cho đoạn mạch này sao cho với cùng hiệu điện thế thì cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch vẫn có giá trị như trước.

Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp

+ Điện trở tương đương của đoạn mạch bằng tổng hai điện trở thành phần:

+ Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở tỉ lệ thuận với điện trở đó:

Chú ý:

Ampe kế, dây nối trong mạch thường có giá trị rất nhỏ so với điện trở của đoạn mạch cần đo cường độ dòng điện, nên ta có thể bỏ qua điện trở của ampe kế và dây nối khi tính điện trở của mạch nối tiếp.

Tụ điện trong đoạn mạch nối tiếp

Khi các tụ điện được kết nối nối tiếp, tổng điện dung hoặc tương đương của chúng giảm vì chênh lệch điện áp trên mỗi tụ giảm và điện tích được lưu trữ do điện áp này cũng giảm.

Tổng điện dung trong một mạch nối tiếp luôn nhỏ hơn điện dung riêng.

Ampe kế mắc trong đoạn mạch nối tiếp

Khi xét về điện trở, chúng ta cần tính tổng các điện trở thành phần. Tuy nhiên trong đoạn mạch nối tiếp thì điện trở của Ampe kế hoàn toàn có thể bỏ qua. Bởi lẽ, điện trở của Ampe kế tác dụng lên dòng điện là rất nhỏ. Chúng ta thường lắp Ampe kế để đo cường độ dòng điện có trong mạch. Chính vì vậy, khi tính về điện trở, chúng ta có thể bỏ qua điều này.

Cuộn cảm trong mạch nối tiếp

Tổng độ tự cảm của hai hoặc nhiều hơn hai cuộn cảm trong một mạch nối tiếp là tổng của cuộn cảm riêng lẻ.

L_td= L₁ + L₂ + L₃ +…+ L_n

Tổng độ tự cảm tăng và nó luôn luôn lớn hơn độ tự cảm riêng lẻ trong một mạch nối tiếp.

Nguồn cấp trong đoạn mạch nối tiếp

Nếu hai hoặc nhiều hơn hai nguồn cung cấp được kết nối nối tiếp thì tổng điện áp hoặc tương đương của chúng sẽ là tổng của các điện áp riêng trong khi tổng dòng điện được cung cấp sẽ giữ nguyên như dòng điện được cung cấp bởi nguồn cung cấp riêng lẻ.

Bạn có thể sử dụng các công thức điện sau đây để tính công suất trong mạch nối tiếp:

P = I²R₁ + I²R₂ + … I²R_n

hoặc là:

Vì vậy, nếu bạn muốn tăng điện áp của nguồn cung cấp kết nối nối tiếp. Ví dụ, hai pin 6v được kết nối nối tiếp sẽ cung cấp điện áp 12V cho tổng điện áp.

Đo cường độ dòng điện và hiệu điện thế đối với đoạn mạch nối tiếp

Cách mắc mạch

– Cách mắc nối tiếp: cuối thiết bị này được nối với đầu thiết bị kia

– Cách mắc ampe kế: mắc nối tiếp ampe kế vào đoạn mạch sao cho chốt (+) của ampe kế được mắc về phía cực dương của nguồn điện

– Cách mắc vôn kế: mắc hai chốt của vôn kế song song vào hai điểm của mạch sao cho chốt (+) của vôn kế được nối về phía cực dương của nguồn điện

– Trong đoạn mạch nối tiếp, cường độ dòng điện tại mọi điểm đều bằng nhau

– Hiệu điện thế giữa hai đầu trong đoạn mạch mắc nối tiếp bằng tổng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi thiết bị thành phần

Bài tập vận dụng mạch nối tiếp

Câu 1: Đâu là phát biểu đúng nhất khi nói về cường độ dòng điện trong đoạn mạch nối tiếp?

A. Trong đoạn mạch nối tiếp, cường độ dòng điện qua các vật dẫn phụ thuộc hoàn toàn vào điện trở các vật dẫn đó.

B. Trong đoạn mạch nối tiếp, cường độ dòng điện có giá trị giống nhau (hay như nhau) tại mọi điểm.

C. Trong đoạn mạch nối tiếp, cường độ dòng điện có giá trị chênh lệch với nhau khoảng 1 – 2 đơn vị.

D. Trong đoạn mạch nối tiếp, cường độ dòng điện có giá trị càng nhỏ nếu điện trở của vật dẫn đó càng lớn.

=> Đáp án đúng: B

Câu 2: Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch trong đoạn mạch nối tiếp sẽ như thế nào?

A. Luôn luôn nhỏ hơn tổng hiệu của các hiệu điện thế của các điện trở thành phần.

B. Lớn hơn hiệu điện thế của các điện trở thành phần.

C. Bằng các tổng hiệu điện thế của các điện trở thành phần.

D. Bằng các hiệu điện thế của các điện trở thành phần.

=> Đáp án đúng: C

Câu 3: Cho các công thức về đoạn mạch nối tiếp dưới đây, đâu là công thức sai?

A. I=I₁=I₂=…=I_n

B. U=U₁+U₂+…+U_n

C. R_tđ=R₁+R₂+…+R_n

D. R=R₁=R₂=R₃=…=R_n

=> Đáp án đúng: D

Câu 4: Cho hai điện trở R₁ và R₂ có giá trị lần lượt bằng 12 và 18, hai điện trở được mắc nối tiếp với nhau. Hỏi điện trở tương đương R₁₂ của đoạn mạch đó sẽ bằng giá trị nào dưới đây?

A. R₁₂ = 30 (ΩΩ)

B. R₁₂ = 18 (ΩΩ)

C. R₁₂ = 12 (ΩΩ)

D. R₁₂ = 6 (ΩΩ)

=> Đáp án đúng: A

Câu 5: Cho hai điện trở R₁ và R₂ có giá trị lần lượt bằng 5 và 10, hai điện trở mắc nối tiếp nhau Cho cường độ dòng điện qua điện trở R₁ bằng 4A. Hỏi nhận định nào dưới đây sai?

A. Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R₁ có giá trị bằng 20V

B. Cường độ dòng điện qua hai đầu điện trở R₂ có giá trị bằng 8A

C. Điện trở tương đương của toàn mạch có giá trị bằng 15ΩΩ

D. Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch có giá trị bằng 60V

=> Đáp án đúng: B

Câu 6: Cho mạch điện gồm được mắc nối tiếp vào nguồn điện có hiệu điện thế 9V.

a. Tính điện trở tương đương

b. Tính cường độ dòng điện chạy qua mạch chính

c. Tính hiệu điện thế giữa mỗi đầu điện trở

Hướng dẫn giải

b. Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính $I=\frac{U}{{{R}_{td}}}=\frac{9}{25}=0,36A$

c. Do 2 điện trở được mắc nối tiếp nên

${{I}_{1}}={{I}_{2}}=0,36A\Rightarrow \left\{ \begin{matrix} {{U}_{1}}={{I}_{1}}.{{R}_{1}}=0,36.10=3,6V \\ {{U}_{2}}={{I}_{2}}.{{R}_{2}}=0,36.15=5,4V \\ \end{matrix} \right.$

Câu 7: Cho 2 điện trở được mắc nối tiếp nhau vào giữa hai điểm A, B có hiệu điện thế không đổi là 12V

a. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch

b. Tính cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch, qua mỗi điện trở

c. Thay bằng điện trở , cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch khi đó bằng . Tính điện trở

Hướng dẫn giải

a. ${{R}_{td}}={{R}_{1}}+{{R}_{2}}=20+30=50\Omega$

b. Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính ${{I}_{1}}={{I}_{2}}=I=\frac{U}{{{R}_{td}}}=\frac{12}{50}=0,24A$ (do 2 điện trở mắc nối tiếp)

c. Hiệu điện thế 12V không đổi, cường dộ dòng điện khi đó là 0,5 A nên ${{R}_{td}}'=\frac{U}{0,5}=\frac{12}{0,5}=24\Omega$

Mặt khác

Câu 8: Điện trở , và điện trở được mắc nối tiếp nhau vào giữa hai điểm A, B có hiệu điện thế không đổi bằng 24V. Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đo được là

a. Tính hiệu điện thế mỗi đầu điện trở

b. Tính

c. Thay bằng . Hiệu điện thế hai đầu lúc này bằng 3V. Tính

Hướng dẫn giải

Mặt khác

Do các điện trở mắc nối tiếp với nhau nên $I={{I}_{1}}={{I}_{2}}=1,5A$ mà

${{R}_{1}}={{R}_{2}}=8\Omega \Rightarrow {{U}_{1}}={{U}_{2}}={{I}_{1}}.{{R}_{1}}=1,5.8=12V$

c. Khi thay bằng . Hiệu điện thế toàn mạch không đổi nên ta có:

${{I}_{1}}=\frac{{{U}_{1}}}{{{R}_{1}}}=\frac{3}{8}=0,375A={{I}_{3}}=I$

${{U}_{3}}=U-U_1=12-3=9V \Rightarrow {{R}_{3}}=\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}=\frac{9}{0,375}=24\Omega$

Câu 9: Cho hai điện trở mắc nối tiếp vào giữa hai điểm A, B có hiệu điện thế không đổi. Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch bằng

a. Tính điện trở tương đương của mạch

b. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch, hai đầu mỗi điện trở

c. Mắc thêm điện trở nối tiếp với đoạn mạch trên. Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch khi này bằng . Tính điện trở ${{R}_{3}}$

Hướng dẫn giải

b. Do hai điện trở mắc nối tiếp nên

Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở là:

c. Khi mắc thêm điện trở ${{R}_{3}}$ vào mạch điện thì hiệu điện thế toàn mạch không thay đổi, cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch bằng 2A. Khi đó

mặt khác

Câu 10: Cho đoạn mạch gồm 2 điện trở mắc nối tiếp, biết U = 12V, cường độ dòng điện qua là . Tính

Hướng dẫn giải

Do điện trở mắc nối tiếp nhau nên ta có: ${{I}_{1}}={{I}_{2}}=I=0,5A$

${{R}_{td}}=\frac{U}{I}=\frac{12}{0,5}=24\Omega$

Mặt khác

${{R}_{td}}={{R}_{1}}+{{R}_{2}}={{R}_{1}}+4{{R}_{1}}=5{{R}_{1}}=24\Rightarrow {{R}_{1}}=\frac{24}{5}=4,8\Omega \Rightarrow {{R}_{2}}=4{{R}_{1}}=19,2\Omega$

***

Trên đây là nội dung bài học Mạch nối tiếp là gì? Bài tập vận dụng mạch nối tiếp do thầy cô trường THCS Bình Chánh biên soạn và tổng hợp. Hy vọng sẽ giúp các em hiểu rõ nội dung bài học và từ đó hoàn thành tốt bài tập của mình. Đồng thời luôn đạt điểm cao trong các bài thi bài kiểm tra sắp tới. Chúc các em học tập thật tốt.

Đăng bởi THCS Bình Chánh trong chuyên mục Học tập