Đoạn mạch song song là gì? Cách tính cường độ dòng điện, hiệu điện thế và điện trở

Giới thiệu

Trong lĩnh vực điện học, đoạn mạch song song là một thuật ngữ được sử dụng để miêu tả việc kết nối các thành phần điện theo một cấu hình song song, trong đó đầu của chúng được kết nối với một điểm chung. Điều này tạo ra nhiều vòng hoặc đường dẫn cho dòng điện chảy.

Đoạn mạch song song là gì?

Một mạch được gọi là mạch song song khi có các thành phần điện được kết nối theo cấu hình song song, hay đầu của chúng được kết nối với một điểm chung. Nó tạo thành nhiều vòng hoặc đường dẫn cho dòng điện chảy.

Quan sát hình dưới đây:

Đoạn mạch mắc các điện trở song song

Trong đó:

  • R1, R2,…,Rn là các điện trở
  • U(AB) là hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch
  • I1, I2,…,In là cường độ dòng điện qua mỗi điện trở
  • I(AB) là cường độ dòng điện qua mạch chính

Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch mắc song song

Các em đã từng được tìm hiểu về cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong một mạch điện, đối với mạch mắc song song, hai chỉ số này sẽ có một số đặc điểm khác biệt.

Cường độ dòng điện trong đoạn mạch mắc song song

Dòng điện trong một mạch song song sẽ phân chia qua các nhánh. Trong đoạn mạch này, cường độ dòng điện đi qua mạch chính sẽ bằng tổng cường độ dòng điện đi qua các phần tử điện riêng lẻ. Hiểu một cách đơn giản, cường độ dòng điện của đoạn mạch song song bằng tổng các cường độ dòng điện đang có trong mạch điện.

Công thức tính cường độ dòng điện trong đoạn mạch mắc song song:

I = I1 + I2 + I3 +...+ In

Hiệu điện thế trong đoạn mạch mắc song song

Hiệu điện thế trong đoạn mạch song song vẫn giữ nguyên trên mỗi đường dẫn hay thành phần vì mỗi thành phần được kết nối với nguồn tại cùng một điểm. Hay nói cách đơn giản khác, hiệu điện thế qua mạch mắc song song sẽ bằng nhau ở mọi điểm.

Công thức tính hiệu điện thế trong đoạn mạch mắc song song:

U = U1 = U2 = U3 =...= Un

Đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song

Nhắc lại kiến thức:

Trong chương trình vật lý 7, các em đã được tìm hiểu về đoạn mạch có hai bóng đèn mắc song song, ta có:

  • Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính bằng tổng cường độ dòng điện chạy qua các mạch rẽ:
    I = I1 + I2
  • Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi mạch rẽ:
    U = U1 = U2

Phân tích đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song:
Hai hệ thức trên vẫn đúng với đoạn mạch gồm có hai điện trở mắc song song.

Cường độ dòng điện tỉ lệ nghịch với điện trở trong mạch song song

Đối với mạch điện có hai điện trở gồm R1, R2 mắc song song với nhau, cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở sẽ tỉ lệ nghịch với điện trở đó.

I1/I2 = R2/R1

Điện trở tương đương của đoạn mạch song song

Điện trở tương đương của đoạn mạch song song có công thức tính là:

Suy ra:
Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song với nhau thì nghịch đảo của điện trở tương đương sẽ bằng tổng các nghịch đảo của các điện trở từng thành phần.

Mở rộng với đoạn mạch gồm nhiều điện trở R1, R2, R3,…Rn mắc song song, ta có:

I = I1 + I2 + I3 +...+ In
U = U1 = U2 = U3 =...= Un

Một số bài tập vật lý 9 đoạn mạch song song

Bài 1: Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song là:

  • A. 1/Rtđ = R1 + R2
  • B. 1/Rtđ = 1/R1 + 1/R2
  • C. 1/Rtđ = R1 - R2
  • D. Rtđ = R1 * R2

Hướng dẫn giải:
Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song là: 1/Rtđ = 1/R1 + 1/R2. Vậy chọn câu B.

Bài 2: Trong các công thức sau đây, công thức nào không phù hợp với đoạn mạch mắc song song?

  • A. I = I1 + I2
  • B. U = U1 = U2
  • C. 1/Rtđ = 1/R1 + 1/R2
  • D. P = U * I

Hướng dẫn giải:
Đáp án D là công thức không phù hợp với đoạn mạch mắc song song.

Bài 3: Trong một mạch gồm hai điện trở mắc song song với nhau. Điện trở tương đương của đoạn mạch này thay đổi như thế nào nếu tăng giá trị của một điện trở?

  • A. Tăng lên
  • B. Giảm đi
  • C. Giữ nguyên
  • D. Tùy thuộc vào giá trị của điện trở thay đổi

Hướng dẫn giải:
Điện trở tương đương của đoạn mạch này sẽ tăng lên nếu tăng giá trị của một điện trở. Vậy chọn đáp án A.

Bài 4: Tính điện trở tương đương trong mỗi trường hợp sau, biết mỗi điện trở thành phần có độ lớn 10 Ω.
Trường hợp mạch hai điện trở mắc song song

  • A. 5 Ω
  • B. 10 Ω
  • C. 15 Ω
  • D. 20 Ω

Hướng dẫn giải:
Đây là sơ đồ hai điện trở mắc song song. Áp dụng công thức tính điện trở tương đương:

1/Rtđ = 1/R1 + 1/R2 => Rtđ = R1R2/(R1 + R2) = 10.10/(10 + 10) = 5Ω

Vậy chọn câu A.

Bài 5: Tính điện trở tương đương của đoạn mạch sau, biết R1 = 3Ω; R2 = 6Ω; R3 = 12Ω.
Đoạn mạch với ba điện trở mắc song song

Hướng dẫn giải:
Sơ đồ mạch R1 // R2 // R3. Áp dụng công thức tính điện trở tương đương, ta có:

1/Rtđ = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 = 1/3 + 1/6 + 1/12 = 7/12
=> Rtđ = 12/7 Ω

Bài 6: Cho hai điện trở R1 = R2 = 30Ω được mắc như sơ đồ hình a
Mạch hai điện trở mắc song song
a. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch.
b. Nếu mắc thêm một điện trở R3 = 30Ω vào đoạn mạch trên như sơ đồ hình b thì điện trở tương đương của đoạn mạch bằng bao nhiêu?

Hướng dẫn giải:

Bài 7: Cho hai điện trở R1 = 12Ω và R2 = 36Ω mắc song song vào một đoạn mạch. Cường độ dòng điện qua mạch chính là 2A. Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở?

Hướng dẫn giải:

Hy vọng thông qua bài viết chia sẻ những kiến thức về đoạn mạch song song cũng như cách tính các hệ thức trong bài viết trên sẽ giúp các em nắm chắc và giải quyết được các bài tập tại trường. Cảm ơn các em đã đón đọc bài viết.

FEATURED TOPIC