Vật lý Lớp 11

1. Dòng điện: Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện. Chiều qui ước của dòng điện là chiều chuyển dời của các diện tích dương (ngược với chiều chuyển động của các điện tích âm).

- Các tác dụng của dòng điện: Tác dụng từ, tác dụng nhiệt, tác dụng hoác học, tác dụng cơ học, sinh lí, ...

- Điều kiện để có dòng điện là phải có một hiệu điện thế đặt vào hai đầu vật dẫn điện.

2. Cường độ dòng điện: Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu của dòng điện. Nó được xác định bằng thương số của điện lượng Δq dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian Δ và khoảng thời gian đó.

$ I = \frac{{\Delta q}}{{\Delta t}} $

- Đơn vị cường độ dòng điện là Ampe (A). Với $1A = \frac{1C}{1s}$

3. Dòng điện không đổi: Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và cường độ không đổi theo thời gian. Cường độ dòng điện của dòng điện không đổi: $ I = \frac{q}{t} $.

1. Định nghĩa: Nguồn điện là cơ cấu dùng để tạo ra và duy trì hiệu điện thế giữa hai cực của nó.

2. Cấu tạo: Nguồn điện gồm hai cực nhiễm điện trái dấu: cực âm thừa electron, cực dương thiếu electron.

3. Nguyên tắc: Bên trong nguồn điện có một lực tách nguyên tử trung hòa bên trong nguồn điện thành những ion dương và âm sau đó mang chúng về những điện cực.

  + Điện tích dương di chuyển ngược chiều điện trường về bản dương.

  + Điện tích âm di chuyển cùng chiều điện trường về bản âm.

- Tác dụng của lực này hoàn toàn ngược với lực điện, do đó ta gọi nó là lực lạ. Lực lạ này thực hiện công dịch chuyển các điện tích bên trong nguồn điện, công này cũng chính là công của nguồn điện A_nguồn.

$ {A_{nguồn}} = \xi q = \xi It $

- Công suất của nguồn điện:

$ {P_{ng}} = \frac{{{A_{nguồn}}}}{t} = \xi I $

4. Suất điện động ξ của nguồn điện: Là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện và được đo bằng thương số giữa công A của lực lạ thực hiện khi dịch chuyển một điện tích dương q ngược chiều điện trường bên trong nguồn điện và độ lớn của điện tích q đó.

$ \xi = \frac{A_{nguồn}}{q} $

  Đơn vị Vôn (V).

- Ngoài ra, mỗi nguồn điện có một điện trở gọi là điện trở trong của nguồn điện r.

- Kí hiệu của nguồn điện:

5. Cấu tạo chung của pin điện hóa: Gồm hai cực có bản chất hóa học khác nhau, được ngâm trong chất điện phân. Do tác dụng hóa học, các cực của pin điện hóa được tích điện trái dấu nhau và giữa chúng có một hiệu điện thế bằng giá trịc của suất điện động của pin. Khi đó năng lượng hóa học chuyển thành điện năng dự trữ trong nguồn điện.

Pin Volta	Pin Leclanché	Ăc quy chì

1. Điện năng tiêu thụ của một đoạn mạch: là lượng điện năng mà đoạn mạch đó tiêu thụ khi có dòng điện chạy qua để chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác và được đo bằng công của lực điện thực hiện khi dịch chuyển có hướng các điện tích.

$ {\text{A = qU = UIt}} $

   Đơn vị (J) hoặc (V.C) hoặc (V.A.s)

2. Công suất điện của một đoạn mạch: là công suất tiêu thụ điện năng của đoạn mạch đó và có trị số bằng điện năng mà đoạn mạch đó tiêu thụ trong một đơn vị thời gian, hoặc bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó.

$P = \frac{A}{t} = UI $

   Đơn vị: (W) hoặc (J/s) hoặc (V.A)

3. Định luật Jun-Lenxơ: Nhiệt lượng tỏa ra trên vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật dẫn, với bình phương cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua.

$ Q = A = UIt = RI^2t $

4. Công suất toả nhiệt ở vật dẫn: Công suất toả nhiệt ở vật dẫn khi có dòng điện chạy qua đặc trưng cho tốc độ tỏa nhiệt ở vật dẫn đó và được xác định bằng nhiệt lượng toả ra ở vật dẫn đó trong một đơn vị thời gian.

$ P = \frac{Q}{t} = UI = RI^2 = \frac{U^2}{R} $

  Đơn vị (W) hoặc (J/s)

I. Định luật Ohm toàn mạch:

1. Ghép nguồn thành bộ.

Ghép hỗn hợp đối xứng. $\xi_b = m\xi$ $r_b = \frac{mr}{n} $
Ghép nối tiếp (n = 1) $\xi_b = m\xi$ $r_b = mr $	Ghép song song (m = 1) $\xi_b = \xi$ $r_b = \frac{r}{n} $

2. Ghép điện trở mạch ngoài.

Ghép nối tiếp	Ghép song song
Rnt = R1 + R2 + R3 + ...+ Rn Unt = U1 + U2 + U3 + ...+ Un Int = I1 = I2 = I3 = ...= In	$\frac{1}{R_{//}} = \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}} + \frac{1}{R_{3}} + ....+\frac{1}{R_{n}}$ Unt = U1 = U2 = U3 = ...= Un Int = I1 + I2 + I3 = ...+ In

3. Định luật Ohm:

- Xét mạch điện:

- Nguồn điện sinh năng lượng: A_nguồn = ξ_bIt.

- Điện trở trong của nguồn đã tỏa một năng lượng: A_hp = r_bI²t.

- Mạch ngoài tiêu thụ một năng lượng: A_ngoài = U_NIt = R_NI²t.

- Theo định luật bảo toàn năng lượng, ta có: A_nguồn = A_hp + A_ngoài.

⇔ ξ_bIt = r_bI²t + R_NI²t.

⇒ $I = \frac{\xi_b}{R_N + r_b}$

⇒ Nội dung định luật Ohm: Cường độ dòng điện chạy trong mạch điện kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần của mạch đó.

* Hiện tượng đoản mạch: là hiện tượng xảy ra khi nối hai cực của nguồn điện bằng một dây dẫn có điện trở không đáng kể, khi đó cường độ dòng điện chạy trong mạch điện kín đạt giá trị lớn nhất: $I = \frac{\xi}{r}$. Trường hợp này dễ gây cháy nổ.

2. Hiệu suất của nguồn điện: Khi nguồn sinh năng lượng, thì chỉ có một phần được sử dụng có ích ở mạch ngoài, phần còn lại là hao phí do điện trở trong làm nóng nguồn. Do đó, hiệu suất:

$H = \frac{A_{ngoài}}{A_{nguồn}} = \frac{U_{N}}{\xi_b} = \frac{R_N}{R_N + r}$

II. Định luật Ohm cho đoạn mạch: Nguyên tắc chung là ta sẽ viết biểu thức hiệu điện thế giữa 2 đầu đoạn mạch (A và B), trên đó có chiều dòng điện, sau đó suy ra biểu thức cường độ dòng điện. Khi đi từ đầu này (A) đến đầu kia (B), nếu:

  - Gặp bản nguồn nào trước thì lấy dấu bản nguồn đó nhân với suất điện động tương ứng.

  - Nếu cùng chiều dòng điện thì lấy +I, ngược chiều dòng điện thì lấy -I nhân với điện trở mà dòng điện chạy qua.

$U_{AB} = +\xi' - \xi + I(r' + r + R)$ ⇒ $I = \frac{U_{AB} - \xi' + \xi}{r' + r + R}$	$U_{AB} = +\xi' - \xi - I(r' + r + R)$ ⇒ $I = \frac{-U_{AB} + \xi' - \xi}{r' + r + R}$