Bạn đã được biết đến định luật ôm và cách ứng dụng định luật vật lý cho thực tế như thế nào hay chưa? Hãy cùng Blog Thiết Bị Điện khám phá chi tiết cụ thể ngay tại bài viết sau đây.
Như chúng ta đã biết thì định luật ôm là một trong những định luật vật lý cơ bản liên quan đến điện học trong kiến thức vật lý trung học cơ sở. Tuy nhiên, vẫn có không ít người nắm được chính xác và cặn kẽ vấn đề cốt lõi của định luật này. Do vậy mà nội dung sắp được Blog Thiết Bị Điện chia sẻ sau đây sẽ giúp bạn có cái nhìn trực quan hơn.
Định luật Ôm là gì?
Định luật Ôm là định luật cho biết sự phụ thuộc của cường độ dòng điện đi qua 2 điểm của một vật dẫn luôn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đi qua 2 điểm đó, đồng thời cường độ dòng điện sẽ tỉ lệ nghịch với điện trở của dây dẫn.
Lịch sử ra đời định luật Ôm
Định luật Ôm ra đời đầu tiên trong khoảng năm 1827 trên các mặt báo và được phát minh bởi nhà nghiên cứu nổi tiếng người đức Georg Simon Ohm (1789 – 1854). Định luật này mô tả lại phép đo điện áp và cường độ dòng điện bên trong mạch điện đơn giản gồm các dây dẫn với độ dài khác nhau.
Bên cạnh đó, Georg Simon Ohm trình bày phát minh của mình bằng một phương trình phức tạp hơn công thức hiện tại nhằm mục đích giải thích thí nghiệm của mình.
Công thức tính định luật Ôm
Như đã phát biểu trước đó, định luật ôm cho biết cường động dòng điện I chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế U và tỉ lệ nghịch với điện trở R của dây dẫn. Biểu thức này có thể được biểu thị như sau:
R = U/ I
Trong đó:
- U: là hiệu điện thế (V);
- I: cường độ dòng điện (A);
- R: điện trở (Ω).
Lưu ý: điện trở R không phụ thuộc vào cường độ dòng điện I và R luôn luôn là một hằng số.
Theo đó, ta cũng sẽ có công thức tính điện trở của dây dẫn như sau:
R = ρ . l/ S
Trong đó:
- l: chiều dài dây dẫn (m);
- S: tiết diện của dây dẫn (m2);
- ρ điện trở suất đặc trưng cho khả năng kháng dòng điện của vật liệu dây dẫn.
Định luật Ôm cho toàn mạch
Nội dung của định luật ôm cho toàn mạch: cường độ dòng điện chạy qua trong mạch kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần của mạch. Biểu thức đối với định luật ôm cho toàn mạch sẽ là:
I = E/ (RN +r)
Trong đó:
- I: cường độ dòng điện toàn mạch (A);
- E: suất điện động của nguồn (V);
- r: điện trở của nguồn (Ω);
- RN: điện trở tương đương ngoài mạch (Ω).
Hiện tượng đoản mạch
Hiện tượng đoản mạch khi nối hai cực của một nguồn điện bằng một dây dẫn có điện trở rất nhỏ. Theo đó, khi hiện tượng đoản mạch xảy ra thì cường độ dòng điện trong mạch kín sẽ đạt giá trị lớn nhất, tức là RN = 0. Từ đó ta sẽ có công thức
I = E/ r
Ví dụ 1: Nguồn điện có hiệu điện thế 30V và điện điện trở trong 0.2 Ω mắc với điện trở R = 10Ω tại thành mạch kín
=> Vậy ta sẽ có cường độ dòng điện có giá trị là: I = UN/R = 30/10 = 3 (A)
Ví dụ 2: Lắp 2 bóng đèn lần lượt có điện trở R1 = 2Ω; R2= 8Ω với công suất tiêu thụ của 2 bóng đèn bằng nhau. Tính điện trở trong của nguồn điện
Từ đề bài ta có công suất tiêu thụ mạch ngoài là:
- P = R . I2 = R . ( E/(R+r))2 = E2 . (R/(R+r)2);
- Mà (R + r) = 4Rr ⇒ P =< E2.(1/4r);
- ⇒ Pmax = E2/ 4r ⇔ R = r = 2 Ω.
Ứng dụng của định luật Ôm
Nhờ vào định luật Ôm mà ngày nay người ta có thể phát hiện ra nhiều sự cố về mạch điện kịp thời, biết được nguyên nhân và nhanh chóng đưa ra biện pháp khắc phục.
- Xác nhận các giá trị tĩnh của linh kiện trong mạch bao gồm: cường độ dòng điện, nguồn cung cấp điện áp và sự giảm điện áp. Trong các trường hợp phát hiện ra dòng điện trong mạch cao hơn mức bình thường, bạn có thể dễ dàng suy ra được điện trở trong mạch giảm hoặc điện áp tăng, từ dó dự đoán được vấn đề xảy ra trong mạch;
- Đối với mạch điện 1 chiều thì khi đo dòng điện thấp hơn mức thông thường thì bạn có thể xác định được điện áp giảm hay điện trở tăng và nguyên nhân gây ra (lỗi kết nối kém, bị ăn mòn hay hư hỏng các thành phần);
- Đối với việc tải điện như các thiết bị điện, máy tính, đồ gia dụng điện, động cơ,… thì thông tin đi kèm sẽ được in trên nhãn mác gồm các thông số liên quan. Các thông số này có thể giúp bạn tính toán được điện áp tiêu chuẩn và giá trị dòng điện phù hợp để sử dụng thông qua định luật Ôm.
Như vậy vừa rồi http://blogthietbidien.com/ vừa giúp bạn ôn lại các kiến thức bổ ích liên quan đến định luật ôm và cũng như biết được ứng dụng của định luật vật lý này. Nếu cảm thấy thông tin chúng tôi cung cấp hữu dụng, hãy chia sẻ đến với nhiều đọc giả khác cùng biết đến nhé.
