Bài 12: Đoạn mạch nối tiếp, song song

1. Kiến thức trọng tâm

Đoạn mạch nối tiếp là đoạn mạch mà các điện trở được mắc liên tiếp nhau, dòng điện chỉ có một đường đi duy nhất qua tất cả các điện trở. Trong đoạn mạch nối tiếp: cường độ dòng điện qua các điện trở bằng nhau và bằng cường độ dòng điện của đoạn mạch, $I = I_1 = I_2$; hiệu điện thế của đoạn mạch bằng tổng các hiệu điện thế trên từng điện trở, $U = U_1 + U_2$; điện trở tương đương bằng tổng các điện trở thành phần, $R_{tđ} = R_1 + R_2$.

Đoạn mạch song song là đoạn mạch mà các điện trở được mắc song song, dòng điện có nhiều đường đi. Trong đoạn mạch song song: hiệu điện thế trên các điện trở bằng nhau và bằng hiệu điện thế của đoạn mạch, $U = U_1 = U_2$; cường độ dòng điện của đoạn mạch bằng tổng các cường độ dòng điện qua từng điện trở, $I = I_1 + I_2$; nghịch đảo điện trở tương đương bằng tổng nghịch đảo các điện trở thành phần, $\frac{1}{R_{tđ}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}$.

Trong nhà, các thiết bị điện được mắc song song để mỗi thiết bị hoạt động độc lập với hiệu điện thế $220$ V.

2. Ví dụ minh họa

Hai điện trở $R_1 = 4$ $\Omega$ và $R_2 = 6$ $\Omega$ mắc nối tiếp vào hiệu điện thế $20$ V. Điện trở tương đương là $R_{tđ} = 4 + 6 = 10$ ($\Omega$). Cường độ dòng điện là $I = \frac{20}{10} = 2$ (A), bằng cường độ dòng điện qua mỗi điện trở. Hiệu điện thế trên $R_1$ là $U_1 = 2 \times 4 = 8$ (V), trên $R_2$ là $U_2 = 2 \times 6 = 12$ (V), tổng bằng $20$ V.

Nếu hai điện trở trên mắc song song vào hiệu điện thế $20$ V, điện trở tương đương là $R_{tđ} = \frac{4 \times 6}{4 + 6} = 2,4$ ($\Omega$). Cường độ dòng điện qua $R_1$ là $5$ A, qua $R_2$ là khoảng $3,33$ A, tổng khoảng $8,33$ A.

3. Ghi nhớ

• Nối tiếp: $I$ bằng nhau; $U = U_1 + U_2$; $R_{tđ} = R_1 + R_2$.
• Song song: $U$ bằng nhau; $I = I_1 + I_2$; $\frac{1}{R_{tđ}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}$.
• Thiết bị điện trong nhà mắc song song.