Một nguồn điện có điện trở trong 0,5 ôm được mắc với điện trở 2 ôm thành mạch kín. Khi đó hiệu điện thế giữa 2 cực của nguồn điện là 5V

a) Tính cường độ dòng điện trong mạch

b) Mắc thêm vào mạch một điện trở R có giá trị bằng bao nhiêu và mắc như thế nào để:

TH1: Công suất tiêu thụ điện của mạch ngoài lớn nhất

TH2: Công suất tiêu thụ điện của biến trở lớn nhất

Giải:

a) Tính cường độ dòng điện trong mạch:

*Ta có: E = I(r + R)

Với:

E: Suất điện động của nguồn (V)

I: Cường độ dòng điện (A)

r: Điện trở trong (Ω)

R: Điện trở ngoài (Ω)

Thay số: 5 = I(0,5 + 2) => I = 2A

b) Mắc thêm điện trở R:

Để công suất tiêu thụ của mạch ngoài lớn nhất:

Điều kiện: R = r = 0,5Ω (tức là điện trở ngoài bằng điện trở trong)

Mắc R // với điện trở 2Ω.

Để công suất tiêu thụ của biến trở lớn nhất:

Điều kiện: R = \sqrt{r^2 + R_N^2} = \sqrt{0,5^2 + 2^2} ≈ 2,06Ω

Mắc R nối tiếp với điện trở 2Ω.

Kết luận:

Câu a: Cường độ dòng điện trong mạch là 2A.

Câu b:

Để công suất tiêu thụ của mạch ngoài lớn nhất, ta mắc thêm điện trở 0,5Ω song song với điện trở 2Ω.

Để công suất tiêu thụ của biến trở lớn nhất, ta mắc thêm điện trở khoảng 2,06Ω nối tiếp với điện trở 2Ω.

Lưu ý:

Công thức tính công suất: P = I^2R

Để công suất cực đại:

Mạch ngoài: Khi điện trở ngoài bằng điện trở trong.

Biến trở: Khi điện trở toàn mạch bằng 2 lần điện trở trong.