Trong đoạn mạch song song, điện trở tương đương như thế nào với điện trở thành phần

1. Mạch song song

Định nghĩa đoạn mạch song song: Một mạch được gọi là mạch song song nếu các thành phần điện được kết nối theo cấu hình song song hoặc đầu của chúng được kết nối với một điểm chung. Nó tạo thành nhiều vòng hoặc đường dẫn cho dòng điện chảy.

Trong đó:

R1, R2,...,Rnlà các điện trở

UABlà hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch

I1, I2,...,Inlần lượt là cường độ dòng điện qua mỗi điện trở

IABlà cường độ dòng điện qua mạch chính

Dòng điện trong mạch song song

Dòng điện trong một mạch song song phân chia qua các nhánh. Ở đó tổng dòng điện bằng tổng dòng điện thông qua các thành phần riêng lẻ và nó phụ thuộc vào giá trị điện trở của chúng.

IT= I1+ I2+ I3+ … In

Điện áp trong mạch song song

Điện áp trong một mạch song song vẫn giữ nguyên trên mỗi đường dẫn hoặc thành phần vì mỗi thành phần được kết nối với nguồn tại cùng một điểm.

VT= V1= V2= V3= … Vn

2. Điện trở tương đương của đoạn mạch song song

- Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song thì nghịch đảo của điện trở tương đương bằng tổng các nghịch đảo của các điện trở thành phần.

- Cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở tỉ lệ nghịch với điện trở đó:

Chú ý:

Vôn kế có điện trở RVrất lớn so với điện trở của đoạn mạch cần đo hiệu điện thế và được mắc song song với mạch đó, nên dòng điện chạy qua vôn kế có cường độ không đáng kể. Do đó, khi tính điện trở tương đương của đoạn mạch này có thể bỏ qua số hạng

3. Điện dung trong mạch song song

Tổng điện dung của các tụ điện được kết nối trong mạch song song tăng và nó là tổng điện dung của các tụ điện riêng lẻ.

Ctd = C1+ C2+ C3+ … Cn

Tổng điện dung hoặc tương đương luôn lớn hơn điện dung riêng.

4. Điện cảm trong mạch song song

Tổng độ tự cảm của cuộn cảm được nối trong mạch song song giảm và nó luôn nhỏ hơn độ tự cảm của bất kỳ cuộn cảm riêng lẻ nào.

Cuộn cảm mạch song song

5. Bộ nguồn trong đoạn mạch song song

Khi nguồn điện được kết nối trong một đoạn mạch song song, tổng điện áp của chúng vẫn giữ nguyên trong khi tổng dòng điện được cấp là tổng dòng điện của nguồn cấp riêng lẻ.

Các công thức sau đây có thể được sử dụng để tính công suất trong mạch song song:

Công suất mạch song song

Hoặc là

P = I12R1+ I22R2+ … In2Rn

6. So sánh đoạn mạch nối tiếp và đoạn mạch song song

Đặc tính	Đoạn mạch nối tiếp	Đoạn mạch song song
Định nghĩa	Là mạch có 1 đường duy nhất cho dòng điện chảy	Là mạch có nhiều đường cho dòng điện chảy
Bố trí	Các thành phần được sắp xếp trong một dòng duy nhất với đuôi của chúng được kết nối với các đầu của thành phần tiếp theo.	Các thành phần được sắp xếp với đầu của chúng được nối cùng nhau và đuôi được kết nối với nhau.
Đường đi của dòng điện	Mạch nối tiếp tạo thành một vòng đơn nên chỉ có một đường duy nhất.	Nó tạo thành nhiều vòng lặp để có nhiều con đường cho dòng điện chảy.
Dòng điện	Dòng điện vẫn giữ nguyên thông qua từng thành phần.	Dòng điện được chia thành các giá trị khác nhau trong mỗi đường dẫn và phụ thuộc vào giá trị của điện trở được cung cấp bởi mỗi đường dẫn.
Điện áp	Điện áp được chia cho các thành phần và phụ thuộc vào điện trở của từng thành phần	Điện áp trên mỗi nhánh hoặc thành phần vẫn như nhau
Điện trở	Tổng điện trở trong mạch nối tiếp tăng	Tổng trở trong mạch song song giảm
Điện dung	Tổng điện dung trong mạch nối tiếp giảm	Tổng điện dung trong mạch song song tăng
Điện cảm	Tổng độ tự cảm trong mạch nối tiếp tăng	Tổng độ tự cảm trong mạch song song giảm
Nguồn cấp	Đối với các bộ nguồn được kết nối nối tiếp, Tổng điện áp tăng [cộng lại] trong khi tổng dòng điện vẫn giữ nguyên	Đối với các nguồn cung cấp song song, Tổng điện áp vẫn giữ nguyên trong khi tổng dòng điện tăng [cộng lại]
Lỗi- Sự cố	Một lỗi trong bất kỳ thành phần nào phá vỡ toàn bộ mạch và các thành phần khác không hoạt động	Một lỗi trong bất kỳ thành phần nào sẽ không ảnh hưởng đến thành phần nào khác và chúng sẽ hoạt động tốt
Xử lý sự cố	Rất khó để khắc phục sự cố và xác định các thành phần cần có thời gian	Nó dễ dàng xử lý sự cố và xác định thành phần bị lỗi

7. Liên hệ thực tế

Những đường dây điện trung thế, cao thế chạy ngoài trời thường không có vỏ bọc cách điện. Chim chóc khi bay thường hay đậu lên những đường dây điện này mà không bị điện giật chết⇒ Khi chim đậu lên đường dây điện, cơ thể chim tạo thành một điện trở mắc song song với đoạn dây điện giữa hai chân chim. Do điện trở Rccủa cơ thể chim lớn hơn rất nhiều so với điện trở Rđcủa đoạn dây dẫn giữa hai chân chim nên cường độ dòng điện qua cơ thể chim rất nhỏ và không gây tác hại đến chim.

Tìm hiểu về công thức tính điện trở mắc song song, nối tiếp

Điện trở là gì?

Trước khi đi tìm hiểu về các sơ đồ mắc điện trở thì chúng sẽ tìm hiểu về điện trở. Điện trở có tên tiếng Anh là [Resistor] đây là một linh kiện điện tử thông dụng có hai tiếp điểm kết nối. Chức năng của nó là dùng để điều chỉnh mức độ tín hiệu hạn chế cường độ dòng điện đang chảy trong mạch, dùng để chia điện áp, kích hoạt các loại linh kiện điện tử chủ động như transistor, là tiếp điểm cuối trong đường truyền điện và ngoài ra còn có rất nhiều ứng dụng khác.

Điện trở công suất giúp tiêu tán một lượng lớn điện năng thành nhiệt năng trong các hệ thống phân phối điện và trong các bộ điều khiển động cơ. Các điện trở này thường có trở kháng cố định, ít bị thay đổi bởi yếu tố nhiệt độ và điện áp hoạt động.

Điện trở có vai trò gì?

Xem thêm: Dòng điện cảm ứng là gì? Chiều và ứng dụng của dòng điện cảm ứng

Điện trở là đại lượng vật lý đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện của các vật liệu. Nó được định nghĩa là tỉ số của hiệu điện thế giữa hai đầu vật thể đó cùng với cường độ dòng điện đi qua nó.

R=U/I

Trong đó:

U: là hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn điện, được đo bằng đơn vị Vôn [V].
I: là cường độ dòng điện đi qua vật dẫn điện, được đo bằng đơn vị Ampe [A].
R: điện trở vật dẫn điện, được đo bằng đơn vị Ohm [Ω].

Ký hiệu và quy ước của điện trở

Tùy thuộc vào tiêu chuẩn của mỗi quốc gia mà trong hệ thống sơ đồ mạch điện thì điện trở sẽ được ký hiệu khác nhau. Thông thường điện trở sẽ có 2 loại ký hiệu phổ biến đó là:

Ký hiệu kiểu Mỹ
Ký hiệu điện trở IEC.

Thông thường khi đọc tài liệu nước ngoài thì các giá trị ghi trên điện trở thường được quy ước sẽ bao gồm 1 chữ cái xen kẽ với các chữ số theo tiêu chuẩn IEC 6006. Việc này giúp mọi người thuận tiện hơn trong việc đọc ghi các giá trị mà người ta đã phân cách các số thập phân bằng một chữ cái.

Ví dụ như: – 8k3 thì sẽ có nghĩa là 8.3 k

1R3 thì sẽ có nghĩa là 1.3
15R có nghĩa là 15 .

Để phân biệt rõ hơn về hai ký hiệu bạn đọc có thể nhìn vào hình vẽ dưới đây:

2 loại ký hiệu điện trở được dùng phổ biến

Xem thêm: Kiến thức Vật Lý tổng hợp: Điện trở suất là gì?

Đơn vị của điện trở

Điện trở có đơn vị là Ohm và được ký hiệu là – đây là đơn vị được quy định trong hệ đo lường SI. Đơn vị Ohm này được đặt theo tên của nhà Vật lý người Đức – Georg Simon Ohm, ông là người đã phát biểu ra định luật Ohm.

1 tương đương với vôn và ampe.

Ngoài Ohm thì còn có rất nhiều các điện trở có giá trị khác nhau nhỏ hơn hoặc lớn hơn Ohm rất nhiều lần. Đơn vị điện trở là [Ohm], m [milliohm], K [kilohm], M [Megohm].

1 mΩ = 0.001 Ω
1KΩ = 1000 Ω
1MΩ = 1000 K Ω = 1000.000 Ω.

Tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của điện trở

Theo định luật Ohm thì khi điện áp [V] đi qua điện trở sẽ tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện [I]. Tỉ lệ này là một hằng số của điện trở [R].

Công thức tính định luật Ohm:

V = I*R

Ví dụ: Nếu một điện trở có giá trị 400 Ohm được nối với điện áp một chiều 14V thì cường độ dòng điện đi qua điện trở sẽ là 14/400 = 0,035 Amperes.

Trên thực tế thì điện trở cũng có một số điện cảm và điện dung có ảnh hưởng đến mới quan hệ giữa điện áp và dòng điện trong mạch xoay chiều hiện nay.

Sơ đồ điện trở mắc nối tiếp

Các điện trở mắc nối tiếp sẽ có giá trị tương đương nhau và bằng tổng các điện trở thành phần cộng lại.

Rtd = R1 + R2 + R3

Dòng điện chạy qua các điện trở mắc nối tiếp phải có giá trị bằng nhau và bằng

II = [U1 / R1] = [U2 / R2] = [U3 / R3]

Từ công thức trên ta thấy rằng, sụt áp trên các điện trở được mắc nối tiếp tỷ lệ thuận với giá trị của điện trở.

Cách mắc điện trở nối tiếp:

Sơ đồ mắc điện trở nối tiếp

Điện trở mắc song song

Các điện trở được mắc song song sẽ có giá trị tương đương [Rtđ] và cách tính điện trở song song là :

[1/Rtđ] = [1 / R1] + [1 / R2] + [1 / R3]

Nếu mạch chỉ có 2 điện trở song song thì ta sẽ có công thức điện trở song song như sau:

Rtd = R1.R2 / [ R1 + R2]

Dòng điện chạy qua các điện trở mắc song song tỉ lệ nghịch với giá trị điện trở thì, ta sẽ có:

I1 = [U / R1]; I2 = [U / R2]; I3 =[U / R3 ]

Điện áp trên các sơ đồ điện trở mắc song song luôn bằng nhau.

Cách mắc điện trở song song [sơ đồ mắc điện trở song song]:

Sơ đồ mắc điện trở song song

Điện trở tương đương là gì?

Điện trở tương đương chính là điện trở của toàn mạch. Điện trở này có thể thay thế cho các điện trở thành phần, sao cho cùng giá trị với hiệu điện thế thì cường độ dòng điện không đổi. Nếu mạch là mạch nối tiếp thì Rtd sẽ bằng tổng tất cả các R có trong mạch. Mạch song song thì

1/Rtd=1/R1+1/R2+…+1/Rn

Hỗn hợp cả hai loại mạch thì ta sẽ tính từng nhánh nhỏ một rồi hợp lại.

Phương pháp tính điện trở tương đương của đoạn mạch song song và hỗn hợp:

Phương pháp:

Áp dụng các công thức tính điện trở tương đương các đoạn thành phần lần lượt theo thứ tự trong ngoặc đơn trước “[]”, sau đó đến ngoặc vuông “[]”, tiếp theo sẽ là ngoặc nhọn “{}” và cuối cùng ta sẽ tính điện trở tương đương của cả mạch.

Đối với đoạn mạch thành phần nối tiếp ta có:

Rtd = R1 + R2 + R3 + ….

Đối với đoạn mạch song song ta sẽ có công thức:

Qua bài viết trên đây chắc hẳn bạn đọc cũng đã hiểu hơn về điện trở mắc song song, điện trở mắc nối tiếp và điện trở mắc tương đương cũng như hiểu hơn về điện trở rồi phải không nào. Hy vọng các thông tin từ bài viết này sẽ giúp bạn đọc có thêm các thông tin bổ ích thú vị và học tập tốt môn Vật Lý hơn.