Điện trở mắc song song là một trong những cách mắc điện trở phổ biến trong mạch điện. Việc nắm vững công thức và các bài tập liên quan đến điện trở mắc song song là vô cùng quan trọng trong chương trình Vật lý THCS và ứng dụng thực tế.
Công Thức Tính Điện Trở Tương Đương Mạch Song Song
Công thức tổng quát để tính điện trở tương đương (Rtđ) của mạch điện gồm các điện trở mắc song song là:
1/Rtđ = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + … + 1/Rn
Trong đó:
- Rtđ là điện trở tương đương của đoạn mạch.
- R1, R2, R3, …, Rn là giá trị của các điện trở thành phần mắc song song.
Trường hợp đặc biệt:
-
Chỉ có hai điện trở mắc song song (R1 và R2):
Rtđ = (R1 * R2) / (R1 + R2)
-
n điện trở có giá trị bằng nhau (R):
Rtđ = R / n
Đặc Điểm Mạch Điện Trở Mắc Song Song
- Hiệu điện thế: Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở thành phần.
U = U1 = U2 = … = Un - Cường độ dòng điện: Cường độ dòng điện mạch chính bằng tổng cường độ dòng điện chạy qua các điện trở thành phần.
I = I1 + I2 + … + In - Điện trở tương đương: Điện trở tương đương của đoạn mạch song song luôn nhỏ hơn điện trở nhỏ nhất trong mạch.
Bài Tập Ví Dụ Minh Họa
Bài 1: Cho hai điện trở R1 = 3Ω và R2 = 6Ω mắc song song. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch.
Lời giải:
Áp dụng công thức tính điện trở tương đương cho hai điện trở mắc song song:
Rtđ = (R1 R2) / (R1 + R2) = (3 6) / (3 + 6) = 18 / 9 = 2Ω
Vậy, điện trở tương đương của đoạn mạch là 2Ω.
Bài 2: Ba điện trở R1 = 3Ω, R2 = 6Ω và R3 = 12Ω mắc song song. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch.
Lời giải:
Áp dụng công thức tổng quát:
1/Rtđ = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 = 1/3 + 1/6 + 1/12 = 4/12 + 2/12 + 1/12 = 7/12
=> Rtđ = 12/7 ≈ 1.71Ω
Vậy, điện trở tương đương của đoạn mạch xấp xỉ 1.71Ω.
Bài 3: Có 4 điện trở giống nhau, mỗi điện trở có giá trị là 20Ω, mắc song song với nhau. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch.
Lời giải:
Áp dụng công thức cho n điện trở giống nhau mắc song song:
Rtđ = R / n = 20 / 4 = 5Ω
Vậy, điện trở tương đương của đoạn mạch là 5Ω.
Bài Tập Trắc Nghiệm
Câu 1: Công thức nào sau đây là công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm các điện trở mắc song song?
A. R = R1 + R2 + … + Rn
B. 1/R = 1/R1 + 1/R2 + … + 1/Rn
C. R = (R1 * R2) / (R1 + R2)
D. Cả B và C (với trường hợp 2 điện trở)
Đáp án: D
Câu 2: Khi mắc song song hai điện trở khác nhau, điện trở tương đương của mạch sẽ:
A. Lớn hơn cả hai điện trở thành phần.
B. Nhỏ hơn cả hai điện trở thành phần.
C. Bằng trung bình cộng của hai điện trở.
D. Bằng một trong hai điện trở.
Đáp án: B
Câu 3: Cho hai điện trở R1 = 4Ω và R2 = 12Ω mắc song song. Điện trở tương đương của mạch là bao nhiêu?
A. 3Ω
B. 4Ω
C. 8Ω
D. 16Ω
Đáp án: A
Ứng Dụng Thực Tế của Mạch Điện Trở Mắc Song Song
Mạch điện trở mắc song song được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử và hệ thống điện gia dụng. Một số ứng dụng phổ biến bao gồm:
- Chia dòng điện: Mạch song song cho phép chia dòng điện thành nhiều nhánh, cung cấp dòng điện phù hợp cho từng thiết bị.
- Giảm điện trở: Mắc song song nhiều điện trở giúp giảm điện trở tổng của mạch, tăng cường khả năng dẫn điện.
- Ổn định điện áp: Trong một số ứng dụng, mạch song song được sử dụng để duy trì điện áp ổn định cho các thiết bị.
Kết Luận
Hiểu rõ công thức và đặc điểm của điện trở mắc song song là kiến thức nền tảng quan trọng trong Vật lý. Việc luyện tập các bài tập vận dụng giúp bạn nắm vững kiến thức và áp dụng hiệu quả vào thực tế.
