Câu hỏi/bài tập:
Cho hai điện trở R1 = R2 = 30 Ω. Người ta mắc hai điện trở đó lần lượt theo hai cách nối tiếp và song song rồi đặt vào hai đầu mạch điện hiệu điện thế U = 45 V.
a) Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở trong từng trường hợp.
b) Xác định nhiệt lượng toả ra trên mỗi điện trở trong từng trường hợp với khoảng thời gian 20 phút. Có nhận xét gì về kết quả tìm được?
Vận dụng kiến thức về dòng điện
a) Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở trong trường hợp hai điện trở mắc nối tiếp:
\({I_{nt}} = \frac{U}{{{R_1} + {R_2}}} = \frac{{45}}{{30 + 30}} = 0,75(A)\) \(\)
Điện trở tương đương của đoạn mạch khi hai điện trở mắc song song:
\(\frac{1}{{{R_{//}}}} = \frac{1}{{{R_1}}} + \frac{1}{{{R_2}}} = \frac{1}{{30}} + \frac{1}{{30}} = \frac{1}{{15}} \Rightarrow \)R// = 15 (Ω)
Advertisements (Quảng cáo)
Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở trong trường hợp hai điện trở mắc song song:
\(I = \frac{U}{{{R_1}}} = \frac{{45}}{{15}} = 3(A)\)
b) Nhiệt lượng toả ra trên hai điện trở trong trường hợp hai điện trở mắc nối tiếp trong thời gian 20 phút là:
\({Q_{nt}} = \frac{{{U^2}}}{{{R_{nt}}}}.t = \frac{{{{45}^2}}}{{30 + 30}}.1200 = 40500(J)\)
Nhiệt lượng toả ra trên mỗi điện trở trong trường hợp này là:
\({Q_1} = \frac{{{Q_{nt}}}}{2} = \frac{{40500}}{2} = 20250(J)\)
Nhiệt lượng toả ra trên hai điện trở trong trường hợp hai điện trở mắc song song trong thời gian 20 phút là:
\({Q_{//}} = \frac{{{U^2}}}{{{R_{//}}}}.t = \frac{{{{45}^2}}}{{15}}.1200 = 162000(J)\)
Nhiệt lượng toả ra trên mỗi điện trở trong trường hợp này là:
\({Q_1} = \frac{{{Q_{//}}}}{2} = \frac{{162000}}{2} = 81000(J)\)
Nhận xét: Nhiệt lượng toả ra trong trường hợp hai điện trở mắc song song lớn gấp 4 lần so với trường hợp hai điện trở mắc nối tiếp.