Điện
|
Bean Red
🔬 Vật lý · STEM Tương tác · Lớp 11
Mô phỏng Mạch điện Hình 4
Xác định điện trở trong RA và RV
Công cụ tính toán & trực quan hoá tương tác —
nhập số liệu đo thực nghiệm, nhận kết quả và sơ đồ mạch tức thì.
Ampe kế
Vôn kế
Mạch song song
Điện trở trong
Định luật Ohm
STEM Vật lý
📋 Mô tả bài toán (Hình 4)
Cho mạch điện gồm nguồn U, các điện trở R1, R2, R3, R4 và dụng cụ đo:
- R1 mắc nối tiếp với khối song song gồm hai nhánh.
- Nhánh trên: R2 nối tiếp ampe kế A (điện trở trong RA). Ampe kế đo dòng nhánh trên: IA.
- Nhánh dưới: R3 nối tiếp cụm (R4 // vôn kế V). Vôn kế mắc song song R4 nên đo điện áp UV trên R4.
- Yêu cầu: Tính điện trở trong RA của ampe kế và RV của vôn kế.
📌 Chú thích mạch (Hình 4)
- R1 mắc nối tiếp với khối song song gồm 2 nhánh (B→D).
- Nhánh trên (B→D): R2 nối tiếp ampe kế A (điện trở RA). A đo IA.
- Nhánh dưới (B→C→D): R3 nối tiếp cụm R4 // vôn kế V. V đo UV.
- Giá trị dòng & áp hiển thị trên sơ đồ được tính theo số bạn nhập.
📐 Lý thuyết & Cách suy luận công thức
Sơ đồ cấu trúc mạch
Nguồn U → R1 → nút B → (nhánh trên: R2 + A) song song (nhánh dưới: R3 + R4//V) → nút D → nguồn.
Bước 1 – Tìm dòng nhánh dưới I₂
Áp dụng định luật Kirchhoff II cho vòng: Nguồn → R1 → nhánh dưới (R3, R4//V):
U = R1·(I_A + I₂) + I₂·R3 + U_V
⟹ U − R1·I_A − U_V = I₂·(R1 + R3)
⟹ I₂ = (U − R1·I_A − U_V) / (R1 + R3)
Bước 2 – Tìm RV
Vôn kế V song song R4, cùng chịu điện áp UV. Dòng qua R4: I₄ = UV/R4. Dòng qua vôn kế: IV = I₂ − I₄.
I_V = I₂ − U_V/R4
R_V = U_V / I_V = U_V / (I₂ − U_V/R4)
Bước 3 – Tìm RA
Điện áp trên đoạn B→D (nhánh trên R2 + A): UBD = U − R1·(IA + I₂). Toàn bộ UBD rơi trên R2 và RA nối tiếp, dòng qua = IA.
U_BD = U − R1·(I_A + I₂)
R_A = U_BD / I_A − R2
Lưu ý thực nghiệm
- Ampe kế lý tưởng có RA → 0; thực tế RA cỡ vài phần trăm đến vài Ω.
- Vôn kế lý tưởng có RV → ∞; thực tế cỡ vài kΩ đến MΩ.
- Nếu RA tính được âm hoặc rất lớn, kiểm tra lại số liệu đầu vào.
- Công cụ này hỗ trợ kiểm chứng nhanh kết quả tính tay trong phòng thí nghiệm.
