Lý thuyết Xác định suất điện động và điện trở trong của nguồn điện

A. Lí thuyết và phương pháp giải

· Suất điện động $\text{E}$ của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện và đo bằng thương số giữa công A của lực lạ thực hiện khi làm dịch chuyển một điện tích dương q bên trong nguồn điện từ cực âm đến cực dương và độ lớn của điện tích q đó:

$\text{E}=\frac{\mathrm{A}}{\mathrm{q}}$

· Đơn vị của suất điện động là vôn (kí hiệu là V)

· Số vôn ghi trên mỗi nguồn điện cho biết trị số của suất điện động của nguồn điện đó. Đó cũng là giá trị của hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện khi mạch điện hở.

· Trong mạch kín, dòng điện chạy qua mạch ngoài và cả mạch trong. Như vậy, nguồn điện cũng là một vật dẫn và cũng có điện trở. Điện trở này được gọi là điện trở trong của nguồn điện. Nguồn điện được đặc trưng bằng suất điện động E và điện trở trong r của nguồn.

B. Ví dụ minh hoạ

Ví dụ 1: Xét một nguồn điện có suất điện động 12 V. Xác định công cần thiết của nguồn điện để dịch chuyển một electron từ cực dương sang cực âm của nguồn.

Hướng dẫn giải

Một electron từ cực dương sang cực âm của nguồn, tức là electron dịch chuyển cùng chiều điện trường.

Công cần thiết: $\mathrm{A}=\mathrm{q}\text{E}=-1{,6.10}^{-19}.12=-1{,92.10}^{-18}\mathrm{J}$. Công này là công cản.

Ví dụ 2: Mắc hai cực của một pin có suất điện động 9 V vào hai đầu của một mạch chứa điện trở. Cường độ dòng điện trong mạch và hiệu điện thế giữa hai đầu của mạch lần lượt có giá trị đo được là 0,1 A và 8,9 V. Xác định giá trị điện trở trong của pin.

Hướng dẫn giải

Điện trở trong của pin: $\mathrm{r}=\frac{\text{E}-\mathrm{U}}{\mathrm{I}}=\frac{9-8,9}{0,1}=1\mathrm{\Omega }$