⚡ Điện học: Định luật Ôm & Đoạn mạch nối tiếp – song song

Vật Lý 9 • Tự học tại nhà • Dễ hiểu từng bước

1. Định luật Ôm (Ohm)

Định luật Ôm cho biết mối quan hệ giữa hiệu điện thế ($U$), cường độ dòng điện ($I$) và điện trở ($R$) của một đoạn mạch.

📌 Công thức: $I = \dfrac{U}{R}$ hoặc $U = I \cdot R$ hay $R = \dfrac{U}{I}$

Trong đó: $I$ (A), $U$ (V), $R$ (Ω).

Ý nghĩa: Cường độ dòng điện chạy qua một dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây và tỉ lệ nghịch với điện trở của dây.

🔍 Ví dụ 1: Một bóng đèn có điện trở $R = 12\,\Omega$, mắc vào nguồn điện $U = 6\,V$. Tính cường độ dòng điện qua đèn.
Giải: Áp dụng định luật Ôm: $I = \dfrac{U}{R} = \dfrac{6}{12} = 0,5\,A$.
→ Đèn sáng bình thường với dòng 0,5 A.

2. Đoạn mạch nối tiếp

Trong đoạn mạch nối tiếp, các điện trở được mắc liên tiếp nhau, chỉ có một đường duy nhất cho dòng điện.

Cường độ dòng điện: $I = I_1 = I_2 = \dots = I_n$
Hiệu điện thế: $U = U_1 + U_2 + \dots + U_n$
Điện trở tương đương: $R_{td} = R_1 + R_2 + \dots + R_n$

🔍 Ví dụ 2 (nối tiếp): Mắc hai điện trở $R_1 = 4\,\Omega$ và $R_2 = 6\,\Omega$ nối tiếp vào nguồn $U = 20\,V$.
Tính $R_{td}$, $I$ và hiệu điện thế trên mỗi điện trở.
Giải:
– $R_{td} = 4 + 6 = 10\,\Omega$
– $I = \dfrac{U}{R_{td}} = \dfrac{20}{10} = 2\,A$ (dòng điện không đổi trên toàn mạch)
– $U_1 = I \cdot R_1 = 2 \cdot 4 = 8\,V$ ; $U_2 = 2 \cdot 6 = 12\,V$.
Kiểm tra: $8 + 12 = 20\,V$ (đúng).

3. Đoạn mạch song song

Các điện trở mắc song song có nhiều nhánh riêng biệt. Dòng điện chia đều qua các nhánh.

Hiệu điện thế: $U = U_1 = U_2 = \dots = U_n$ (bằng nhau trên mỗi nhánh)
Cường độ dòng điện: $I = I_1 + I_2 + \dots + I_n$
Điện trở tương đương: $\dfrac{1}{R_{td}} = \dfrac{1}{R_1} + \dfrac{1}{R_2} + \dots + \dfrac{1}{R_n}$

💡 Với 2 điện trở song song: $R_{td} = \dfrac{R_1 \cdot R_2}{R_1 + R_2}$

🔍 Ví dụ 3 (song song): Cho $R_1 = 6\,\Omega$ và $R_2 = 12\,\Omega$ mắc song song, đặt vào $U = 24\,V$.
Tính $R_{td}$, $I_1$, $I_2$ và dòng mạch chính $I$.
Giải:
– $R_{td} = \dfrac{6 \cdot 12}{6+12} = \dfrac{72}{18} = 4\,\Omega$
– $I_1 = \dfrac{U}{R_1} = \dfrac{24}{6} = 4\,A$ ; $I_2 = \dfrac{24}{12} = 2\,A$
– $I = I_1 + I_2 = 4 + 2 = 6\,A$ (hoặc $I = \dfrac{U}{R_{td}} = \dfrac{24}{4}=6\,A$).
Dòng nhánh nhỏ hơn khi điện trở lớn hơn.

📊 So sánh nhanh: nối tiếp & song song

Đại lượng	Nối tiếp	Song song
$I$	$I_1 = I_2 = \dots$	$I = I_1 + I_2 + \dots$
$U$	$U = U_1 + U_2 + \dots$	$U_1 = U_2 = \dots$
$R_{td}$	$R_1 + R_2 + \dots$	$\dfrac{1}{R_1} + \dfrac{1}{R_2} + \dots$

💡 Mẹo nhớ: Nối tiếp → dòng điện một đường, chia áp. Song song → áp một mức, chia dòng.

📝 Câu hỏi củng cố (tự kiểm tra)

Hãy tự trả lời ngắn gọn vào vở hoặc nháp:

Phát biểu định luật Ôm và viết công thức. Nếu tăng hiệu điện thế lên gấp đôi, cường độ dòng điện thay đổi thế nào (giữ nguyên điện trở)?
Cho hai điện trở $R_1 = 10\,\Omega$, $R_2 = 15\,\Omega$ mắc nối tiếp. Tính điện trở tương đương. Nếu mắc vào $U = 50\,V$, tìm dòng điện trong mạch.
Mắc song song hai điện trở $R_1 = 20\,\Omega$, $R_2 = 30\,\Omega$. Vẽ sơ đồ mạch đơn giản và tính $R_{td}$.
Trong đoạn mạch song song, hiệu điện thế trên mỗi điện trở có đặc điểm gì? Giải thích tại sao?
Một bóng đèn có ghi 6V – 0,5A. Tính điện trở của đèn. Nếu mắc đèn vào hiệu điện thế 9V thì cần mắc thêm điện trở phụ như thế nào (nối tiếp hay song song) để đèn sáng bình thường? (gợi ý: dùng định luật Ôm)

✏️ Không cần nộp đáp án. Tự kiểm tra lại bằng cách xem lại ví dụ và công thức.