Ghép Các Nguồn Điện Thành Bộ: Bí Quyết Tạo Nên Bộ Nguồn Mạnh Mẽ

Ghép các nguồn điện thành bộ

Có thể bạn quan tâm

Khi giải các bài tập về bộ nguồn điện, ta thường gặp các đoạn mạch chứa nguồn điện. Vì vậy, trước khi học về bộ nguồn điện, ta hãy tìm hiểu mối quan hệ giữa hiệu điện thế và cường độ dòng điện trong đoạn mạch chứa nguồn điện.

Bạn đang xem: Ghép Các Nguồn Điện Thành Bộ: Bí Quyết Tạo Nên Bộ Nguồn Mạnh Mẽ

Hiệu điện thế và cường độ dòng điện

Đoạn mạch aξrrb chứa nguồn điện là một phần của mạch điện kín đơn giản. Ở Bài trước, ta đã có hệ thức liên hệ giữa suất điện động ý với cường độ dòng điện i và các điện trở r, r’, r’, đối với mạch điện kín này.

Hình dung mạch điện kín này gồm hai đoạn mạch như hình 10.2a,b. Đối với đoạn mạch hình 10.2b chỉ chứa điện trở, định luật ôm đã học ở trường cấp hai cho ta hệ thức liên hệ giữa hiệu điện thế uae, cường độ dòng điện i và điện trở r, r’, đối với đoạn mạch có chứa nguồn điện (nguồn phát) dòng điện có chiều đi ra từ cực dương và đi tới cực âm (hình 10.2a).

Tương tự hệ thức (94) ở Bài trước, ta có hệ thức liên hệ giữa hiệu điện thế uae, cường độ dòng điện i và các điện trở r, r’:
u_ab = i (r + r’) (10.1)
u_ab = u_hay i (10.2)

Trong đó, r_ab = r + r’ là điện trở tổng cộng của đoạn mạch này. Các hệ thức (10.1) và (10.2) biểu thị các mối quan hệ giữa hiệu điện thế và cường độ dòng điện đối với đoạn mạch có chứa nguồn phát.

Ghép các nguồn điện thành bộ

Có thể ghép các nguồn điện thành bộ (bộ nguồn điện) theo một trong các cách dưới đây:

1. Bộ nguồn nối tiếp

Bộ nguồn nối tiếp là bộ nguồn gồm các nguồn điện được ghép nối tiếp với nhau, trong đó cực âm của nguồn điện trước được nối bằng dây dẫn với cực dương của nguồn điện tiếp sau để thành một dãy liên tiếp như sơ đồ hình 10.3a hoặc 10.3b. Như vậy, đầu a là cực dương và đầu b là cực âm của bộ nguồn.

Hiệu điện thế giữa hai cực a, b của bộ nguồn khi mạch hở có trị số bằng suất điện động của nó và áp dụng mối quan hệ giữa hiệu điện thế và cường độ dòng điện đối với đoạn mạch chứa các nguồn điện, ta thu được công thức tính suất điện động ở b của bộ nguồn ghép nối tiếp như sau:
u_ab = u_am + u_mn + … + u_nb

Do đó, suất điện động của bộ nguồn ghép nối tiếp bằng tổng các suất điện động của các nguồn có trong bộ.

Điện trở tổng cộng của bộ nguồn điện ghép nối tiếp bằng tổng các điện trở của các nguồn có trong bộ:
r_ab = r_a + r_b

Trong trường hợp riêng, nếu n nguồn điện có cùng suất điện động và điện trở là r, được ghép nối tiếp thì bộ nguồn này có suất điện động và điện trở tổng cộng là: n u và n r.

2. Bộ nguồn song song

Bộ nguồn song song là bộ nguồn gồm n nguồn điện giống nhau được ghép song song với nhau, trong đó nối cực dương của các nguồn vào cùng một điểm a và nối cực âm của các nguồn vào cùng điểm b như sơ đồ hình 10.4. Điện thế của điểm a lớn hơn điện thế của điểm b nên a là cực dương và b là cực âm của bộ nguồn.

Khi mạch ngoài hở, hiệu điện thế u_ab bằng suất điện động của mỗi nguồn và bằng suất điện động của bộ nguồn, còn điện trở tổng cộng của bộ nguồn là điện trở tương đương của n điện trở r mắc song song. Do đó:
u_ab = n u và r_ab = (1/n) r

3. Bộ nguồn hỗn hợp đối xứng

Bộ nguồn hỗn hợp đối xứng là bộ nguồn gồm n dãy ghép song song với nhau, mỗi dãy gồm m nguồn điện giống nhau ghép nối tiếp như sơ đồ hình 10.5. Từ công thức (10.5) và (10.6), ta có công thức tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn ghép hỗn hợp đối xứng các nguồn giống nhau có cùng suất điện động u và điện trở trong r là:
u_ab = m n u và r_ab = (1/(m n)) r

Qua các cách ghép nguồn điện thành bộ, ta có thể tạo ra các bộ nguồn mạnh mẽ và phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau. Hãy tận dụng kiến thức này để trở thành nhà điện lực thực thụ nhé!

Đọc thêm các sách tham khảo liên quan: