Với giải Vận dụng trang 110 Vật lí lớp 11 Chân trời sáng tạo chi tiết trong Bài 18: Nguồn điện giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập Vật lí 11. Mời các bạn đón xem:

Giải bài tập Vật lí lớp 11 Bài 18: Nguồn điện

Vận dụng trang 110 Vật Lí 11: Hình 18.4 thể hiện một số loại pin và ắc quy trên thị trường. Tìm hiểu và trình bày ngắn gọn thông số của các loại pin và ắc quy này.

Lời giải:

- Pin tiểu: pin 2A (hoặc pin AA) là loại pin thường dùng trong các thiết bị điện tử cầm tay như đồng hồ treo tường, điều khiển,… đôi khi loại pin này còn được gọi là pin tiểu con Ó hoặc pin tiểu hay pin con Thỏ. Loại pin này được dùng phổ biến hơn loại 3A. Pin AA thường có trọng lượng chỉ từ 23 gam, còn đường kính thì từ 13,5 đến 14,5 mm và chiều dài khoảng từ 49,2 mm đến 50,5 mm. Các thiết bị được thiết kế cho pin AA (pin 2A) thường chỉ có điện áp 1,5V.

- Pin trung: (còn gọi là pin C) có kích thước 50 x 26 mm, thông dụng trên thị trường. Có dung lượng trung bình là khoảng 6000 mAh. Pin có hình trụ tròn và được sử dụng linh hoạt trong các thiết bị thông dụng như đài cát - sét,… Có 2 loại pin C chính: pin dùng một lần và pin sạc. Pin dùng một lần có nhiều loại chất liệu nhưng có hai loại chính là Carbon và Alkaline (kiềm).

- Pin đại: (hay còn gọi là pin D) hay còn gọi là pin LR20, đây là loại pin có dung lượng lớn nhất trong các loại pin hình trụ, với dung lượng tối đa lên tới 12 000 mAh, nên chúng rất phù hợp để sử dụng trong các mẫu đèn pin cỡ lớn. Pin thường có kích thước là 60 x 34 mm. Như hình dưới là pin có dung lượng 500 mAh – 9V.

- Pin sạc và Ắc quy:

Điện lượng (Ah): Là dòng ắc quy có thể cung cấp liên tục trong khoảng thời gian nhất định cho đến khi điện áp ắc quy hạ xuống dưới mức “điện áp cắt” (10,5 V đối với ắc quy 12 V). Thông số điện tích của ắc quy do nhà sản xuất công bố thường được tính khi phát điện với dòng điện nhỏ trong 20 giờ.

Ví dụ: Bình ắc quy 100 Ah sẽ phát được dòng điện 5 A trong 20 giờ, khi dòng điện phát ra càng lớn thì thời gian phát điện càng ngắn.

Điện áp cắt: Hay còn gọi là “Điện áp ngắt” là mức mà bạn không nên để ắc quy phát điện tiếp, nếu cứ để ắc quy phát điện ở dưới mức ngừng thì sẽ:

- Giảm tuổi thọ: Ví dụ như, nếu ắc quy còn 80% mà đã nạp thì tuổi thọ khoảng 25.000 chu kỳ, còn nếu để còn 20% mới nạp thì tuổi thọ khoảng 7000 chu kỳ.

- Hỏng ắc quy hoàn toàn: Điều này thường xảy ra khi dùng nhiều ắc quy mắc nối tiếp nhau. Khi một hay nhiều ắc quy trong dãy đó đã phát hết điện mà những cái khác chưa hết điện và ta tiếp tục dùng thì ắc quy hết điện trước sẽ bị đảo cực và hỏng hoàn toàn.

Điện áp cắt được quy định bởi nhà sản xuất và phụ thuộc vào dòng phóng.

- Điện áp (Voltage): Là chỉ số đo điện thế chênh lệch giữa hai đầu cực của ắc quy. Điện áp ắc quy có thể là 12 V hoặc 24 V…

- Công suất (W): Năng lượng dùng để khởi động động cơ cũng có thể được tính bằng Watt (W).

Lý thuyết Nguồn điện

Khái niệm nguồn điện

Nguồn điện là thiết bị tạo ra và duy trì sự chênh lệch điện thế, nhằm duy trì dòng điện trong mạch kín.

Suất điện động của nguồn điện

Suất điện động E của nguồn điện là đại lượng vật lí đặc trưng cho khả năng sinh công của nguồn điện, nó được đo bằng tỉ số giữa công của lực lạ A làm di chuyển lượng điện tích q > 0 từ cực âm đến cực dương bên trong nguồn điện và điện tích q.

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

Suất điện động có đơn vị là vôn (V).

Điện trở trong của nguồn điện

Trong thực tế, khi các điện tích dịch chuyển bên trong nguồn điện về các cực của nguồn dưới tác dụng của lực lạ, chúng luôn va chạm với các hạt vật chất cấu tạo nên nguồn. Do đó, sự dịch chuyển của các điện tích bị cản trở. Đại lượng đặc trưng cho việc cản trở sự dịch chuyển của các điện tích bên trong nguồn điện được gọi là điện trở trong của nguồn, kí hiệu là r ($\Omega$).

Hiệu điện thế U giữa hai cực của nguồn điện có suất điện động E và điện trở r khi phát dòng điện cường độ I chạy qua nguồn được xác định bởi:

U = E - Ir

Mở rộng: Ghép nguồn điện

- Nguồn điện ghép nối tiếp:

$E_b=E_1+E_2+...+E_n$

$r_b=r_1+r_2+...+r_n$

- Nguồn điện ghép song song:

$E_b=E_1=E_2=...=E_n$

$r_b=\frac{r}{n}$

- Nguồn điện ghép hỗn hợp đối xứng:

$E_b=nE$

$r_b=\frac{mr}{n}$