Bài 24. Nguồn điện

Nguồn điện là thiết bị tạo ra và duy trì hiệu điện thế để dòng điện chạy trong mạch.

Cấu tạo: Gồm hai cực - cực dương (+) và cực âm (-).

Nguyên tắc hoạt động: Trong nguồn điện, các lực lạ thực hiện công để tách các electron ra khỏi nguyên tử, tạo ra sự chênh lệch điện tích giữa hai cực.

Lực lạ: Là các lực có bản chất khác lực điện, thực hiện công tách electron khỏi nguyên tử.

Suất điện động (E) của nguồn điện đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện.

Định nghĩa: Suất điện động bằng thương số giữa công A của lực lạ thực hiện khi dịch chuyển điện tích dương q bên trong nguồn từ cực âm đến cực dương và độ lớn của điện tích q.

Công thức:

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

Trong đó:

• E: suất điện động (V)
• A: công của lực lạ (J)
• q: điện tích (C)

Đơn vị: Vôn (V)

Ý nghĩa: Số vôn ghi trên nguồn là giá trị suất điện động và cũng là hiệu điện thế giữa hai cực khi mạch hở.

Điện trở trong (r) của nguồn điện là điện trở của các vật liệu bên trong nguồn.

Đặc điểm: Nguồn điện được đặc trưng bởi suất điện động E và điện trở trong r.

Hiệu điện thế giữa hai cực:

$$U = E - Ir$$

Khi mạch hở (I = 0): U = E

Mạch điện kín gồm nguồn điện và mạch ngoài có điện trở R.

Cường độ dòng điện trong mạch kín:

$$I = \frac{E}{R + r}$$

Công của nguồn điện:

$$A = qE = EIt$$

Công suất của nguồn điện:

$$P = \frac{A}{t} = EI$$

Đoản mạch (ngắn mạch) xảy ra khi nguồn điện được nối với mạch ngoài có điện trở rất nhỏ hoặc bằng 0.

Khi R → 0:

$$I = \frac{E}{r}$$

Tác dụng: Dòng điện lớn chạy qua có thể gây nóng, cháy, hỏng nguồn.

Hiệu điện thế giữa hai cực khi đoản mạch:

U = E - Ir ≈ 0