Question

[Minh Huynh]

Answer 1

[Phương Minh]

Dữ kiện:

• \(U_{A B} = 9 V\)
• \(R_{0} = 6 \Omega\)
• Đèn \(Đ\): loại 6V - 6W ⇒ \(R_{Đ} = \frac{U^{2}}{P} = \frac{6^{2}}{6} = 6 \Omega\)
• \(R_{x}\) là biến trở
• Mạch nối tiếp: \(A \rightarrow R_{x} \rightarrow R_{0} \rightarrow Đ \rightarrow B\)
• Bỏ qua điện trở ampe kế và dây nối

---

a. Khi \(R_{x} = 2 \Omega\)

1. Tính số chỉ ampe kế (I)

Mạch là nối tiếp, tổng điện trở mạch:

\(R_{t d} = R_{x} + R_{0} + R_{Đ} = 2 + 6 + 6 = 14 \Omega\)

Hiệu điện thế toàn mạch: \(U_{A B} = 9 V\)

Áp dụng định luật Ohm:

\(I = \frac{U}{R} = \frac{9}{14} \approx 0.643 A\)

---

2. Độ sáng của đèn

• Cường độ dòng qua đèn: \(I = 0.643 A\)
• Điện trở đèn: \(R_{Đ} = 6 \Omega\)

Hiệu điện thế trên đèn:

\(U_{Đ} = I \cdot R_{Đ} = 0.643 \cdot 6 \approx 3.86 V < 6 V\)

→ Đèn sáng yếu vì điện áp nhỏ hơn định mức.

---

3. Công suất tiêu thụ của đèn

\(P_{Đ} = I^{2} \cdot R_{Đ} = \left(\right. 0.643 \left.\right)^{2} \cdot 6 \approx 2.48 W\)

---

✅ Kết luận câu a:

• Số chỉ ampe kế: \(\approx 0.643 A\)
• Đèn sáng yếu
• Công suất tiêu thụ của đèn: \(\approx 2.48 W\)

---

b. Muốn đèn sáng bình thường, phải chỉnh \(R_{x}\) về phía nào? Tính \(R_{x}\)?

• Để đèn sáng bình thường, cần \(U_{Đ} = 6 V\)
  ⇒ hiệu điện thế còn lại cho phần mạch \(R_{x} + R_{0}\) là:

\(U_{R_{x} + R_{0}} = U_{A B} - U_{Đ} = 9 - 6 = 3 V\)

Tổng điện trở của \(R_{x} + R_{0} = R\) ⇒ dòng điện:

\(I = \frac{U_{Đ}}{R_{Đ}} = \frac{6}{6} = 1 A\)

Vì dòng điện trong mạch nối tiếp không đổi ⇒ toàn mạch có \(I = 1 A\)

Ta tìm \(R_{x}\) sao cho \(U = I \cdot R = 3 V\)

\(R_{x} + R_{0} = \frac{3}{1} = 3 \Omega \Rightarrow R_{x} = 3 - 6 = - 3 \Omega\)

⛔ Vô lý! \(R_{x}\) không thể âm → không có cách nào để đèn sáng bình thường với mạch nối tiếp kiểu này vì nguồn chỉ có 9V mà đèn đã cần 6V, phần còn lại (biến trở + R₀) chỉ được tối đa 3V nhưng bản thân \(R_{0} = 6 \Omega\) đã cần 6V để dẫn 1A.

---

✅ Kết luận câu b:

• Không thể làm đèn sáng bình thường với mạch như sơ đồ hiện tại, vì \(R_{0} = 6 \Omega\) quá lớn.
• Nếu vẫn yêu cầu tính, phải giảm \(R_{0}\) hoặc tăng điện áp nguồn.

---

c. Khi đèn sáng bình thường, tính hiệu suất mạch

Khi đèn sáng bình thường:

• \(U_{Đ} = 6 V\), \(P_{Đ} = 6 W\)
• Nguồn: \(U = 9 V\), \(I = 1 A\) ⇒ \(P_{n g u \overset{ˋ}{\hat{o}} n} = 9 W\)

→ Hiệu suất:

\(\eta = \frac{P_{\overset{ˊ}{\imath} c h}}{P_{t o \overset{ˋ}{a} n}} \cdot 100 \% = \frac{6}{9} \cdot 100 \% = 66.7 \%\)

---

✅ Kết luận câu c:

• Hiệu suất mạch điện: \(\boxed{66.7 \%}\)