Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ trong đó các pin có suất điện động E₁ = E₂ = E₃ = 3 V và có điện trở trong r₁ = r₂ = r₃ = 1 \[\Omega \] các điện trở mạch ngoài R₁ = R₂ = R₃ = 5 \[\Omega \]; R₄ = 10 \[\Omega \].

a. Tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn.

b. Tính hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở, tính hiệu điện thế U_PQ.

c. Thay R₄ bằng một tụ điện có điện dung \[25\,\mu F\] tính điện tích của tụ.

Lời giải:

a. Các nguồn mắc nối tiếp, suất điện động bộ ngu: \[{E_b} = 3{E_1} = 9\,V\]

Điện trở trong bộ nguồn: \[{r_b} = 3{r_1} = 3\,\Omega \]

b. Điện trở mạch ngoài: \[{R_{td}} = \frac{{{R_{12}}.{R_{34}}}}{{{R_{12}} + {R_{34}}}} = \frac{{({R_1} + {R_2}).({R_3} + {R_4})}}{{{R_1} + {R_2} + {R_3} + {R_4}}} = 6\,\Omega \]

Cường độ dòng điện mạch chính: \[I = \frac{E}{{{R_{td}} + r}} = \frac{9}{{6 + 3}} = 1\,A\]

\[{U_{12}} = {U_{34}} = U = I.{R_{td}} = 1.6 = 6\,V\]

\[{I_{12}} = \frac{{{U_{12}}}}{{{R_{12}}}} = \frac{6}{{10}} = 0,6\,A = {I_1} = {I_2} \Rightarrow {U_1} = {I_1}{R_1} = 3\,V;\,{U_2} = {I_2}{R_2} = 3\,V\]

\[{I_{34}} = \frac{{{U_{34}}}}{{{R_{34}}}} = \frac{6}{{15}} = 0,4\,A = {I_3} = {I_4} \Rightarrow {U_3} = {I_3}{R_3} = 2\,V;\,{U_4} = {I_4}{R_4} = 4\,V\]

\[{U_{PQ}} = {U_3} - {U_1} = 2 - 3 = - 1\,V\] < 0

c. Thay R₄ bằng một tụ điện có điện dung \[25\,\mu F\].