I. GIỚI THIỆU VỀ HIỆU ĐIỆN THẾ

1. Hiệu điện thế là gì?

Định nghĩa: Hiệu điện thế (hay còn gọi là điện áp) giữa hai điểm là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường khi di chuyển một điện tích giữa hai điểm đó.

Ký hiệu:

• U (chữ U viết hoa)
• Với hai điểm A, B: $U_{AB}$ (hiệu điện thế giữa A và B)

Tên gọi khác:

• Điện áp
• Voltage (tiếng Anh)
• Thế hiệu

Đơn vị đo:

• Đơn vị chính: Volt (V) – được đặt theo tên nhà vật lý người Ý Alessandro Volta
• Các đơn vị khác:
  • 1 kilovolt (kV) = 1.000 V
  • 1 milivolt (mV) = 0,001 V = 10⁻³ V
  • 1 microvolt (μV) = 0,000001 V = 10⁻⁶ V

Ví dụ thực tế:

• Pin AA: 1,5 V
• Ắc quy ô tô: 12 V
• Điện lưới dân dụng: 220 V
• Đường dây cao thế: 110 kV – 500 kV

2. Dụng cụ đo

Vôn kế (Voltmeter):

• Là dụng cụ dùng để đo hiệu điện thế
• Ký hiệu: Vòng tròn có chữ V bên trong
• Cách mắc: Mắc song song với đoạn mạch cần đo
• Lưu ý: Khác với Ampe kế (đo cường độ dòng điện) mắc nối tiếp

Các loại vôn kế:

• Vôn kế kim: Dùng kim chỉ số
• Vôn kế số: Hiển thị số trực tiếp
• Đồng hồ vạn năng: Đo được cả V, A, Ω

3. Ý nghĩa vật lý

Hiệu điện thế càng cao:

• Khả năng sinh công của điện trường càng lớn
• Dòng điện chạy qua mạch càng mạnh (với cùng điện trở)
• Công suất tiêu thụ càng lớn

Khi U = 0:

• Không có sự chênh lệch điện thế
• Không có dòng điện chạy qua
• Không có công của lực điện

Vai trò:

• Hiệu điện thế là nguyên nhân gây ra dòng điện
• Không có hiệu điện thế → không có dòng điện
• Hiệu điện thế cao → dòng điện mạnh

4. Phân biệt điện thế và hiệu điện thế

Điện thế (V):

• Là đại lượng tại một điểm trong điện trường
• Ký hiệu: $V_A$, $V_B$, $V_C$, …
• Phụ thuộc vào điểm mốc chọn (thường chọn đất làm mốc, $V = 0$)
• Đơn vị: Volt (V)

Hiệu điện thế (U):

• Là độ chênh lệch điện thế giữa hai điểm
• Ký hiệu: $U_{AB}$, $U_{BC}$, …
• Công thức: $U_{AB} = V_A – V_B$
• Không phụ thuộc vào điểm mốc
• Đơn vị: Volt (V)

Ví dụ minh họa:

• Điểm A có điện thế $V_A = 10$ V
• Điểm B có điện thế $V_B = 4$ V
• Hiệu điện thế: $U_{AB} = V_A – V_B = 10 – 4 = 6$ V

Lưu ý:

• $U_{AB} = -U_{BA}$
• $U_{AB} = V_A – V_B$
• $U_{BA} = V_B – V_A$

II. CÔNG THỨC HIỆU ĐIỆN THẾ CƠ BẢN

1. Định nghĩa cơ bản

📌 Công thức định nghĩa:

$$\boxed{U = \frac{A}{q}}$$

Trong đó:

• $U$: Hiệu điện thế (V – volt)
• $A$: Công của lực điện (J – joule)
• $q$: Điện lượng (C – coulomb)

Ý nghĩa: Hiệu điện thế giữa hai điểm bằng công của lực điện để di chuyển 1 coulomb điện tích giữa hai điểm đó.

Biến đổi:

• Công của lực điện: $A = Uq$
• Điện lượng: $q = \frac{A}{U}$

Ví dụ 1: Dịch chuyển điện lượng 2C giữa hai điểm, lực điện sinh công 12J. Tính hiệu điện thế giữa hai điểm đó.

Lời giải:

Áp dụng công thức: $$U = \frac{A}{q} = \frac{12}{2} = 6 \text{ V}$$

Đáp án: Hiệu điện thế là 6V.

2. Định luật Ohm

📌 A. Định luật Ohm cho đoạn mạch

Công thức:

$$\boxed{U = IR}$$

Trong đó:

• $U$: Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch (V)
• $I$: Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch (A)
• $R$: Điện trở của đoạn mạch (Ω – ohm)

Phát biểu: Hiệu điện thế giữa hai đầu một đoạn mạch tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó.

Các biến đổi:

• Cường độ dòng điện: $I = \frac{U}{R}$
• Điện trở: $R = \frac{U}{I}$

Ví dụ 2: Dòng điện có cường độ I = 2A chạy qua điện trở R = 10Ω. Tính hiệu điện thế hai đầu điện trở.

Lời giải:

Áp dụng định luật Ohm: $$U = IR = 2 \times 10 = 20 \text{ V}$$

Đáp án: Hiệu điện thế là 20V.

📌 B. Định luật Ohm cho toàn mạch

Công thức:

$$\boxed{U = \mathcal{E} – Ir}$$

Trong đó:

• $U$: Hiệu điện thế hai cực của nguồn điện (V)
• $\mathcal{E}$: Suất điện động của nguồn (V)
• $I$: Cường độ dòng điện trong mạch (A)
• $r$: Điện trở trong của nguồn (Ω)

Ý nghĩa: Hiệu điện thế hai cực nguồn điện bằng suất điện động trừ đi độ giảm điện thế trên điện trở trong.

Các trường hợp đặc biệt:

1. Mạch hở (I = 0): $$U = \mathcal{E}$$

Hiệu điện thế hai cực nguồn bằng suất điện động.

2. Mạch đoản mạch (U = 0): $$I = \frac{\mathcal{E}}{r}$$

Dòng điện đạt giá trị cực đại (rất nguy hiểm).

Ví dụ 3: Nguồn điện có suất điện động $\mathcal{E} = 12$V, điện trở trong $r = 0,5$Ω. Dòng điện trong mạch I = 2A. Tính hiệu điện thế hai cực nguồn.

Lời giải:

Áp dụng công thức: $$U = \mathcal{E} – Ir = 12 – 2 \times 0,5 = 12 – 1 = 11 \text{ V}$$

Đáp án: Hiệu điện thế hai cực nguồn là 11V.

3. Công thức từ công suất

📌 A. Từ công suất điện

Công suất điện: $P = UI$

Suy ra công thức tính U:

$$\boxed{U = \frac{P}{I}}$$

Trong đó:

• $P$: Công suất điện (W – watt)
• $I$: Cường độ dòng điện (A)

Ví dụ 4: Một bóng đèn tiêu thụ công suất 60W khi có dòng điện I = 0,5A chạy qua. Tính hiệu điện thế hai đầu bóng đèn.

Lời giải:

$$U = \frac{P}{I} = \frac{60}{0,5} = 120 \text{ V}$$

Đáp án: Hiệu điện thế là 120V.

📌 B. Từ công suất tỏa nhiệt

Công suất tỏa nhiệt: $P = \frac{U^2}{R}$

Suy ra:

$$\boxed{U = \sqrt{PR}}$$

Điều kiện áp dụng: Biết công suất và điện trở.

Ví dụ 5: Điện trở R = 20Ω tiêu thụ công suất P = 80W. Tính hiệu điện thế hai đầu điện trở.

Lời giải:

$$U = \sqrt{PR} = \sqrt{80 \times 20} = \sqrt{1600} = 40 \text{ V}$$

Đáp án: Hiệu điện thế là 40V.

4. Công thức từ điện năng

Điện năng tiêu thụ: $A = UIt$

Suy ra:

$$\boxed{U = \frac{A}{It}}$$

Trong đó:

• $A$: Điện năng tiêu thụ (J hoặc kWh)
• $I$: Cường độ dòng điện (A)
• $t$: Thời gian (s hoặc h)

Lưu ý đơn vị:

• Nếu A tính bằng J, t tính bằng s → U tính bằng V
• Nếu A tính bằng kWh, cần đổi sang J: 1 kWh = 3,6 × 10⁶ J

Ví dụ 6: Một thiết bị điện tiêu thụ 7200J điện năng trong 1 phút khi có dòng điện 2A chạy qua. Tính hiệu điện thế.

Lời giải:

Đổi: $t = 1$ phút = 60s

$$U = \frac{A}{It} = \frac{7200}{2 \times 60} = \frac{7200}{120} = 60 \text{ V}$$

Đáp án: Hiệu điện thế là 60V.

5. Công thức trong mạch nối tiếp và song song

📌 A. Mạch nối tiếp

Công thức tổng:

$$\boxed{U = U_1 + U_2 + U_3 + …}$$

Quy tắc: Hiệu điện thế toàn mạch bằng tổng các hiệu điện thế thành phần.

Công thức phân áp:

$$\boxed{\frac{U_1}{U_2} = \frac{R_1}{R_2}}$$

Hoặc:

$$U_1 = U \times \frac{R_1}{R_1 + R_2 + …}$$

Đặc điểm mạch nối tiếp:

• Dòng điện qua các điện trở bằng nhau: $I = I_1 = I_2 = I_3$
• Điện trở tương đương: $R_{td} = R_1 + R_2 + R_3 + …$
• Hiệu điện thế tỉ lệ với điện trở

Ví dụ 7: Mạch nối tiếp gồm $R_1 = 10$Ω, $R_2 = 20$Ω, hiệu điện thế toàn mạch U = 30V. Tính $U_1$ và $U_2$.

Lời giải:

Cách 1: Dùng phân áp

Điện trở tương đương: $R_{td} = 10 + 20 = 30$Ω

$$U_1 = U \times \frac{R_1}{R_{td}} = 30 \times \frac{10}{30} = 10 \text{ V}$$

$$U_2 = U \times \frac{R_2}{R_{td}} = 30 \times \frac{20}{30} = 20 \text{ V}$$

Cách 2: Dùng định luật Ohm

Dòng điện: $I = \frac{U}{R_{td}} = \frac{30}{30} = 1$A

$$U_1 = IR_1 = 1 \times 10 = 10 \text{ V}$$ $$U_2 = IR_2 = 1 \times 20 = 20 \text{ V}$$

Kiểm tra: $U_1 + U_2 = 10 + 20 = 30$V ✓

Đáp án: $U_1 = 10$V, $U_2 = 20$V.

📌 B. Mạch song song

Công thức:

$$\boxed{U = U_1 = U_2 = U_3 = …}$$

Quy tắc: Hiệu điện thế ở các nhánh song song bằng nhau và bằng hiệu điện thế toàn mạch.

Đặc điểm mạch song song:

• Hiệu điện thế các nhánh bằng nhau
• Dòng điện tổng: $I = I_1 + I_2 + I_3 + …$
• Điện trở tương đương: $\frac{1}{R_{td}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} + …$

Ví dụ 8: Hai điện trở $R_1 = 6$Ω và $R_2 = 12$Ω mắc song song vào nguồn điện U = 12V. Tính hiệu điện thế qua mỗi điện trở.

Lời giải:

Vì mắc song song nên: $$U_1 = U_2 = U = 12 \text{ V}$$

Đáp án: Hiệu điện thế qua mỗi điện trở đều là 12V.

III. CÔNG THỨC HIỆU ĐIỆN THẾ NÂNG CAO

1. Hiệu điện thế trong điện trường

📌 Điện trường đều

Công thức:

$$\boxed{U = Ed}$$

Trong đó:

• $E$: Cường độ điện trường (V/m)
• $d$: Khoảng cách giữa hai điểm theo phương của đường sức điện trường (m)

Biến đổi:

• Cường độ điện trường: $E = \frac{U}{d}$
• Khoảng cách: $d = \frac{U}{E}$

Ý nghĩa: Trong điện trường đều, hiệu điện thế tỉ lệ thuận với khoảng cách giữa hai điểm.

Ví dụ 9: Hai bản kim loại song song cách nhau 2cm, đặt trong điện trường đều có cường độ E = 1000V/m. Tính hiệu điện thế giữa hai bản.

Lời giải:

Đổi: $d = 2$cm $= 0,02$m

$$U = Ed = 1000 \times 0,02 = 20 \text{ V}$$

Đáp án: Hiệu điện thế giữa hai bản là 20V.

2. Hiệu điện thế trên tụ điện

📌 Công thức cơ bản

Định nghĩa điện dung: $C = \frac{Q}{U}$

Suy ra:

$$\boxed{U = \frac{Q}{C}}$$

Trong đó:

• $Q$: Điện tích trên tụ điện (C)
• $C$: Điện dung của tụ điện (F – farad)

Đơn vị điện dung:

• 1 microfarad (μF) = 10⁻⁶ F
• 1 nanofarad (nF) = 10⁻⁹ F
• 1 picofarad (pF) = 10⁻¹² F

Ví dụ 10: Tụ điện có điện dung C = 20μF tích điện tích Q = 0,001C. Tính hiệu điện thế giữa hai bản tụ.

Lời giải:

Đổi: $C = 20$μF $= 20 \times 10^{-6}$F

$$U = \frac{Q}{C} = \frac{0,001}{20 \times 10^{-6}} = \frac{10^{-3}}{2 \times 10^{-5}} = 50 \text{ V}$$

Đáp án: Hiệu điện thế là 50V.

📌 Từ năng lượng tụ điện

Năng lượng tụ điện: $W = \frac{1}{2}CU^2$

Suy ra:

$$\boxed{U = \sqrt{\frac{2W}{C}}}$$

Ví dụ 11: Tụ điện C = 10μF chứa năng lượng W = 0,005J. Tính hiệu điện thế.

Lời giải:

Đổi: $C = 10 \times 10^{-6}$F

$$U = \sqrt{\frac{2W}{C}} = \sqrt{\frac{2 \times 0,005}{10 \times 10^{-6}}} = \sqrt{\frac{0,01}{10^{-5}}} = \sqrt{1000} \approx 31,6 \text{ V}$$

Đáp án: Hiệu điện thế khoảng 31,6V.

3. Định luật Kirchhoff 2

Định luật về điện áp (KVL – Kirchhoff’s Voltage Law):

$$\boxed{\sum U_i = 0}$$

Phát biểu: Tổng đại số các hiệu điện thế trong một vòng kín bằng 0.

Quy ước dấu:

• Chiều dương: theo chiều đi quanh vòng kín (chọn trước)
• Nguồn điện: $\mathcal{E}$ mang dấu (+) nếu đi từ cực (-) sang cực (+)
• Điện trở: $IR$ mang dấu (-) nếu đi theo chiều dòng điện

Công thức cho mạch kín:

$$\mathcal{E}_1 + \mathcal{E}_2 + … = U_1 + U_2 + …$$

Hoặc:

$$\sum \mathcal{E} = \sum IR$$

Ví dụ 12: Mạch kín có nguồn $\mathcal{E} = 12$V, $r = 1$Ω, mắc với $R_1 = 2$Ω và $R_2 = 3$Ω nối tiếp. Tính hiệu điện thế trên mỗi điện trở.

Lời giải:

Bước 1: Tính dòng điện $$I = \frac{\mathcal{E}}{R_1 + R_2 + r} = \frac{12}{2 + 3 + 1} = 2 \text{ A}$$

Bước 2: Tính hiệu điện thế $$U_1 = IR_1 = 2 \times 2 = 4 \text{ V}$$ $$U_2 = IR_2 = 2 \times 3 = 6 \text{ V}$$

Kiểm tra theo định luật Kirchhoff 2: $$\mathcal{E} = Ir + U_1 + U_2$$ $$12 = 2 \times 1 + 4 + 6 = 12$$ ✓

Đáp án: $U_1 = 4$V, $U_2 = 6$V.

4. Hiệu điện thế xoay chiều

📌 Điện áp tức thời

Công thức:

$$\boxed{u = U_0\sin(\omega t + \varphi)}$$

Trong đó:

• $u$: Điện áp tức thời tại thời điểm $t$ (V)
• $U_0$: Điện áp cực đại (V)
• $\omega$: Tần số góc (rad/s), $\omega = 2\pi f$
• $\varphi$: Pha ban đầu (rad)

📌 Điện áp hiệu dụng

Công thức:

$$\boxed{U = \frac{U_0}{\sqrt{2}}}$$

Hoặc:

$$U_0 = U\sqrt{2}$$

Ý nghĩa: Điện áp hiệu dụng là giá trị điện áp một chiều tương đương, tạo ra cùng công suất tỏa nhiệt.

Lưu ý:

• Các thiết bị điện thường ghi điện áp hiệu dụng
• Điện lưới 220V là điện áp hiệu dụng
• Điện áp cực đại: $U_0 = 220\sqrt{2} \approx 311$V

Ví dụ 13: Điện áp xoay chiều có giá trị cực đại $U_0 = 100$V. Tính điện áp hiệu dụng.

Lời giải:

$$U = \frac{U_0}{\sqrt{2}} = \frac{100}{\sqrt{2}} = \frac{100\sqrt{2}}{2} = 50\sqrt{2} \approx 70,7 \text{ V}$$

Đáp án: Điện áp hiệu dụng khoảng 70,7V.

IV. BẢNG CÔNG THỨC TỔNG HỢP

A. Công thức cơ bản

B. Công thức mạch điện

C. Công thức nâng cao

D. Các biến thể thường dùng

Từ định luật Ohm và công suất:

$$U = IR = \frac{P}{I} = \sqrt{PR} = Ed$$

Các công thức công suất:

$$P = UI = I^2R = \frac{U^2}{R}$$

Các công thức cường độ:

$$I = \frac{U}{R} = \frac{P}{U} = \sqrt{\frac{P}{R}}$$

Mối liên hệ cơ bản:

$$\begin{cases} U = IR \\ P = UI \\ A = Pt = UIt \end{cases}$$

V. MẸO VÀ LƯU Ý

1. Mẹo nhớ công thức

Tam giác Ohm

Cách nhớ mối quan hệ giữa U, I, R:

    U
   ───
   I R

• Che U → $U = I \times R$
• Che I → $I = \frac{U}{R}$
• Che R → $R = \frac{U}{I}$

Tam giác công suất

Mối quan hệ P, U, I:

    P
   ───
   U I

• Che P → $P = U \times I$
• Che U → $U = \frac{P}{I}$
• Che I → $I = \frac{P}{U}$

Công thức công suất đầy đủ

$$P = UI = I^2R = \frac{U^2}{R}$$

Cách nhớ:

• Có U và I → dùng $UI$
• Chỉ có I và R → dùng $I^2R$
• Chỉ có U và R → dùng $\frac{U^2}{R}$

Mạch điện

Nối tiếp:

• U cộng, I giống: $U = U_1 + U_2$
• R cộng: $R = R_1 + R_2$

Song song:

• U giống, I cộng: $U = U_1 = U_2$
• R nghịch đảo: $\frac{1}{R} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}$

Khẩu quyết: “Nối tiếp U cộng I giống, Song song U giống I cộng”

2. Các sai lầm thường gặp

❌ SAI LẦM 1: Nhầm U với $\mathcal{E}$

Nhầm: $U = \mathcal{E}$ trong mọi trường hợp ❌

Đúng: $U = \mathcal{E} – Ir$ (có điện trở trong) ✓

Lưu ý: Chỉ khi mạch hở (I = 0) thì $U = \mathcal{E}$

❌ SAI LẦM 2: Quên điện trở trong

Sai: Tính $U = IR$ mà quên điện trở trong r ❌

Đúng: $\mathcal{E} = I(R + r)$, sau đó $U = IR = \mathcal{E} – Ir$ ✓

❌ SAI LẦM 3: Nhầm mạch nối tiếp và song song

Sai: Mạch song song mà tính $U = U_1 + U_2$ ❌

Đúng:

• Nối tiếp: $U = U_1 + U_2$
• Song song: $U = U_1 = U_2$ ✓

❌ SAI LẦM 4: Quên đổi đơn vị

Sai: Tính với kV, mV mà không đổi sang V ❌

Đúng: Luôn đổi về đơn vị chuẩn trước khi tính ✓

3. Đổi đơn vị

Đơn vị điện áp:

• 1 kV = 1.000 V = 10³ V
• 1 mV = 0,001 V = 10⁻³ V
• 1 μV = 0,000001 V = 10⁻⁶ V

Ví dụ đổi đơn vị:

• 2,5 kV = 2,5 × 1000 = 2500 V
• 500 mV = 500 × 0,001 = 0,5 V
• 0,02 kV = 0,02 × 1000 = 20 V

4. Kiểm tra kết quả

✅ Kiểm tra 1: Dấu và giá trị

• Hiệu điện thế (giá trị tuyệt đối) luôn ≥ 0
• $U_{AB}$ có thể âm, nhưng $|U_{AB}| \geq 0$

✅ Kiểm tra 2: Mạch nối tiếp

Trong mạch nối tiếp, tổng phải đúng: $$U = U_1 + U_2 + U_3$$

✅ Kiểm tra 3: Mạch song song

Trong mạch song song, các U phải bằng nhau: $$U = U_1 = U_2 = U_3$$

✅ Kiểm tra 4: Nguồn điện

Hiệu điện thế hai cực nguồn không bao giờ lớn hơn suất điện động: $$U \leq \mathcal{E}$$

Dấu “=” xảy ra khi mạch hở (I = 0).

VI. PHÂN BIỆT CÁC KHÁI NIỆM

1. Hiệu điện thế vs Suất điện động

Ví dụ minh họa:

• Nguồn điện: $\mathcal{E} = 12$V, $r = 1$Ω
• Mạch ngoài: $R = 5$Ω
• Dòng điện: $I = \frac{12}{5+1} = 2$A
• Hiệu điện thế: $U = 12 – 2 \times 1 = 10$V
• Nhận xét: $U < \mathcal{E}$ do có điện trở trong

2. Điện thế vs Hiệu điện thế

Ví dụ minh họa:

• Chọn mốc tại đất: $V_{đất} = 0$V
• Điểm A có điện thế: $V_A = 10$V
• Điểm B có điện thế: $V_B = 4$V
• Hiệu điện thế: $U_{AB} = 10 – 4 = 6$V

Lưu ý: Nếu đổi mốc, $V_A$ và $V_B$ thay đổi nhưng $U_{AB}$ không đổi.

VII. BÀI TẬP MẪU

Bài 1: Từ định luật Ohm

Đề bài: Dòng điện có cường độ I = 3A chạy qua điện trở R = 8Ω. Tính hiệu điện thế hai đầu điện trở.

Lời giải:

Áp dụng định luật Ohm: $$U = IR = 3 \times 8 = 24 \text{ V}$$

Đáp án: U = 24V

Bài 2: Từ công suất

Đề bài: Một bóng đèn có công suất 100W hoạt động với dòng điện I = 0,5A. Tính hiệu điện thế định mức của bóng đèn.

Lời giải:

Áp dụng công thức: $$U = \frac{P}{I} = \frac{100}{0,5} = 200 \text{ V}$$

Đáp án: U = 200V

Bài 3: Mạch nối tiếp

Đề bài: Mạch điện nối tiếp gồm $R_1 = 5$Ω, $R_2 = 10$Ω, dòng điện I = 2A. Tính: a) $U_1$, $U_2$ b) Hiệu điện thế toàn mạch U

Lời giải:

Câu a: $$U_1 = IR_1 = 2 \times 5 = 10 \text{ V}$$ $$U_2 = IR_2 = 2 \times 10 = 20 \text{ V}$$

Câu b: $$U = U_1 + U_2 = 10 + 20 = 30 \text{ V}$$

Đáp án: $U_1 = 10$V, $U_2 = 20$V, $U = 30$V

Bài 4: Phân áp

Đề bài: Mạch nối tiếp có $R_1 = 20$Ω, $R_2 = 30$Ω, hiệu điện thế toàn mạch U = 100V. Tính $U_1$ và $U_2$.

Lời giải:

Điện trở tương đương: $$R_{td} = R_1 + R_2 = 20 + 30 = 50 \text{ Ω}$$

Áp dụng công thức phân áp: $$U_1 = U \times \frac{R_1}{R_{td}} = 100 \times \frac{20}{50} = 40 \text{ V}$$

$$U_2 = U \times \frac{R_2}{R_{td}} = 100 \times \frac{30}{50} = 60 \text{ V}$$

Kiểm tra: $U_1 + U_2 = 40 + 60 = 100$V ✓

Đáp án: $U_1 = 40$V, $U_2 = 60$V

Bài 5: Toàn mạch

Đề bài: Nguồn điện có suất điện động $\mathcal{E} = 12$V, điện trở trong $r = 1$Ω, mắc với điện trở ngoài $R = 5$Ω. Tính hiệu điện thế hai cực của nguồn.

Lời giải:

Bước 1: Tính dòng điện trong mạch $$I = \frac{\mathcal{E}}{R + r} = \frac{12}{5 + 1} = \frac{12}{6} = 2 \text{ A}$$

Bước 2: Tính hiệu điện thế hai cực nguồn $$U = \mathcal{E} – Ir = 12 – 2 \times 1 = 10 \text{ V}$$

Hoặc: $U = IR = 2 \times 5 = 10$V

Đáp án: U = 10V

Bài 6: Điện trường

Đề bài: Hai bản kim loại song song cách nhau 5cm, đặt trong điện trường đều có cường độ E = 2000V/m. Tính hiệu điện thế giữa hai bản.

Lời giải:

Đổi: $d = 5$cm $= 0,05$m

$$U = Ed = 2000 \times 0,05 = 100 \text{ V}$$

Đáp án: U = 100V

Bài 7: Tụ điện

Đề bài: Tụ điện có điện dung C = 20μF tích điện tích Q = 0,001C. Tính hiệu điện thế giữa hai bản tụ.

Lời giải:

Đổi: $C = 20$μF $= 20 \times 10^{-6}$F $= 2 \times 10^{-5}$F

$$U = \frac{Q}{C} = \frac{0,001}{2 \times 10^{-5}} = \frac{10^{-3}}{2 \times 10^{-5}} = \frac{10^2}{2} = 50 \text{ V}$$

Đáp án: U = 50V

VIII. KẾT LUẬN

Bài viết đã trình bày đầy đủ công thức tính hiệu điện thế từ cơ bản đến nâng cao:

Công thức cơ bản:

• Định nghĩa: $U = \frac{A}{q}$
• Định luật Ohm: $U = IR$
• Từ công suất: $U = \frac{P}{I}$, $U = \sqrt{PR}$

Công thức toàn mạch:

• $U = \mathcal{E} – Ir$
• Mạch hở: $U = \mathcal{E}$

Công thức mạch điện:

• Nối tiếp: $U = U_1 + U_2 + U_3$
• Song song: $U = U_1 = U_2 = U_3$
• Phân áp: $\frac{U_1}{U_2} = \frac{R_1}{R_2}$

Công thức nâng cao:

• Điện trường: $U = Ed$
• Tụ điện: $U = \frac{Q}{C}$
• Xoay chiều: $U = \frac{U_0}{\sqrt{2}}$

Lời khuyên học tập

📌 Học thuộc định luật Ohm – Đây là công thức nền tảng: $U = IR$

📌 Phân biệt rõ U và $\mathcal{E}$ – U là hiệu điện thế, $\mathcal{E}$ là suất điện động

📌 Nhớ quy tắc mạch điện:

• Nối tiếp: U cộng, I giống nhau
• Song song: U giống nhau, I cộng

📌 Chú ý đổi đơn vị – Luôn đổi về V trước khi tính: kV → V, mV → V

📌 Vẽ sơ đồ mạch điện – Giúp hình dung rõ ràng và tránh nhầm lẫn

📌 Kiểm tra kết quả – Dùng các công thức liên quan để kiểm tra lại

📌 Luyện tập thường xuyên – Làm nhiều bài tập để thành thạo các dạng

Cô Trần Thị Bình

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Tổ trưởng chuyên môn Tổ Lý – Hóa – Sinh tại Edus

Trình độ: Cử nhân Sư phạm Vật lý, Hoá Học, Bằng Thạc sĩ, Chức danh nghề nghiệp Giáo viên THPT – Hạng II, Tin học ứng dụng cơ bản, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 12+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Gia Định