I. GIỚI THIỆU VỀ SUẤT ĐIỆN ĐỘNG

1. Suất điện động (ξ) là gì?

Định nghĩa: Suất điện động (viết tắt: SĐĐ) là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công của nguồn điện khi dịch chuyển điện tích qua nguồn.

Ký hiệu:

• $\xi$ (chữ Hy Lạp “xi”)
• Hoặc $E$ (trong một số tài liệu)

Đơn vị: Vôn (V – Volt)

Ý nghĩa vật lý: Suất điện động bằng công mà nguồn điện thực hiện khi dịch chuyển một điện tích 1 Culong (1C) qua nguồn từ cực âm sang cực dương.

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

Trong đó:

• $A$: công của nguồn điện (J – Jun)
• $q$: điện lượng dịch chuyển (C – Culong)

Bản chất: Suất điện động là kết quả của quá trình chuyển hóa các dạng năng lượng khác (hóa học, cơ học, nhiệt…) thành điện năng.

2. Phân biệt suất điện động và hiệu điện thế

Đây là hai khái niệm dễ bị nhầm lẫn nhất trong điện học:

Mối liên hệ:

• Mạch hở: $U = \xi$
• Mạch kín: $\xi = U + Ir$ (có thêm độ giảm thế trong nguồn)

II. CÔNG THỨC CƠ BẢN VỀ SUẤT ĐIỆN ĐỘNG

1. Công thức định nghĩa

Công thức:

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

Trong đó:

• $\xi$: suất điện động của nguồn (V)
• $A$: công của nguồn điện (J – Jun)
• $q$: điện lượng dịch chuyển qua nguồn (C – Culong)

Ý nghĩa: Suất điện động cho biết nguồn điện thực hiện được bao nhiêu công khi dịch chuyển 1 Culong điện tích qua nó.

Công thức liên quan:

• Điện lượng: $q = It$ (I: cường độ dòng điện, t: thời gian)
• Công: $A = \xi q = \xi It$

Ví dụ 1: Một nguồn điện thực hiện công 12 Jun khi dịch chuyển điện lượng 2 Culong qua nguồn. Tính suất điện động của nguồn.

Lời giải:

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

Kết luận: Suất điện động của nguồn là 6V.

2. Công thức liên hệ với hiệu điện thế

Khi mạch kín (có dòng điện chạy qua):

$$\boxed{\xi = U + Ir = U + U_r}$$

Trong đó:

• $\xi$: suất điện động của nguồn (V)
• $U$: hiệu điện thế hai đầu mạch ngoài (V)
• $I$: cường độ dòng điện trong mạch (A)
• $r$: điện trở trong của nguồn (Ω)
• $U_r = Ir$: hiệu điện thế (độ giảm thế) giữa hai cực trong nguồn (V)

Giải thích vật lý:

Khi dòng điện chạy qua nguồn, một phần năng lượng bị tiêu hao bởi điện trở trong $r$ của nguồn. Do đó:

• Suất điện động = Hiệu điện thế mạch ngoài + Độ giảm thế trong nguồn
• $\xi = U + Ir$

Hệ quả:

• $U = \xi – Ir$ (hiệu điện thế mạch ngoài)
• Khi $I$ tăng → $U$ giảm (vì $Ir$ tăng)
• Khi $I = 0$ (mạch hở) → $U = \xi$

Ví dụ 2: Nguồn điện có suất điện động ξ = 12V, điện trở trong r = 2Ω. Khi dòng điện qua nguồn là I = 1A, tính hiệu điện thế hai đầu mạch ngoài.

Lời giải:

Cách 1: Tính độ giảm thế trong nguồn trước:

• Độ giảm thế trong nguồn: $U_r = Ir = 1 \times 2 = 2$ V
• Hiệu điện thế mạch ngoài: $U = \xi – U_r = 12 – 2 = 10$ V

Cách 2: Áp dụng trực tiếp:

• $U = \xi – Ir = 12 – 1 \times 2 = 12 – 2 = 10$ V

Kết luận: Hiệu điện thế hai đầu mạch ngoài là 10V.

3. Công thức khi mạch hở

Khi mạch hở (không có dòng điện, I = 0):

$$\boxed{\xi = U_{AB}}$$

Giải thích:

Khi mạch hở, không có dòng điện chạy qua nguồn ($I = 0$), do đó:

• Độ giảm thế trong nguồn: $Ir = 0 \times r = 0$
• Từ công thức $\xi = U + Ir$ → $\xi = U + 0 = U$

Ứng dụng quan trọng – Cách đo suất điện động:

Để đo suất điện động của nguồn:

1. Ngắt mạch điện (để I = 0)
2. Dùng vôn kế có điện trở rất lớn
3. Mắc trực tiếp vào hai cực của nguồn
4. Số chỉ vôn kế chính là suất điện động

Lưu ý: Trong thực tế, vôn kế có điện trở rất lớn nên dòng điện qua nó rất nhỏ, coi như mạch hở.

III. CÁC DẠNG CÔNG THỨC SUẤT ĐIỆN ĐỘNG

1. Công thức với điện trở trong và ngoài

Mạch điện đơn giản: Gồm nguồn điện (ξ, r) nối với điện trở ngoài R tạo thành mạch kín.

Định luật Ôm cho toàn mạch:

$$\boxed{I = \frac{\xi}{R + r}}$$

Từ đó suy ra suất điện động:

$$\boxed{\xi = I(R + r) = IR + Ir}$$

Hoặc viết dưới dạng:

$$\boxed{\xi = U + Ir}$$

Vì $U = IR$ (hiệu điện thế hai đầu điện trở R)

Ví dụ 3: Mạch điện có điện trở ngoài R = 8Ω, điện trở trong r = 2Ω, cường độ dòng điện I = 1.2A. Tính suất điện động của nguồn.

Lời giải:

Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch: $$\xi = I(R + r) = 1.2 \times (8 + 2) = 1.2 \times 10 = 12 \text{ V}$$

Kiểm tra:

• $U = IR = 1.2 \times 8 = 9.6$ V
• $U_r = Ir = 1.2 \times 2 = 2.4$ V
• $\xi = U + U_r = 9.6 + 2.4 = 12$ V ✓

Kết luận: Suất điện động của nguồn là 12V.

2. Công thức tính điện trở trong

Từ công thức cơ bản $\xi = U + Ir$, ta có:

$$\boxed{r = \frac{\xi – U}{I}}$$

Hoặc khi biết điện trở ngoài R:

$$\boxed{r = \frac{\xi}{I} – R}$$

Lưu ý: Để tìm $r$, cần biết ít nhất 3 trong 4 đại lượng: ξ, U, I, R.

Ví dụ 4: Nguồn điện có suất điện động ξ = 9V. Khi mắc với điện trở R = 7Ω thì cường độ dòng điện là I = 1A. Tính điện trở trong của nguồn.

Lời giải:

Áp dụng công thức: $$r = \frac{\xi}{I} – R = \frac{9}{1} – 7 = 9 – 7 = 2 \text{ Ω}$$

Kiểm tra: $$I = \frac{\xi}{R+r} = \frac{9}{7+2} = \frac{9}{9} = 1 \text{ A} \text{ ✓}$$

Kết luận: Điện trở trong của nguồn là 2Ω.

3. Công thức hiệu suất của nguồn

Định nghĩa: Hiệu suất nguồn điện là tỉ số giữa công có ích (trên mạch ngoài) và tổng công của nguồn.

Công thức:

$$\boxed{H = \frac{U}{\xi} = \frac{U}{\xi} \times 100\%}$$

Hoặc dạng khác:

$$\boxed{H = \frac{R}{R + r}}$$

Chứng minh:

• Từ $U = IR$ và $\xi = I(R+r)$
• Ta có: $\frac{U}{\xi} = \frac{IR}{I(R+r)} = \frac{R}{R+r}$

Ý nghĩa:

• $0 < H < 1$ (hoặc 0% < H < 100%)
• H càng lớn, nguồn càng hiệu quả (ít tổn hao)
• H = 1 khi r = 0 (nguồn lý tưởng)

Ví dụ 5: Nguồn điện có ξ = 12V, r = 1Ω, mắc với điện trở ngoài R = 11Ω. Tính hiệu suất của nguồn.

Lời giải:

Cách 1: Dùng công thức trực tiếp $$H = \frac{R}{R + r} = \frac{11}{11 + 1} = \frac{11}{12} \approx 0.917 = 91.7%$$

Cách 2: Tính qua U và ξ

• Tính dòng điện: $I = \frac{12}{11+1} = 1$ A
• Tính hiệu điện thế: $U = IR = 1 \times 11 = 11$ V
• Tính hiệu suất: $H = \frac{U}{\xi} = \frac{11}{12} \approx 91.7%$

Kết luận: Hiệu suất của nguồn là 91.7%.

4. Công thức công suất

Công suất của nguồn (công suất toàn phần):

$$\boxed{P_{nguồn} = \xi I}$$

Công suất tiêu thụ ở mạch ngoài (công suất có ích):

$$\boxed{P_{ngoài} = UI = I^2R = \frac{U^2}{R}}$$

Công suất hao phí trong nguồn:

$$\boxed{P_{hao\ phí} = U_r I = I^2r}$$

Định luật bảo toàn năng lượng:

$$\boxed{P_{nguồn} = P_{ngoài} + P_{hao\ phí}}$$

Hay: $$\xi I = UI + I^2r$$

Ví dụ: Với I = 2A, ξ = 12V, r = 2Ω, R = 4Ω:

• $P_{nguồn} = 12 \times 2 = 24$ W
• $P_{ngoài} = 2^2 \times 4 = 16$ W
• $P_{hao\ phí} = 2^2 \times 2 = 8$ W
• Kiểm tra: $24 = 16 + 8$ ✓

5. Bộ nguồn ghép nối tiếp

Định nghĩa: Ghép nối tiếp là cách mắc các nguồn sao cho cực dương của nguồn này nối với cực âm của nguồn kia.

Công thức: Với $n$ nguồn giống nhau (ξ, r) ghép nối tiếp:

$$\boxed{\xi_{bộ} = n\xi}$$ $$\boxed{r_{bộ} = nr}$$

Ưu điểm: Tăng suất điện động (tăng hiệu điện thế)

Nhược điểm: Tăng điện trở trong (tăng tổn hao)

Ví dụ 6: Ba pin 1.5V (mỗi pin có r = 0.5Ω) ghép nối tiếp. Tính suất điện động và điện trở trong của bộ.

Lời giải:

• Suất điện động bộ: $\xi_{bộ} = 3 \times 1.5 = 4.5$ V
• Điện trở trong bộ: $r_{bộ} = 3 \times 0.5 = 1.5$ Ω

Kết luận: Bộ nguồn có ξ = 4.5V, r = 1.5Ω.

6. Bộ nguồn ghép song song

Định nghĩa: Ghép song song là cách mắc các nguồn sao cho tất cả các cực dương nối với nhau, tất cả các cực âm nối với nhau.

Công thức: Với $n$ nguồn giống nhau (ξ, r) ghép song song:

$$\boxed{\xi_{bộ} = \xi}$$ $$\boxed{r_{bộ} = \frac{r}{n}}$$

Ưu điểm: Giảm điện trở trong (giảm tổn hao), tăng dòng điện tối đa

Nhược điểm: Không tăng suất điện động

Ví dụ 7: Bốn pin 1.5V (mỗi pin có r = 2Ω) ghép song song. Tính suất điện động và điện trở trong của bộ.

Lời giải:

• Suất điện động bộ: $\xi_{bộ} = 1.5$ V (không đổi)
• Điện trở trong bộ: $r_{bộ} = \frac{2}{4} = 0.5$ Ω

Kết luận: Bộ nguồn có ξ = 1.5V, r = 0.5Ω.

IV. BẢNG CÔNG THỨC TỔNG HỢP

A. Công thức cơ bản

B. Công thức tính các đại lượng

C. Công thức công suất

D. Bộ nguồn

Lưu ý: Các công thức trên chỉ đúng khi các nguồn giống hệt nhau (cùng ξ, cùng r).

V. ĐỊNH LUẬT ÔM CHO TOÀN MẠCH

1. Phát biểu

Cường độ dòng điện chạy trong mạch kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn và tỉ lệ nghịch với tổng điện trở toàn mạch (tổng điện trở ngoài và điện trở trong).

2. Công thức

$$\boxed{I = \frac{\xi}{R + r}}$$

Suy ra các công thức liên quan:

$$\xi = I(R + r)$$ $$\xi = IR + Ir$$ $$\xi = U + U_r$$

Trong đó:

• $R + r$: tổng điện trở toàn mạch
• $IR = U$: hiệu điện thế hai đầu mạch ngoài
• $Ir = U_r$: độ giảm thế trong nguồn

3. Ý nghĩa các số hạng

Phân tích công thức $\xi = IR + Ir$:

• $IR = U$: Hiệu điện thế hai đầu mạch ngoài
  • Đây là phần điện áp “có ích” làm việc trên tải
  • Tạo ra công suất hữu ích: $P = UI$
• $Ir = U_r$: Độ giảm thế trong nguồn (độ sụt áp)
  • Đây là phần điện áp “mất đi” do điện trở trong
  • Tạo ra công suất hao phí: $P_{hao\ phí} = I^2r$
• $R + r$: Tổng điện trở toàn mạch
  • Cản trở dòng điện chạy trong toàn bộ mạch
  • Càng lớn thì I càng nhỏ

4. Đồ thị U-I

Phương trình đồ thị: Từ $\xi = U + Ir$, ta có:

$$U = \xi – Ir$$

Đây là phương trình đường thẳng dạng $y = a + bx$ với:

• Biến độc lập: $I$ (trục hoành)
• Biến phụ thuộc: $U$ (trục t종)
• Hệ số góc: $-r$ (âm, đường thẳng đi xuống)
• Tung độ gốc: $\xi$

Đồ thị:

U(V) │
  ξ  │●────╲
     │      ╲
     │       ╲  Độ dốc = -r
     │        ╲
     │         ╲
   0 │          ●────→ I(A)
     0        I_max

Các điểm đặc biệt:

• Giao điểm với trục U (khi I = 0): $U = \xi$
  • Đây là trạng thái mạch hở
  • Hiệu điện thế bằng suất điện động
• Giao điểm với trục I (khi U = 0): $I_{max} = \frac{\xi}{r}$
  • Đây là trạng thái đoản mạch (ngắn mạch)
  • Dòng điện đạt giá trị cực đại
  • Rất nguy hiểm, có thể làm hỏng nguồn!
• Độ dốc đường thẳng: $-r$
  • Góc càng lớn (dốc càng nhiều) → r càng lớn
  • Nguồn tốt có r nhỏ → đường gần nằm ngang

Ứng dụng đồ thị:

• Xác định ξ và r của nguồn từ thực nghiệm
• Phân tích hoạt động của nguồn ở các chế độ khác nhau

VI. MẸO VÀ LƯU Ý

1. Mẹo nhớ công thức

Công thức trung tâm nhất:

“Xi bằng U cộng I nhân r”

$$\xi = U + Ir$$

Đây là công thức QUAN TRỌNG NHẤT, từ đó suy ra mọi công thức khác:

• Suất điện động = Hiệu điện thế mạch ngoài + Độ giảm thế trong nguồn
• Ghi nhớ: “Năng lượng nguồn = Năng lượng có ích + Năng lượng hao phí”

Định luật Ôm toàn mạch:

“I bằng xi chia tổng R cộng r”

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

• Giống định luật Ôm thông thường ($I = \frac{U}{R}$) nhưng có thêm $r$
• Tử số: suất điện động $\xi$ (không phải U)
• Mẫu số: tổng điện trở $R + r$

Công thức hiệu suất:

“H bằng R chia tổng R cộng r”

$$H = \frac{R}{R+r}$$

• Tỷ lệ điện trở ngoài trên tổng điện trở
• Muốn H lớn → cần R lớn hoặc r nhỏ
• H càng gần 1 càng tốt (ít tổn hao)

2. Các sai lầm thường gặp

❌ SAI LẦM 1: Nhầm lẫn giữa ξ và U

Phải nhớ:

• ξ (suất điện động): Của nguồn điện, không đổi, đặc trưng cho nguồn
• U (hiệu điện thế): Của mạch ngoài, thay đổi theo I và R

Ví dụ sai:

• Nguồn 12V nghĩa là ξ = 12V (đúng)
• Khi dùng, điện áp vẫn là 12V (SAI! – Vì U < ξ khi có dòng)

❌ SAI LẦM 2: Quên điện trở trong r

Sai: $I = \frac{\xi}{R}$ ❌

Đúng: $I = \frac{\xi}{R + r}$ ✓

Nhắc nhở: Khi tính toàn mạch, luôn cộng thêm r vào mẫu số!

❌ SAI LẦM 3: Nhầm công thức bộ nguồn

Cách nhớ:

• Nối tiếp: Cộng cả ξ lẫn r (nhân với n)
• Song song: ξ không đổi, r chia đều (chia cho n)

❌ SAI LẦM 4: Quên đổi đơn vị

Các đơn vị thường gặp:

• Dòng điện: mA → A (chia 1000)
• Điện trở: kΩ → Ω (nhân 1000)
• Thời gian: phút → giây (nhân 60)

Ví dụ: 500mA = 0.5A, 2kΩ = 2000Ω

3. Kiểm tra kết quả

Kiểm tra logic:

• Luôn có: $U < \xi$ (khi có dòng điện, I ≠ 0)
• Khi I tăng → U giảm (vì $U = \xi – Ir$)
• Hiệu suất: $0 < H < 1$ (hoặc 0% < H < 100%)
• Công suất: $P_{nguồn} \geq P_{ngoài}$ (luôn luôn)

Kiểm tra bằng công thức:

Sau khi tính, hãy thử:

• $\xi = U + Ir$ (phải đúng)
• $I = \frac{\xi}{R+r}$ (phải đúng)
• $P_{nguồn} = P_{ngoài} + P_{hao\ phí}$ (phải bằng nhau)

VII. BÀI TẬP MẪU

Bài 1: Tính suất điện động từ định nghĩa

Đề bài: Một nguồn điện thực hiện công 24 Jun khi dịch chuyển điện lượng 4 Culong qua nguồn. Tính suất điện động của nguồn.

Lời giải:

Áp dụng công thức định nghĩa: $$\xi = \frac{A}{q} = \frac{24}{4} = 6 \text{ V}$$

Kết luận: Suất điện động của nguồn là 6V.

Bài 2: Áp dụng định luật Ôm toàn mạch

Đề bài: Nguồn điện có suất điện động ξ = 12V, điện trở trong r = 1Ω, được mắc với điện trở ngoài R = 5Ω tạo thành mạch kín. Tính: a) Cường độ dòng điện trong mạch b) Hiệu điện thế hai đầu mạch ngoài

Lời giải:

Câu a) Tính cường độ dòng điện:

Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch: $$I = \frac{\xi}{R + r} = \frac{12}{5 + 1} = \frac{12}{6} = 2 \text{ A}$$

Câu b) Tính hiệu điện thế mạch ngoài:

Cách 1: Dùng định luật Ôm cho đoạn mạch: $$U = IR = 2 \times 5 = 10 \text{ V}$$

Cách 2: Dùng công thức suất điện động: $$U = \xi – Ir = 12 – 2 \times 1 = 12 – 2 = 10 \text{ V}$$

Kiểm tra: $\xi = U + Ir = 10 + 2(1) = 12$ V ✓

Kết luận:

• Cường độ dòng điện: I = 2A
• Hiệu điện thế mạch ngoài: U = 10V

Bài 3: Tính điện trở trong của nguồn

Đề bài: Một nguồn điện có suất điện động ξ = 9V. Khi mắc với điện trở R = 8Ω thì hiệu điện thế hai đầu mạch ngoài là U = 8V. Tính: a) Cường độ dòng điện b) Điện trở trong của nguồn

Lời giải:

Câu a) Tính cường độ dòng điện:

Áp dụng định luật Ôm cho mạch ngoài: $$I = \frac{U}{R} = \frac{8}{8} = 1 \text{ A}$$

Câu b) Tính điện trở trong:

Từ công thức $\xi = U + Ir$, suy ra: $$r = \frac{\xi – U}{I} = \frac{9 – 8}{1} = \frac{1}{1} = 1 \text{ Ω}$$

Kiểm tra: $I = \frac{\xi}{R+r} = \frac{9}{8+1} = 1$ A ✓

Kết luận:

• Cường độ dòng điện: I = 1A
• Điện trở trong: r = 1Ω

Bài 4: Tính hiệu suất nguồn điện

Đề bài: Nguồn điện có ξ = 6V, r = 0.5Ω, được mắc với điện trở R = 5.5Ω. Tính hiệu suất của nguồn điện.

Lời giải:

Cách 1: Dùng công thức trực tiếp

$$H = \frac{R}{R + r} = \frac{5.5}{5.5 + 0.5} = \frac{5.5}{6} \approx 0.917 = 91.7%$$

Cách 2: Tính qua U và ξ

• Tính dòng điện: $I = \frac{\xi}{R+r} = \frac{6}{5.5+0.5} = \frac{6}{6} = 1$ A
• Tính hiệu điện thế: $U = IR = 1 \times 5.5 = 5.5$ V
• Tính hiệu suất: $H = \frac{U}{\xi} = \frac{5.5}{6} \approx 0.917 = 91.7%$

Kết luận: Hiệu suất của nguồn là 91.7%.

Ý nghĩa: Có 91.7% năng lượng được sử dụng hữu ích, chỉ 8.3% bị hao phí trong nguồn.

Bài 5: Bộ nguồn nối tiếp

Đề bài: Có 4 pin giống nhau, mỗi pin có suất điện động 1.5V và điện trở trong 0.5Ω. Các pin được ghép nối tiếp với nhau và mắc với điện trở ngoài R = 10Ω. Tính cường độ dòng điện trong mạch.

Lời giải:

Bước 1: Tính đặc tính của bộ nguồn nối tiếp

• Suất điện động bộ: $\xi_{bộ} = 4 \times 1.5 = 6$ V
• Điện trở trong bộ: $r_{bộ} = 4 \times 0.5 = 2$ Ω

Bước 2: Tính cường độ dòng điện $$I = \frac{\xi_{bộ}}{R + r_{bộ}} = \frac{6}{10 + 2} = \frac{6}{12} = 0.5 \text{ A}$$

Kết luận: Cường độ dòng điện trong mạch là 0.5A.

Bài 6: Tính công suất

Đề bài: Nguồn điện có ξ = 12V, r = 2Ω, mắc với điện trở ngoài R = 4Ω. Tính: a) Công suất của nguồn b) Công suất tiêu thụ ở mạch ngoài c) Công suất hao phí trong nguồn d) Hiệu suất của nguồn

Lời giải:

Bước 1: Tính cường độ dòng điện $$I = \frac{\xi}{R + r} = \frac{12}{4 + 2} = \frac{12}{6} = 2 \text{ A}$$

Câu a) Công suất của nguồn: $$P_{nguồn} = \xi I = 12 \times 2 = 24 \text{ W}$$

Câu b) Công suất mạch ngoài: $$P_{ngoài} = I^2R = 2^2 \times 4 = 4 \times 4 = 16 \text{ W}$$

Câu c) Công suất hao phí: $$P_{hao\ phí} = I^2r = 2^2 \times 2 = 4 \times 2 = 8 \text{ W}$$

Câu d) Hiệu suất: $$H = \frac{P_{ngoài}}{P_{nguồn}} = \frac{16}{24} = \frac{2}{3} \approx 0.667 = 66.7%$$

Kiểm tra bảo toàn năng lượng: $$P_{nguồn} = P_{ngoài} + P_{hao\ phí}$$ $$24 = 16 + 8$$ ✓

Kết luận:

• Công suất nguồn: 24W
• Công suất mạch ngoài: 16W
• Công suất hao phí: 8W
• Hiệu suất: 66.7%

VIII. ỨNG DỤNG THỰC TẾ

1. Pin và ắc quy thông dụng

Pin thông dụng:

• Pin AA (pin tiểu): ξ ≈ 1.5V, dùng cho đồ chơi, đồng hồ, remote
• Pin AAA: ξ ≈ 1.5V, nhỏ hơn pin AA
• Pin 9V: ξ = 9V, dùng cho đồng hồ vạn năng, thiết bị đo
• Pin CR2032 (pin nút): ξ = 3V, dùng cho đồng hồ đeo tay, mainboard

Ắc quy:

• Ắc quy xe máy: ξ = 12V, dung lượng 3-7Ah
• Ắc quy ô tô: ξ = 12V hoặc 24V, dung lượng 40-100Ah
• Ắc quy lưu điện: ξ = 12V, dung lượng rất lớn

Lưu ý: Khi pin yếu, suất điện động ξ giảm và điện trở trong r tăng.

2. Sạc pin và ắc quy

Nguyên tắc sạc:

• Khi sạc: dòng điện chạy ngược chiều so với khi phóng điện
• Năng lượng điện chuyển thành năng lượng hóa học (tích trữ trong pin)
• Cần nguồn sạc có suất điện động lớn hơn suất điện động của pin: $\xi_{sạc} > \xi_{pin}$

Ví dụ: Để sạc ắc quy 12V, cần bộ sạc có điện áp khoảng 14-15V.

Lưu ý an toàn:

• Không sạc pin không sạc được (pin tiểu thông thường)
• Không sạc quá lâu (có thể nổ pin)
• Dùng bộ sạc phù hợp với loại pin

3. Mạch điện gia đình

Đặc điểm nguồn điện lưới:

• Suất điện động rất lớn (từ nhà máy điện)
• Điện trở trong rất nhỏ (gần như bằng 0)
• Do đó: $\xi \approx U$ (điện áp lưới ổn định ở 220V)

Tại sao ổn định?

• Vì $r \approx 0$ nên $U = \xi – Ir \approx \xi$ (dù I thay đổi)
• Công suất nguồn rất lớn, đáp ứng được nhiều thiết bị cùng lúc

4. Thiết bị đo điện

Đo suất điện động:

• Dùng vôn kế (điện trở rất lớn, gần như vô cùng)
• Mắc trực tiếp vào hai cực nguồn khi mạch hở
• Số chỉ vôn kế chính là suất điện động

Đo dòng điện:

• Dùng ampe kế (điện trở rất nhỏ, gần như bằng 0)
• Mắc nối tiếp trong mạch
• Không làm ảnh hưởng đáng kể đến mạch

Đo điện trở trong:

• Phương pháp 1: Dùng vôn kế + ampe kế, áp dụng $r = \frac{\xi – U}{I}$
• Phương pháp 2: Đo ξ khi hở mạch, đo U và I khi có tải

IX. KẾT LUẬN

Bài viết đã trình bày hệ thống công thức suất điện động đầy đủ:

Định nghĩa cơ bản: $\xi = \frac{A}{q}$

Công thức trung tâm: $\xi = U + Ir$

Định luật Ôm toàn mạch: $I = \frac{\xi}{R+r}$

Các công thức liên quan:

• Điện trở trong: $r = \frac{\xi – U}{I}$
• Hiệu suất: $H = \frac{R}{R+r}$
• Công suất: $P_{nguồn} = \xi I$, $P_{ngoài} = I^2R$, $P_{hao\ phí} = I^2r$

Bộ nguồn:

• Nối tiếp: $\xi_{bộ} = n\xi$, $r_{bộ} = nr$
• Song song: $\xi_{bộ} = \xi$, $r_{bộ} = \frac{r}{n}$

Mối liên hệ giữa các đại lượng

        ξ (suất điện động)
         ↓
    I = ξ/(R+r)  ←  Định luật Ôm toàn mạch
         ↓
      U = IR  ←  Hiệu điện thế mạch ngoài
         ↓
    ξ = U + Ir  ←  Công thức cơ bản

Lời khuyên học tập

📌 Học thuộc công thức trung tâm: $\xi = U + Ir$ – Từ đây suy ra tất cả

📌 Phân biệt rõ ξ và U:

• ξ là của nguồn (không đổi)
• U là của mạch ngoài (thay đổi theo I)

📌 Nhớ kỹ: Mạch hở thì $U = \xi$, mạch kín thì $U < \xi$

📌 Định luật Ôm toàn mạch: Giống định luật Ôm nhưng có thêm $r$ ở mẫu

📌 Làm nhiều bài tập: Đặc biệt các dạng tính r, tính H, bộ nguồn

📌 Kiểm tra kết quả: Luôn verify bằng công thức $\xi = U + Ir$

📌 Chú ý đơn vị: Đổi mA → A, kΩ → Ω trước khi tính

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