PHẦN 1: LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM

I – Mạch điện và các bộ phận của mạch điện

1. Mạch điện là gì?

Để bóng đèn pin phát sáng, ta phải dùng dây nối kết nối pin, bóng đèn và công tắc lại với nhau thành một mạch kín – gọi là mạch điện.

Bất cứ mạch điện nào cũng gồm các bộ phận: nguồn điện, dây nối và các thiết bị tiêu thụ năng lượng điện (bóng đèn, động cơ điện, bếp điện, quạt điện, tivi…).

Hai khái niệm cần phân biệt:

• Mạch điện kín: mạch nối liền các thiết bị điện với hai cực của nguồn điện → có dòng điện chạy trong mạch.
• Mạch điện hở: mạch bị đứt hoặc hở ở một điểm nào đó → không có dòng điện chạy trong mạch.

2. Kí hiệu các bộ phận của mạch điện

Để mô tả đơn giản và lắp mạch điện đúng yêu cầu, người ta dùng các kí hiệu quy ước để vẽ sơ đồ mạch điện.

3. Chiều dòng điện quy ước

Dòng điện do pin hoặc acquy cung cấp có chiều không đổi gọi là dòng điện một chiều.

Quy ước chiều dòng điện: Chiều từ cực dương (+) của nguồn điện, qua dây nối và các dụng cụ điện, tới cực âm (−) của nguồn điện.

Câu hỏi củng cố:

Chiều dòng điện là chiều từ đâu đến đâu?

A. Cực dương, dây dẫn, cực âm, thiết bị điện.

B. Cực dương, dây dẫn, thiết bị điện, cực âm. ✓

C. Cực âm, dây dẫn, thiết bị điện, cực dương.

D. Cực âm, thiết bị điện, dây dẫn, cực dương.

Đáp án: B. Chiều quy ước: từ cực (+) → qua dây dẫn → qua thiết bị điện → tới cực (−).

Lưu ý: Chiều quy ước ngược với chiều dịch chuyển thực sự của electron trong dây dẫn kim loại (electron đi từ cực âm sang cực dương).

Câu hỏi củng cố:

Dòng điện chạy trong mạng điện gia đình là loại dòng điện nào?

A. Dòng điện không đổi   B. Dòng điện một chiều   C. Dòng điện xoay chiều ✓   D. Dòng điện biến thiên

Đáp án: C. Mạng điện gia đình sử dụng dòng điện xoay chiều (do nhà máy phát điện cung cấp, chiều dòng điện thay đổi liên tục). Dòng điện một chiều là do pin hoặc acquy cung cấp.

II – Công dụng của cầu chì, cầu dao tự động, rơle, chuông điện

Ngoài nguồn điện và thiết bị tiêu thụ, mạch điện còn có các thiết bị bảo vệ và cảnh báo sự cố.

1. Cầu chì

Bộ phận cơ bản là một đoạn dây chì – nóng chảy ở nhiệt độ thấp hơn so với các kim loại khác. Khi dòng điện trong mạch đột ngột tăng quá mức, dây chì nóng chảy → mạch điện bị ngắt → bảo vệ các thiết bị điện khác không bị hỏng.

2. Cầu dao tự động

Cũng có tác dụng ngắt mạch như cầu chì khi dòng điện tăng quá mức. Ưu điểm: sau khi kiểm tra, sửa chữa xong, cầu dao được đóng lại để mạch hoạt động tiếp (không cần thay như cầu chì).

3. Rơle

Dụng cụ có tác dụng điều khiển đóng, ngắt mạch điện tự động. Khác với công tắc thông thường (cần người tác động), rơle được dùng trong các mạch điều khiển tự động để đóng, ngắt dòng điện lớn mà hệ thống điều khiển không thể trực tiếp can thiệp.

4. Chuông điện

Thiết bị ứng dụng hoạt động của nam châm điện. Chuông phát ra âm thanh khi có dòng điện chạy qua. Thường được đặt ở cửa nhà để báo hiệu có khách.

Bảng tổng hợp:

Câu hỏi củng cố:

Cầu chì có tác dụng gì?

A. Thay đổi dòng điện khi dòng điện giảm quá mức.

B. Bảo vệ thiết bị điện khi dòng điện tăng quá mức. ✓

C. Thay đổi dòng điện khi dòng điện tăng quá mức.

D. Bảo vệ thiết bị điện khi dòng điện giảm quá mức.

Đáp án: B. Cầu chì bảo vệ các thiết bị điện bằng cách tự ngắt mạch khi dòng điện tăng đột ngột quá mức cho phép.

Câu hỏi củng cố:

Để ngắt những dòng điện lớn mà hệ thống điều khiển không thể can thiệp trực tiếp, ta sử dụng thiết bị nào?

A. Rơle ✓   B. Cầu chì   C. Biến áp   D. Vôn kế

Đáp án: A. Rơle chuyên dùng để đóng/ngắt dòng điện lớn trong các mạch điều khiển tự động.

PHẦN 2: PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1: Nhận biết kí hiệu và gọi tên thiết bị trong sơ đồ mạch điện

Phương pháp:

Học thuộc bảng kí hiệu 11 thiết bị. Chú ý phân biệt các kí hiệu dễ nhầm: nguồn điện (vạch dài/ngắn), công tắc đóng/mở, điện trở (hình chữ nhật) và biến trở (điện trở có mũi tên).

Ví dụ:

Gọi tên các thiết bị (1) đến (4) trong sơ đồ mạch điện Hình 22.2.

Hướng dẫn giải:

• (1) – Kí hiệu vạch dài và vạch ngắn → Nguồn điện (pin/acquy).
• (2) – Kí hiệu hai chấm hở một đầu → Công tắc mở.
• (3) – Kí hiệu vòng tròn có dấu × → Bóng đèn.
• (4) – Kí hiệu hình chữ nhật → Điện trở.

Dạng 2: Vẽ sơ đồ mạch điện và xác định chiều dòng điện

Phương pháp:

Bước 1 – Xác định các bộ phận: nguồn điện, thiết bị tiêu thụ, công tắc, dây nối.

Bước 2 – Vẽ kí hiệu theo thứ tự nối tiếp trong mạch.

Bước 3 – Xác định chiều dòng điện: từ cực (+) → qua dây dẫn và thiết bị → tới cực (−).

Ví dụ:

Vẽ sơ đồ mạch điện gồm pin, bóng đèn, công tắc, dây nối. Xác định chiều dòng điện khi đóng công tắc.

Hướng dẫn giải:

Sơ đồ mạch điện gồm: nguồn điện (pin) nối tiếp với công tắc (K), nối tiếp với bóng đèn (Đ), nối bằng dây dẫn tạo thành mạch kín.

Chiều dòng điện: từ cực (+) của pin → qua dây dẫn → qua công tắc K → qua bóng đèn Đ → về cực (−) của pin.

Dạng 3: Xác định đèn nào sáng khi đóng/mở công tắc

Phương pháp:

Bước 1 – Xác định trạng thái công tắc (đóng/mở).

Bước 2 – Vẽ lại mạch điện: công tắc đóng = dây nối liền, công tắc mở = dây bị đứt.

Bước 3 – Tìm đường đi của dòng điện từ cực (+) đến cực (−). Đèn nào nằm trên đường đi kín → sáng. Đèn nào bị hở mạch hoặc bị nối tắt → không sáng.

Ví dụ 1:

Mạch điện có công tắc K, K1, K2 và hai đèn Đ1, Đ2. Khi nào chỉ có đèn Đ2 sáng?

Hướng dẫn giải:

Để chỉ đèn Đ2 sáng:

• K đóng (mạch chính phải kín).
• K2 đóng (đèn Đ2 có đường dòng điện đi qua).
• K1 mở (đèn Đ1 không có dòng điện đi qua).

→ Đáp án: K và K2 đóng, K1 mở.

Ví dụ 2:

Mạch điện có K1 mở, K2 đóng. Đèn 2 và đèn 3 bị K2 nối tắt. Đèn nào sáng?

Hướng dẫn giải:

Khi K2 đóng, dòng điện đi qua K2 (đường ngắn mạch) thay vì đi qua đèn 2 và đèn 3 → đèn 2, đèn 3 bị nối tắt → không sáng.

Dòng điện vẫn đi qua đèn 1 (không bị nối tắt) → chỉ đèn 1 sáng.

Dạng 4: Nhận biết thiết bị bảo vệ mạch điện

Phương pháp:

Dựa vào công dụng để phân biệt:

Ví dụ:

Trong mạng điện gia đình, thiết bị nào bảo vệ mạch điện và cảnh báo sự cố?

A. Bóng đèn   B. Cầu dao tự động ✓   C. Pin   D. Acquy

Hướng dẫn giải:

Bóng đèn là thiết bị tiêu thụ điện. Pin và acquy là nguồn điện. Chỉ cầu dao tự động có chức năng bảo vệ mạch điện – tự động ngắt mạch khi dòng điện tăng quá mức.

Dạng 5: Tìm nguyên nhân đèn không sáng và cách khắc phục

Phương pháp:

Khi mắc mạch điện mà đèn không sáng, kiểm tra theo thứ tự:

1. Nguồn điện – Pin/acquy còn điện không? → Thay pin mới.
2. Bóng đèn – Dây tóc có bị đứt không? → Thay bóng mới.
3. Dây nối – Có chỗ nào bị đứt hoặc hở không? → Nối lại hoặc thay dây.
4. Chốt cắm, mối nối – Đã chặt chưa? → Chỉnh lại.
5. Pin gắn đúng cực – Cực (+) và (−) có đúng chiều không? → Gắn lại đúng.

Ví dụ:

Đèn pin có hai cục pin. Bật công tắc nhưng đèn không sáng. Nêu các nguyên nhân có thể.

Hướng dẫn giải:

Các nguyên nhân có thể:

• Hết pin → cần thay pin mới.
• Bóng đèn bị hư (dây tóc đứt) → thay bóng mới.
• Dây điện bị đứt bên trong → mạch bị hở.
• Pin gắn sai cực (hai cực dương hoặc hai cực âm quay vào nhau) → gắn lại đúng chiều.
• Mối nối bị hở (tiếp xúc không tốt) → chỉnh lại cho chặt.

PHẦN 3: SƠ ĐỒ TƯ DUY

1. MẠCH ĐIỆN

• 1.1. Khái niệm: các thiết bị điện nối với nguồn điện thành mạch kín
• 1.2. Các bộ phận: nguồn điện + dây nối + thiết bị tiêu thụ điện + công tắc
• 1.3. Mạch kín → có dòng điện; mạch hở → không có dòng điện
• 1.4. Sơ đồ mạch điện: dùng kí hiệu quy ước để vẽ

2. KÍ HIỆU CÁC BỘ PHẬN

• Nguồn điện, bóng đèn, dây nối, công tắc (đóng/mở)
• Điện trở, biến trở, chuông điện
• Điốt, điốt phát quang (LED)
• Ampe kế (A), Vôn kế (V)

3. CHIỀU DÒNG ĐIỆN QUY ƯỚC

• Từ cực (+) → dây dẫn → thiết bị điện → cực (−)
• Dòng điện pin/acquy: một chiều (chiều không đổi)
• Dòng điện mạng gia đình: xoay chiều (chiều thay đổi)
• Chiều quy ước ngược chiều electron trong dây kim loại

4. THIẾT BỊ BẢO VỆ MẠCH ĐIỆN

• 4.1. Cầu chì
  • Dây chì nóng chảy khi dòng điện tăng quá mức → ngắt mạch
  • Phải thay mới sau khi ngắt
• 4.2. Cầu dao tự động
  • Tự ngắt mạch khi dòng điện tăng quá mức
  • Có thể đóng lại sau khi sửa chữa
• 4.3. Rơle
  • Điều khiển đóng/ngắt mạch điện tự động
  • Dùng cho dòng điện lớn mà con người không thể can thiệp trực tiếp
• 4.4. Chuông điện
  • Ứng dụng nam châm điện
  • Phát âm thanh khi có dòng điện chạy qua
  • Thường đặt ở cửa nhà

5. SỰ CỐ ĐÈN KHÔNG SÁNG

• Hết pin / pin gắn sai cực
• Bóng đèn hư (dây tóc đứt)
• Dây điện đứt / mối nối hở
• Công tắc chưa đóng

Cô Trần Thị Thanh Thảo

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Khoa Học Tự Nhiên THCS

Trình độ: Cử nhân Sư phạm KHTN, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 6+ năm kinh nghiệm tại Trường THCS Nguyễn Siêu