Bài học

Ôn tập mạch nối tiếp và mạch song song

Mục tiêu bài học

Sau bài này, em phân biệt nhanh được mạch nối tiếp và mạch song song từ sơ đồ hoặc mô tả bằng lời, và vận dụng đúng công thức I, U tương ứng để giải bài tập tổng hợp toàn chương trình mạch điện đơn giản.

Kiến thức nền cần nhớ

Bài ôn tập cuối cùng này gom lại toàn bộ Chương 4 (mạch nối tiếp) và Chương 5 (mạch song song) — hai quy tắc I, U đối lập nhau mà em đã học kỹ ở hai chương đó.

Khởi động

Cho một sơ đồ có ba bóng đèn nhưng không ghi chú "nối tiếp" hay "song song". Làm sao em nhận ra ngay chỉ bằng cách nhìn số dây nối vào mỗi điểm trên sơ đồ, mà không cần đo đạc gì cả?

Kiến thức trọng tâm

Bảng so sánh tổng hợp hai kiểu mạch: mạch nối tiếp — chỉ một đường dòng điện duy nhất, không có điểm rẽ nhánh; $I$ bằng nhau tại mọi điểm; $U$ toàn mạch bằng tổng $U$ từng phần; hỏng một phần tử là hở cả mạch, mọi phần tử ngừng hoạt động. Mạch song song — có ít nhất hai nhánh cùng nối vào hai điểm nút chung; $U$ bằng nhau ở mọi nhánh; $I$ mạch chính bằng tổng $I$ các nhánh; hỏng một nhánh không ảnh hưởng các nhánh còn lại.

Bảng so sánh tổng hợp hai kiểu mạch: **mạch nối tiếp** — chỉ một đường dòng điện duy nhất, không có điểm rẽ nhánh; $I$ bằng nhau tại mọi điểm; $U$ toàn mạch bằng tổng $U$ từng phần; hỏng một phần tử là hở cả mạch, mọi phần tử ngừng hoạt động. **Mạch song song** — có ít nhất hai nhánh cùng nối vào hai điểm nút chung; $U$ bằng nhau ở mọi nhánh; $I$ mạch chính bằng tổng $I$ các nhánh; hỏng một nhánh không ảnh hưởng các nhánh còn lại.

Cách nhận diện nhanh nhất khi nhìn một sơ đồ: đếm số dây dẫn nối vào mỗi điểm. Nếu mọi điểm trên mạch chỉ có đúng hai dây gặp nhau, đó là dấu hiệu của một đường đi duy nhất — mạch nối tiếp. Nếu có ít nhất một điểm nút có từ ba dây trở lên cùng chụm vào, đó là dấu hiệu có rẽ nhánh — mạch song song. Với mô tả bằng lời (không có hình vẽ), cần đọc kỹ xem các phần tử có được nối "liên tiếp thành một chuỗi" (nối tiếp) hay "cùng nối vào hai điểm chung, mỗi phần tử một dây riêng" (song song).

Cách nhận diện nhanh nhất khi nhìn một sơ đồ: đếm số dây dẫn nối vào mỗi điểm. Nếu mọi điểm trên mạch chỉ có đúng **hai dây** gặp nhau, đó là dấu hiệu của **một đường đi duy nhất** — mạch nối tiếp. Nếu có ít nhất một điểm nút có **từ ba dây trở lên** cùng chụm vào, đó là dấu hiệu có **rẽ nhánh** — mạch song song. Với mô tả bằng lời (không có hình vẽ), cần đọc kỹ xem các phần tử có được nối "liên tiếp thành một chuỗi" (nối tiếp) hay "cùng nối vào hai điểm chung, mỗi phần tử một dây riêng" (song song).

Mạch nối tiếp: I giữ nguyên tại mọi điểm (A và B đều 0,3A). Mạch song song: I có thể khác nhau giữa các nhánh (0,2A và 0,4A).

Ví dụ

Xác định kiểu mạch và tính I, U còn thiếu

1
Mạch A: hai bóng đèn Đ1, Đ2 nối thành một vòng duy nhất với một pin và công tắc, không có điểm rẽ nhánh nào. Mạch B: hai bóng đèn Đ3, Đ4 cùng nối vào hai điểm chung với một pin, mỗi bóng có một dây dẫn riêng nối vào hai điểm đó. Biết mạch A có $I_{Đ1} = 0,2 A$ , mạch B có $U_{Đ3} = 3 V$ . a) Mạch nào là nối tiếp, mạch nào là song song? b) Tính $I_{Đ2}$ và $U_{Đ4}$ .
Mạch A: hai bóng đèn Đ1, Đ2 nối thành một vòng duy nhất với một pin và công tắc, không có điểm rẽ nhánh nào. Mạch B: hai bóng đèn Đ3, Đ4 cùng nối vào hai điểm chung với một pin, mỗi bóng có một dây dẫn riêng nối vào hai điểm đó. Biết mạch A có $I_{Đ1} = 0,2 A$, mạch B có $U_{Đ3} = 3 V$. a) Mạch nào là nối tiếp, mạch nào là song song? b) Tính $I_{Đ2}$ và $U_{Đ4}$.
2
Mạch A chỉ có một đường dây duy nhất, không có điểm rẽ nhánh nào — đây là mạch nối tiếp.
3
Mạch B có Đ3, Đ4 cùng nối vào hai điểm chung, mỗi bóng một dây riêng — đây là dấu hiệu rẽ nhánh, tức mạch song song.
4
Trong mạch nối tiếp A, $I$ bằng nhau tại mọi điểm nên $I_{Đ2} = I_{Đ1} = 0,2 A$ . Trong mạch song song B, $U$ bằng nhau ở mọi nhánh nên $U_{Đ4} = U_{Đ3} = 3 V$ .
Trong mạch nối tiếp A, $I$ bằng nhau tại mọi điểm nên $I_{Đ2} = I_{Đ1} = 0,2 A$. Trong mạch song song B, $U$ bằng nhau ở mọi nhánh nên $U_{Đ4} = U_{Đ3} = 3 V$.
5
Vậy: a) Mạch A là mạch nối tiếp, mạch B là mạch song song. b) $I_{Đ2} = 0,2 A$ , $U_{Đ4} = 3 V$ .
Vậy: a) Mạch A là mạch nối tiếp, mạch B là mạch song song. b) $I_{Đ2} = 0,2 A$, $U_{Đ4} = 3 V$.

Ví dụ

Bài tập tổng hợp cuối khoá: nối tiếp và song song trong hai mạch riêng biệt

1
Mạch 1 là mạch nối tiếp ba bóng đèn giống nhau, mỗi bóng có $U$ định mức $2 V$ , ampe kế đo được $I = 0,25 A$ . Mạch 2 là mạch song song hai bóng đèn cùng nguồn $U = 4,5 V$ , ampe kế mạch chính đo được $I = 0,6 A$ , biết $I_{Đ1} = 0,35 A$ . a) Tính $U$ toàn mạch của Mạch 1. b) Tính $I_{Đ2}$ của Mạch 2. c) Nếu tháo rời một bóng đèn khỏi mỗi mạch, mạch nào vẫn còn hoạt động được cho các bóng còn lại?
Mạch 1 là mạch nối tiếp ba bóng đèn giống nhau, mỗi bóng có $U$ định mức $2 V$, ampe kế đo được $I = 0,25 A$. Mạch 2 là mạch song song hai bóng đèn cùng nguồn $U = 4,5 V$, ampe kế mạch chính đo được $I = 0,6 A$, biết $I_{Đ1} = 0,35 A$. a) Tính $U$ toàn mạch của Mạch 1. b) Tính $I_{Đ2}$ của Mạch 2. c) Nếu tháo rời một bóng đèn khỏi mỗi mạch, mạch nào vẫn còn hoạt động được cho các bóng còn lại?
2
Mạch 1 là mạch nối tiếp, nên $U$ toàn mạch bằng tổng $U$ từng bóng: $U = 3 \times 2 = 6 V$ . (1)
Mạch 1 là mạch nối tiếp, nên $U$ toàn mạch bằng tổng $U$ từng bóng: $U = 3 \times 2 = 6 V$. (1)
3
Mạch 2 là mạch song song, nên $I$ mạch chính bằng tổng $I$ các nhánh: $I = I_{Đ1} + I_{Đ2}$ , suy ra $I_{Đ2} = I - I_{Đ1} = 0,6 - 0,35 = 0,25 A$ . (2)
Mạch 2 là mạch song song, nên $I$ mạch chính bằng tổng $I$ các nhánh: $I = I_{Đ1} + I_{Đ2}$, suy ra $I_{Đ2} = I - I_{Đ1} = 0,6 - 0,35 = 0,25 A$. (2)
4
Ở Mạch 1 (nối tiếp), tháo một bóng làm hở mạch tại đúng điểm đó — không còn đường đi kín, nên các bóng còn lại cũng mất dòng điện, ngừng sáng. Ở Mạch 2 (song song), tháo một bóng chỉ làm hở nhánh chứa bóng đó — nhánh còn lại vẫn giữ nguyên đường đi kín riêng, nên bóng đèn còn lại vẫn hoạt động bình thường.
5
Từ (1) và (2), vậy: a) $U$ toàn mạch của Mạch 1 là $6 V$ . b) $I_{Đ2}$ của Mạch 2 là $0,25 A$ . c) Mạch 2 (song song) vẫn còn hoạt động được cho bóng đèn còn lại sau khi tháo một bóng; Mạch 1 (nối tiếp) thì không.
Từ (1) và (2), vậy: a) $U$ toàn mạch của Mạch 1 là $6 V$. b) $I_{Đ2}$ của Mạch 2 là $0,25 A$. c) Mạch 2 (song song) vẫn còn hoạt động được cho bóng đèn còn lại sau khi tháo một bóng; Mạch 1 (nối tiếp) thì không.

Sai lầm thường gặp

Sai lầm hay gặp nhất khi ôn tập cuối khoá: đếm nhầm điểm nút khi sơ đồ có nhiều dây dẫn chồng chéo, dẫn tới nhận diện sai kiểu mạch; hoặc khi đề bài chỉ mô tả bằng lời (không có hình vẽ), học sinh vội áp dụng công thức của mạch song song cho một mô tả thực chất là mạch nối tiếp (hoặc ngược lại) mà không đọc kỹ cách các phần tử được nối với nhau.

Ghi nhớ

Đếm dây tại mỗi điểm nút: 2 dây ở mọi điểm là nối tiếp, có điểm ≥3 dây là song song. Nối tiếp: I không đổi, U cộng dồn, hỏng một là hỏng cả mạch. Song song: U không đổi, I cộng dồn, mỗi nhánh độc lập.

Đến đây em đã hoàn thành toàn bộ mạch điện đơn giản của lớp 8: từ khái niệm dòng điện, cách vẽ sơ đồ, đo cường độ dòng điện bằng ampe kế, đo hiệu điện thế bằng vôn kế, đến đặc điểm mạch nối tiếp và mạch song song. Ở lớp 9, mỗi phần tử trong mạch sẽ có thêm một đại lượng mới là điện trở, và định luật Ohm sẽ nối I, U, điện trở lại với nhau bằng một công thức — nền tảng em vừa xây hôm nay chính là bước khởi đầu cho phần đó.