LÝ THUYẾT - SÁCH HÌNH ĐỘNG
LỚP 11·10 / 2026

MACH · 0340 phút

Đoạn mạch nối tiếp, song song và dụng cụ đo

Ampe kế, vôn kế, khoá K

Cần học trướcMACH · 02 · Điện trở và định luật Ôm

Mục tiêu

  • Tính điện trở tương đương, dòng và hiệu điện thế từng phần của mạch nối tiếp, song song, hỗn hợp, kể cả khi đóng mở khoá.
  • Vẽ lại sơ đồ phức tạp thành các khối nối tiếp và song song, tìm điện trở cần mắc để có dòng cho trước.
  • Giải thích vì sao ampe kế, vôn kế thật làm số đo lệch khỏi giá trị thật và tính sai số do dụng cụ đo.

Khởi động

Dây đèn trang trí kiểu cũ: một bóng cháy là cả dây tắt. Nhưng trong nhà, tắt một bóng thì các bóng khác vẫn sáng. Hai kiểu nối đó khác nhau chỗ nào, và dòng điện, hiệu điện thế chia ra sao ở mỗi kiểu? Còn chiếc vôn kế vừa đo xong có làm thay đổi chính điều nó đang đo không?

nối tiếp: cùng dòngsong song: cùng hiệu điện thế

01Kiến thức cần nhớ

1. Mắc nối tiếp

Các phần tử mắc nối tiếp thì nối đầu này với đầu kia thành một nhánh duy nhất, nên cùng một dòng điện đi qua:

I=I1=I2=…,U=U1+U2+…,Rtd=R1+R2+…I=I_1=I_2=\dots,\qquad U=U_1+U_2+\dots,\qquad R_{td}=R_1+R_2+\dots

Hiệu điện thế chia theo tỉ lệ thuận với điện trở: U1U2=R1R2\dfrac{U_1}{U_2}=\dfrac{R_1}{R_2}, tức là U1=UR1R1+R2U_1=U\dfrac{R_1}{R_1+R_2} (hệ thức chia áp). Một phần tử hỏng làm hở mạch thì cả nhánh không có dòng.

2. Mắc song song

Các phần tử mắc song song có chung hai đầu nút, nên cùng hiệu điện thế:

U=U1=U2=…,I=I1+I2+…,1Rtd=1R1+1R2+…U=U_1=U_2=\dots,\qquad I=I_1+I_2+\dots,\qquad \frac{1}{R_{td}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\dots

Dòng điện chia theo tỉ lệ nghịch với điện trở: I1I2=R2R1\dfrac{I_1}{I_2}=\dfrac{R_2}{R_1}. Với hai điện trở, Rtd=R1R2R1+R2R_{td}=\dfrac{R_1R_2}{R_1+R_2}; nn điện trở bằng nhau RR thì Rtd=RnR_{td}=\dfrac{R}{n}. Điện trở tương đương của mạch song song luôn nhỏ hơn điện trở nhỏ nhất trong các nhánh. Một nhánh hỏng thì các nhánh còn lại vẫn hoạt động.

Tương tácNối tiếp hay song song
+−R₁ 20 ΩR₂ 40 ΩU₁ = 4 VU₂ = 8 VA0,2 A
U₁U₂

Chuyển kiểu mắc rồi kéo R₁, R₂, U. Nối tiếp: dòng chung, hiệu điện thế chia theo tỉ lệ thuận với điện trở. Song song: hiệu điện thế chung, dòng chia theo tỉ lệ nghịch. Thanh màu bên dưới cho thấy phần chia.

3. Mạch hỗn hợp và quy trình giải

Mạch hỗn hợp có cả nối tiếp lẫn song song. Cách giải: thu gọn từ trong ra ngoài, rồi mở rộng từ ngoài vào trong.

  1. Nhận ra các cặp nối tiếp (cùng dòng, không có nút rẽ nhánh) và các cặp song song (chung hai nút), thay bằng điện trở tương đương; vẽ lại sơ đồ gọn.
  2. Tính RtdR_{td} toàn mạch, rồi dòng chính I=URtdI=\dfrac{U}{R_{td}}.
  3. Quay ngược: từ dòng chính tính hiệu điện thế từng khối, rồi dòng từng nhánh.
  4. Dây nối lí tưởng có điện trở 00: hai điểm nối bằng dây coi là cùng điện thế; có thể co lại thành một nút để vẽ lại.

Khoá K. Khoá mở: nhánh chứa khoá không có dòng, coi như bỏ nhánh đó. Khoá đóng: coi như dây dẫn. Đóng thêm một nhánh song song làm RtdR_{td} giảm và dòng chính tăng.

+−12 VAR₁ = 4 ΩR₂ = 12 ΩR₃ = 6 ΩK (mở)
Nguồn 12 V (r = 0), R₁ nối tiếp R₂; nhánh R₃ có khoá K song song với R₂; ampe kế A đo dòng chính
Tương tácMạch có khoá K
+−A0,75 AR₁ 4 ΩR₂ 12 ΩR₃ 6 ΩKU trên R₂ = 9 V

Bấm vào khoá K (hoặc nút bên dưới) để đóng mở nhánh R₃. Đóng thêm nhánh song song làm điện trở tương đương giảm, ampe kế chỉ nhiều hơn; hai dòng chia theo I₂ : I₃ = R₃ : R₂.

4. Dụng cụ đo thật không lí tưởng

Ampe kế thật có điện trở nhỏ nhưng khác 00 (RAR_A); vôn kế thật có điện trở lớn nhưng hữu hạn (RVR_V). Khi mắc vào mạch, chúng làm thay đổi mạch nên số chỉ lệch khỏi giá trị thật (giá trị lúc chưa mắc dụng cụ đo).

  • Vôn kế mắc song song với điện trở RR: điện trở của đoạn đó đổi từ RR thành RRVR+RV<R\dfrac{RR_V}{R+R_V}<R, hiệu điện thế trên đoạn giảm, nên vôn kế đo thấp hơn giá trị thật. RV≫RR_V\gg R thì sai số nhỏ.
  • Ampe kế mắc nối tiếp: điện trở toàn mạch tăng thêm RAR_A, dòng giảm, nên ampe kế đo thấp hơn giá trị thật. RA≪RR_A\ll R thì sai số nhỏ.

Sai số tương đối của số đo so với giá trị thật: δ=∣xthật−xđo∣xthật\delta=\dfrac{\lvert x_{thật}-x_{đo}\rvert}{x_{thật}}.

Tương tácVôn kế thật
+−nguồn 10 VR₁ 100 ΩR₂ 100 ΩVvôn kế chỉ 4,762 VR_V = 1 kΩ
5,2326lg R_VU đo (V)

Kéo điện trở vôn kế R_V (thang logarit). Vôn kế thật rút một phần dòng nên số chỉ thấp hơn giá trị thật 5 V; R_V càng lớn thì càng gần. Bấm Vôn kế lí tưởng để so sánh.

02Tóm tắt

Nối tiếpSong song
DòngII chungI=∑IkI=\sum I_k, chia tỉ lệ nghịch RR
Hiệu điện thếU=∑UkU=\sum U_k, chia tỉ lệ thuận RRUU chung
Điện trở tương đươngRtd=∑RkR_{td}=\sum R_k1Rtd=∑1Rk\dfrac{1}{R_{td}}=\sum\dfrac{1}{R_k}
Dụng cụ đo thậtampe kế nối tiếp, RAR_A nhỏ: đo thấpvôn kế song song, RVR_V lớn: đo thấp

03Mở rộng

Mạch cầu cân bằng. Bốn điện trở R1,R2,R3,R4R_1,R_2,R_3,R_4 lập thành mạch cầu với nhánh chéo: nếu R1R2=R3R4\dfrac{R_1}{R_2}=\dfrac{R_3}{R_4} thì hiệu điện thế hai đầu nhánh chéo bằng 00 và không có dòng qua nó, nên bỏ nhánh chéo đi giải như mạch hỗn hợp. Cầu Wheatstone dùng nguyên tắc này để đo điện trở chính xác.

Cầu chì và aptomat. Cầu chì mắc nối tiếp trong mạch, chảy khi dòng vượt ngưỡng để tránh quá tải; cắm thêm nhiều thiết bị song song làm dòng chính tăng, nên ổ cắm nối dài có công suất tối đa ghi trên vỏ.

Tiếp theoPhương pháp →