Hai nguồn nối ngược: nguồn yếu có thể nhận năng lượng

Vật lý 11 · Ôn tập kiến thức THPT

Hai suất điện động nối ngược phải trừ theo dấu. Khi nguồn mạnh đẩy dòng vào cực dương nguồn yếu, nguồn yếu nhận năng lượng trong mô hình. Không dùng công thức điện áp đầu cực của nguồn đang phát cho mọi nguồn trong mạch.

Cho nguồn A có ε_A = 12 V, r_A = 1 Ω; nguồn B có ε_B = 6 V, r_B = 2 Ω. Nối ngược suất điện động qua tải R = 3 Ω. Các tham số giữ cố định; đây là mô hình nguồn một chiều lí tưởng có nội trở, không phải hướng dẫn ghép pin thực tế.

Dòng chạy theo chiều do A chi phối:

I = (12 − 6)/(1 + 2 + 3) = 1 A.

Nguồn A phát điện, nên U_A = ε_A − Ir_A = 11 V. Dòng đi vào cực dương B, nên điện áp đầu cực B có độ lớn U_B = ε_B + Ir_B = 8 V. Chênh 11 − 8 = 3 V, đúng điện áp trên tải R.

Kiểm tra năng lượng mỗi giây

A cung cấp công suất từ cơ chế nguồn ε_AI = 12 W. B nhận ε_BI = 6 W theo mô hình thuận nghịch. Nhiệt trong hai nội trở là I²(r_A + r_B) = 3 W, tải nhận 3 W. Tổng 6 + 3 + 3 = 12 W.

Lỗi thường gặp: cộng 12 + 6 khi hai nguồn đã nối ngược, hoặc viết U_B = 6 − 2 = 4 V như thể B đang phát. Hãy xác định chiều dòng so với cực dương trước.

Tự luyện: Nếu hai suất điện động đều 6 V trong cùng bố trí ngược và không có tác động khác, I = 0. Việc một nguồn nhận năng lượng theo mô hình không chứng minh pin thật có thể sạc an toàn; cấu tạo và điều kiện thực tế không thuộc dữ kiện bài này.

Đọc tiếp: Ohm toàn mạch · Công suất nguồn.