Thêm đèn song song có thể làm đèn cũ tối hơn khi nguồn có nội trở

Vật lý 11 · Ôn tập kiến thức THPT

Mắc thêm nhánh song song giữ các nhánh cùng điện áp, nhưng điện áp chung có thể giảm nếu nguồn có nội trở. Vì vậy bóng cũ không luôn giữ nguyên công suất như khi dùng nguồn áp lí tưởng.

Nguồn có ε = 12 V, r = 2 Ω. Mỗi đèn được mô hình bằng điện trở không đổi R = 10 Ω. Chỉ dùng công suất điện làm chỉ dấu độ sáng trong mô hình; đèn thật có thể thay đổi điện trở hoặc có mạch điều khiển.

Chỉ một đèn

I = 12/(10 + 2) = 1 A. Điện áp đầu đèn U = 10 V, công suất P = 10 W.

Thêm một đèn giống hệt song song

Hai đèn cho tải tương đương 5 Ω. Dòng nguồn I = 12/(5 + 2) = 12/7 A; điện áp mạch ngoài U = I × 5 = 60/7 V ≈ 8,571 V.

Mỗi đèn nhận P = U²/10 = 360/49 ≈ 7,347 W, thấp hơn 10 W ban đầu. Tổng hai đèn lại là 720/49 ≈ 14,694 W, lớn hơn công suất một đèn. “Tổng sáng nhiều hơn” không có nghĩa từng đèn đều sáng như cũ.

Kiểm tra nguồn: εI = 144/7 W; tổn hao nội trở I²r = 288/49 W. Hiệu hai giá trị bằng 720/49 W, đúng tổng công suất đèn.

Lỗi thường gặp: vì song song cùng U nên gán U = 12 V trong cả hai trạng thái. Cùng U là giữa các nhánh ở một trạng thái, không chứng minh điện áp bất biến khi tải đổi.

Tự luyện: Nếu r = 0 trong mô hình nguồn lí tưởng, mỗi đèn luôn nhận 12 V, công suất 14,4 W dù mắc một hay hai đèn. Đừng dùng kết quả đó thay cho nguồn thật có giới hạn dòng hoặc điện áp sụt.

Đọc tiếp: Ohm toàn mạch · Công suất nguồn.