VẬT LÝ THPT - TÀI LIỆU VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

HƢỚNG DẪN ÔN TẬP VẬT LÝ 12 - CHƢƠNG TRÌNH CHUẨN GV biên soạn: Lê Thái Trung. Lƣu hành nội bộ. HS: …………… ………………………………………- Lớp: 12/…. Trang 1 Chƣơng III. DÕNG ĐIỆN XOAY CHIỀU (Tài liệu ôn tập dùng kèm SGK Vật Lí 12) A. TÓM TẮT KIẾN THỨC SGK BÀI 12. ĐẠI CƢƠNG VỀ DÕNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I. Khái niệm về dòng điện xoay chiều - Là dòng điện có cường độ biến thiên tuần hoàn với thời gian theo quy luật của hàm số sin hay cosin, với dạng tổng quát i = I 0 cos(t + ) + i: giá trị của cường độ dòng điện tại thời điểm t, được gọi là giá trị tức thời của i (cường độ tức thời). + I 0 > 0: giá trị cực đại của i (cường độ cực đại). +  > 0: tần số góc với      2 2f T f : tần số của i, T : chu kì của i. + (t + ): pha của i, : pha ban đầu. II. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều - Xét một cuộn dây dẫn dẹt hình tròn, khép kín, quay quanh trục cố định đồng phẳng với cuộn dây đặt trong từ trường đều B  có phương  với trục quay. - Giả sử lúc t = 0,  = 0 - Lúc t > 0   = t (với  là tốc độ góc của cuộn dây quanh trục  ), từ thông qua cuộn dây:  = NBScos = NBScost với N là số vòng dây, S là diện tích mỗi vòng. -  biến thiên theo thời gian t nên trong cuộn dây xuất hiện suất điện động cảm ứng:       d e NBS sin t dt - Nếu cuộn dây kín có điện trở R thì cường độ dòng điện cảm ứng cho bởi: NBS i sin t R   Vậy, trong cuộn dây xuất hiện dòng điện xoay chiều với tần số góc  và cường độ cực đại:   0 NBS I R III. Giá trị hiệu dụng - Cho dòng điện xoay chiều i = I 0 cos(t + ) chạy qua R, công suất tức thời tiêu thụ trong R p = Ri 2 = RI 2 0 cos 2 (t + ) - Giá trị trung bình của p trong 1 chu kì: cos   22 0 p RI t - Công suất trung bình:  2 0 1 2 P p RI - Đặt:  2 2 0 I I 2  2 0 I I  - Do đó: P = RI 2 I: giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện xoay chiều (cường độ hiệu dụng) 1. Định nghĩa: (SGK/64) 2. Ngoài ra, đối với dòng điện xoay chiều, các đại lượng như hiệu điện thế, suất điện động, cường độ điện trường, … cũng là hàm số sin hay cosin của thời gian, với các đại lượng này Giá trị hiệu dụng Giá trị cực đại 2 = HƢỚNG DẪN ÔN TẬP VẬT LÝ 12 - CHƢƠNG TRÌNH CHUẨN GV biên soạn: Lê Thái Trung. Lƣu hành nội bộ. HS: …………… ………………………………………- Lớp: 12/…. Trang 2 BÀI 13. CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU * Thực nghiệm và lý thuyết đã chứng tỏ: nếu cường độ dòng điện trong mạch có dạng: i = I 0 cos t  = I t  cos2 thì điện áp ở hai đầu mạch có cùng tần số góc  , nghĩa là có thể viết dưới dạng: u = U 0 cos(  t ) = U )cos(2  t Đại lượng  là độ lệch pha giữa u và i. - Nếu 0   u sớm pha hơn i ; - Nếu 0   u trễ pha  hơn i ; - Nếu 0   u và i cùng pha. I. Mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở - Nối hai đầu R vào điện áp xoay chiều: u = U 0 cost = U 2 cost - Theo định luật Ôm: cos2 uU it RR   Nếu ta đặt: U I R  thì: cos2i I t   - Kết luận: 1. Định luật Ôm đối với mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở : SGK 2. u và i cùng pha. II. Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện 1. Thí nghiệm - Kết quả: + Tụ điện không cho dòng điện một chiều đi qua. + Dòng điện xoay chiều có thể tồn tại trong những mạch điện có chứa tụ điện. 2. Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện a. - Đặt điện áp u giữa hai bản của tụ điện: u = U m cost = U 2 cost - Điện tích bản bên trái của tụ điện: q = Cu = CU 2 cost - Giả sử tại thời điểm t, dòng điện có chiều như hình, điện tích tụ điện tăng lên. - Sau khoảng thời gian t, điện tích trên bản tăng q. - Cường độ dòng điện ở thời điểm t: q i t    - Khi t và q vô cùng nhỏ thì 2 dq i CU sin t dt     hay: cos2 ( ) 2 i CU t    b. Đặt: I = UC thì cos2 ( ) 2 i I t    và u = U 2 cost - Nếu lấy pha ban đầu của i bằng 0 thì cos2i I t   và cos2 ( ) 2 u U t    - Ta có thể viết: 1 U I C   và đặt 1 C Z C   thì: C U I Z  trong đó Z C gọi là dung kháng của mạch. - Định luật Ôm: (SGK) c. So sánh pha dao động của u và i + i sớm pha /2 so với u (hay u trễ pha /2 so với i). 3. Ý nghĩa của dung kháng + Z C là đại lượng biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều của tụ điện. + Dòng điện xoay chiều có tần số cao (cao tần) chuyển qua tụ điện dễ dàng hơn dòng điện xoay chiều tần số thấp. + Z C cũng có tác dụng làm cho i sớm pha /2 so với u. III. Mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần HƢỚNG DẪN ÔN TẬP VẬT LÝ 12 - CHƢƠNG TRÌNH CHUẨN GV biên soạn: Lê Thái Trung. Lƣu hành nội bộ. HS: …………… ………………………………………- Lớp: 12/…. Trang 3 - Cuộn cảm thuần là cuộn cảm có điện trở không đáng kể. 1. Hiện tượng tự cảm trong mạch điện xoay chiều - Khi có dòng điện i chạy qua 1 cuộn cảm, từ thông tự cảm có biểu thức:  = Li với L là độ tự cảm của cuộn cảm. - Trường hợp i là một dòng điện xoay chiều, suất điện động tự cảm: i eL t    - Khi t  0: di eL dt  2. Khảo sát mạch điện xoay chiều có cuộn cảm thuần - Đặt vào hai đầu L một điện áp xoay chiều. Giả sử i trong mạch là: i = I 2 cost - Điện áp tức thời hai đầu cuộn cảm thuần: '2     di u L Li LI sin t dt Hay cos2 ( ) 2 u LI t    a. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm: U = LI Suy ra: U I L   Đặt Z L = L Ta có: L U I Z  Trong đó Z L gọi là cảm kháng của mạch. - Định luật Ôm: “Trong mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần, cường độ hiệu dụng có giá trị bằng thương số của điện áp hiệu dụng và cảm kháng của mạch” b. Trong đoạn mạch chỉ có một cuộn cảm thuần: i trễ pha /2 so với u, hoặc u sớm pha /2 so với i. 3. Ý nghĩa của cảm kháng + Z L là đại lượng biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều của cuộn cảm. + Cuộn cảm có L lớn sẽ cản trở nhiều đối với dòng điện xoay chiều, nhất là dòng điện xoay chiều cao tần. + Z L cũng có tác dụng làm cho i trễ pha /2 so với u. BÀI 14. MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP I. Phương pháp giản đồ Fre-nen 1. Định luật về điện áp tức thời u = u 1 + u 2 + u 3 + … 2. Phương pháp giản đồ Fre-nen Mạch Các vétơ quay ,   UI Định luật Ôm u, i cùng pha U R = IR u trễ pha 2  so với i U C = IZ C u sớm pha 2  so với i U L = IZ L II. Mạch có R, L, C mắc nối tiếp 1. Định luật Ôm cho đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Tổng trở R R U  I  C U  I  C L L U  I  HƢỚNG DẪN ÔN TẬP VẬT LÝ 12 - CHƢƠNG TRÌNH CHUẨN GV biên soạn: Lê Thái Trung. Lƣu hành nội bộ. HS: …………… ………………………………………- Lớp: 12/…. Trang 4 - Giả sử, điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch: u = U 2 cos(t+  u ) thì i = I 2 cos(t+  i ) - Hệ thức giữa các điện áp tức thời trong mạch: u = u R + u L + u C - Biểu diễn bằng các vectơ quay: R L C U U U U       Trong đó: U R = RI, U L = Z L I, U C = Z C I - Theo giản đồ (H. 14.3): 2 2 2 2 2 2 ()        R LC L C U U U R Z Z I Biểu thức Định luật Ôm trong mạch có R, L, C mắc nối tiếp: 22 () LC UU I Z R Z Z   với 22 () LC Z R Z Z   gọi là tổng trở của mạch. 2. Độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện tan   LC R U U Nếu chú ý đến dấu: tan L C L C R U U Z Z UR    + Nếu Z L > Z C   > 0: u sớm pha so với i một góc . + Nếu Z L < Z C   < 0: u trễ pha so với i một góc  . 3. Cộng hưởng điện - Nếu Z L = Z C thì tan = 0   = 0 : u cùng pha với i. - Do đó: Z min = R  Max  U II R . Đây là hiện tượng cộng hưởng điện.  Điều kiện để có cộng hưởng điện là: 1      LC Z Z L C hay 2 1LC   BÀI 15. CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU. HỆ SỐ CÔNG SUẤT I. Công suất của mạch điện xoay chiều 1. Biểu thức của công suất a, Công suất tức thời Giả sử, điện áp hai đầu mạch u = U 2 cost và cường độ dòng điện tức thời trong mạch i = I 2 cos(t+ ) thì đại lượng p = ui gọi là công suất tức thời của mạch điện xoay chiều (công suất tiêu thụ trong mạch tại thời điểm t). b, Công suất trung bình Công suất điện tiêu thụ trung bình trong một chu kỳ P = UIcos  . (1) (W) Nếu thời gian dùng điện t >> T, thì P cũng là công suất tiêu thụ điện trung bình của mạch trong thời gian đó (U, I không thay đổi). c, Công suất biểu kiến P bk = U.I HƢỚNG DẪN ÔN TẬP VẬT LÝ 12 - CHƢƠNG TRÌNH CHUẨN GV biên soạn: Lê Thái Trung. Lƣu hành nội bộ. HS: …………… ………………………………………- Lớp: 12/…. Trang 5 (V.A) 2. Điện năng tiêu thụ của mạch điện W = P.t (2) II. Hệ số công suất 1. Biểu thức của hệ số công suất Trong biểu thức P = UIcos  , cos  được gọi là hệ số công suất. Do || có giá trị không vượt quá 90 0 nên 0  cos  1 . 2. Tầm quan trọng của hệ số công suất - Các động cơ, máy khi vận hành ổn đinh, công suất trung bình được giữ không đổi và bằng: P = UIcos với cos > 0  cos P I UI   - Gọi r là điện trở đường dây tải điện thì công suất hao phí là cos 2 2 22 1 hp P P rI r U   - Nếu cos nhỏ  P hp sẽ lớn, ảnh hưởng đến sản xuất kinh doanh của công ti điện lực. 3. Tính hệ số công suất của mạch điện R, L, C nối tiếp cos R Z   hay cos 22 1 () R RL C      - Công suất trung bình tiêu thụ trong mạch: 2 P RI Vậy công suất tiêu thụ trên mạch RLC bằng công suất tỏa nhiệt trên R. BÀI 16. TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP I. Bài toán truyền tải điện năng đi xa - Công suất phát từ nhà máy: P phát = U phát I trong đó I là cường độ dòng điện hiệu dụng trên đường dây. - Công suất hao phí do toả nhiệt trên đường dây: phá phá phá phá 2 t 22 t 22 tt hp P R P RI R P UU     Muốn giảm P hp ta phải giảm R (không thực tế) hoặc tăng U phát (hiệu quả). - Kết luận: Trong quá trình truyền tải điện năng, phải sử dụng những thiết bị biến đổi điện áp. II. Máy biến áp - Là những thiết bị có khả năng biến đổi điện áp (xoay chiều). 1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp * Cấu tạo: (Sgk) - Kí hiệu trên sơ đồ mạch điện: * Nguyên tắc hoạt động - Đặt điện áp xoay chiều tần số f ở hai đầu cuộn sơ cấp. Nó gây ra sự biến thiên từ thông trong hai cuộn. Gọi từ thông này là:  =  0 cost - Từ thông qua cuộn sơ cấp và thứ cấp:  1 = N 1  0 cost  2 = N 2  0 cost - Trong cuộn thứ cấp xuất hiện suất điện động cảm ứng e 2 : 2 2 0      d e N sin t dt  - Vậy, nguyên tắc hoạt động của máy biến áp dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ. 2. Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp U 1 U 2 D 2 D 1 HƢỚNG DẪN ÔN TẬP VẬT LÝ 12 - CHƢƠNG TRÌNH CHUẨN GV biên soạn: Lê Thái Trung. Lƣu hành nội bộ. HS: …………… ………………………………………- Lớp: 12/…. Trang 6 a. Thí ghiệm 1: Khoá K ngắt (chế độ không tải) I 2 = 0. - Hai tỉ số 2 1 N N và 2 1 U U luôn bằng nhau: 22 11 NU NU  - Nếu 2 1 N N > 1: máy tăng áp. - Nếu 2 1 N N < 1: máy hạ áp. - Khi một máy biến áp ở chế độ không tải, thì nó hầu như không tiêu thụ điện năng. b. Thí ghiệm 2: Khoá K đóng (chế độ có tải). - Khi I 2  0 thì I 1 tự động tăng lên theo I 2 . Với máy biến áp lí tưởng thì 2 1 2 1 2 1 U I N U I N  -Kết luận: Khi máy biến áp làm việc trong điều kiện lý tưởng thì: +Tỷ số điện áp hiệu dụng ở cuộn thứ cấp và sơ cấp bằng 2 1 N N +Tỷ số cường độ hiệu dụng ở mạch thứ cấp và mạch sơ cấp bằng 2 1 N N 3. Hiệu suất của máy biến áp - Định nghĩa: Máy biến áp là thiết bị có khả năng biến đổi điện áp xoay chiều - Sự tổn hao điện năng trong một máy biến áp gồm có: + Nhiệt lượng Jun trong các cuộn dây. + Nhiệt lượng Jun sinh ra bởi dòng điện Fu-cô. + Toả nhiệt do hiện tượng từ trễ. III. Ứng dụng của máy biến áp 1. Truyền tải điện năng. 2. Nấu chảy kim loại, hàn điện. BÀI 17. MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU I. Máy phát điện xoay chiều một pha Cấu tạo: - Phần cảm (roto) tạo ra từ thông biến thiên bằng các nam châm quay. - Phần ứng (stato) gồm các cuộn dây giống nhau, cố định trên một vòng tròn. + Từ thông qua mỗi cuộn dây biến thiên tuần hoàn với tần số: f np trong đó: n (vòng/s) p: số cặp cực. II. Máy phát điện xoay chiều 3 pha 1. Cấu tạo - Là máy tạo ra 3 suất điện động xoay chiều hình sin cùng tần sồ, cùng biên độ và lệch pha nhau 120 0 từng đôi một. 2. Cách mắc mạch ba pha - Trong mạch ba pha, các tải được mắc với nhau theo hai cách: a. Mắc hình sao. b. Mắc hình tam giác. - Các điện áp u 10 , u 20 , u 30 gọi là điện áp pha. - Các điện áp u 12 , u 23 , u 31 gọi là điện áp dây. U dây = 3 U pha 3. Dòng ba pha - Dòng ba pha là hệ ba dòng điện xoay chiều hình sin có cùng tần số, nhưng lệch pha với nhau 120 0 từng đôi một. HƢỚNG DẪN ÔN TẬP VẬT LÝ 12 - CHƢƠNG TRÌNH CHUẨN GV biên soạn: Lê Thái Trung. Lƣu hành nội bộ. HS: …………… ………………………………………- Lớp: 12/…. Trang 7 4. Những ưu việt của hệ ba pha - Tiết kiệm dây dẫn. - Cung cấp điện cho các động cơ ba pha, dùng phổ biến trong các nhà máy, xí nghiệp. BÀI 18. ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA I. Nguyên tắc chung của động cơ điện xoay chiều - Tạo ra từ trường quay. - Đặt trong từ trường quay một (hoặc nhiều) khung kín có thể quay cùng chiều xung quanh trục trùng với trục quay của từ trường quay. - Tốc độ góc của khung luôn luôn nhỏ hơn tốc độ góc của từ trường quay, nên động cơ hoạt động theo nguyên tắc này gọi là động cơ không đồng bộ. II. Động cơ không đồng bộ ba pha 1. Nguyên tắc hoạt động: Dựa trên nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ. 2. Cấu tạo: gồm 2 bộ phận chính: - Rôto: nhiều khung dây dẫn giống nhau có trục quay chung tạo thành một cái lồng hình trụ, mặt bên tạo bởi nhiều thanh kim loại song song ( rôto lồng sóc ). - Stato: là bộ phận tạo ra từ trường quay, gồm 3 cuộn dây giống nhau quấn trên 3 lõi sắt đặt lệch 120 0 trên vòng tròn. 3. Hoạt động: Cho dòng 3 pha vào 3 cuộn dây từ trường tổng hợp do 3 cuộn dây tạo ra ở tâm O là từ trường quay. Rôto quay theo với tốc độ góc < tốc độ quay của từ trường quay. Chuyển động quay của rôto được sử dụng để làm quay các máy khác. B. PHƢƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP Lƣu ý : 1. Đối với tụ điện, C 1 Z C   ,  càng lớn hay f càng lớn nghĩa là Z C càng nhỏ thì I càng lớn : dòng điện càng dễ “chảy” qua tụ điện và ngược lại  Tụ điện không cho dòng điện một chiều đi qua nó. 2. Đối với cuộn cảm, Z L = 2L fL   : Dòng điện có tần số càng lớn bị cản trở càng nhiều và ngược lại. 3. Cách nối dây trong mạng điện xoay chiều 3 pha. Mạng điện gia đình sử dụng là 1 pha điện của mạng điện 3 pha trong cách mắc hình sao. HƢỚNG DẪN ÔN TẬP VẬT LÝ 12 - CHƢƠNG TRÌNH CHUẨN GV biên soạn: Lê Thái Trung. Lƣu hành nội bộ. HS: …………… ………………………………………- Lớp: 12/…. Trang 8 Loại 1. Suất điện động xoay chiều (tính các đại lượng và viết biểu thức tức thời liên quan) * Vận dụng các kiến thức sau đây: - Từ thông gửi qua khung dây dẫn gồm N vòng dây, có diện tích S, quay với vận tốc góc  trong từ trường đều B  : 0 .cos( t )      + Chọn: t = t 0 = 0 khi n / /B 0    0 .cos t    + Biên độ của từ thông hay từ thông cực đại là: 0 NBS + Đơn vị 2 0 , (Wb); (rad/s);B(T);S(m )   . - Biểu thức suất điện động tức thời là 0 e ' E .sin t    + Suất điện động cực đại là 0 E NBS + Tần số góc = vận tốc góc của khung 2 2f T      , tần số 1 (Hz,s ) fn   (số vòng quay/1 giây). + Đơn vị 0 e,E (V) . - Nếu khung dây có điện trở R thì e i R   biểu thức cường độ dòng điện 0 i I sin t + Giá trị cực đại của dòng điện xoay chiều là 0 0 E NBS I RR   - Mối liên hệ giữa giá trị hiệu dụng và cực đại: 0 0 0 I U E I ;U ;E 2 2 2    0 0 0 I ,U ,E ? + Đơn vị 00 i,I,I (A);E(V);u,U,U (V) . Loại 2. Liên hệ giữa hiệu điện thế và cường độ dòng điện * Tính tổng trở Z( ) : - Tính điện trở thuần R. - Tính tần số góc 2f   - Tính cảm kháng L Z L 2 fL    - Tính dung kháng C 11 Z C 2 fC    22 LC Z R (Z Z )   - Chú ý: + Nếu đoạn mạch không đủ phần tử nào thì phần tử thiếu đó có giá trị bằng 0. + Nếu đoạn mạch có nhiều(n)phần tử cùng loại mắc nối tiếp hoặc song song(tạo thành bộ-b) thì: Ghép nối tiếp Ghép song song b 1 2 n R R R R    b 1 2 n 1 1 1 1 R R R R     Lb L1 L2 Ln b 1 2 n Z Z Z Z L L L L          Lb L1 L2 Ln b 1 2 n 1 1 1 1 Z Z Z Z 1 1 1 1 L L L L          HƢỚNG DẪN ÔN TẬP VẬT LÝ 12 - CHƢƠNG TRÌNH CHUẨN GV biên soạn: Lê Thái Trung. Lƣu hành nội bộ. HS: …………… ………………………………………- Lớp: 12/…. Trang 9 Cb C1 C2 Cn b 1 2 n Z Z Z Z 1 1 1 1 C C C C          Cb C1 C2 Cn b 1 2 n 1 1 1 1 Z Z Z Z C C C C          + Nếu biết điện trở bộ b R (gồm 2 điện trở) và một điện trở thành phần 1 R , hỏi cách mắc và giá trị điện trở còn lại 2 R thì so sánh b R với 1 R và từ công thức ở bảng trên ta suy ra được cách mắc. Áp dụng tương tự cho cuộn cảm và tụ điện. + Trong đoạn mạch RLC, nếu bài toán cho cuộn dây có độ tự cảm L và điện trở(hoạt động) r thì cuộn dây này ta xem như là một cuộn cảm thuần nối tiếp với điện trở thuần r. Nếu tính tổng trở thì dùng công thức 22 LC Z (R r) (Z Z )    , còn nếu tính đại lượng nào đó liên quan đến cuộn dây như 22 CD L Z r Z + Nếu đoạn mạch chứa khoá K thì:  Khi khoá K đóng: dòng điện chạy qua đoạn mạch nối tiếp với khoá K và không chạy qua đoạn mạch song song với khoá K.  Khi khoá K mở: dòng điện không chạy qua đoạn mạch nối tiếp với khoá K và chạy qua đoạn mạch song song với khoá K. * Tính cường độ dòng điện và hiệu điện thế: - Áp dụng định luật Ôm: C CD RL L C CD UU U U U I R Z Z Z Z      hoặc 0R 0 0L 0C 0CD 0 L C CD U U U U U I R Z Z Z Z      - Công thức liên hệ: 2 2 2 R L C U U (U U )   hoặc 2 2 2 0 0R 0L 0C U U (U U )   - Giản đồ Frexnen: 0 0R 0L 0C R L C R L C U U U U u u u u U U U U                       và để tính các độ lớn và các góc ta dựa vào: phép chiếu hoặc định lí hàm số cosin hoặc tính chất hình học và lượng giác của các góc đặc biệt. - Các bài toán từ số đo của các Vôn kế, Ampe kế(chú ý đây là giá trị hiệu dụng) nên chú ý cách mắc cũng áp dụng các phương pháp trên. * Tính độ lệch pha giữa cường độ dòng điện tức thời và hiệu điện thế tức thời: - Áp dụng công thức: LC ZZ tg R    ui u i         i u u i hay          - Dựa vào hệ số công suất: R cos Z  và chú ý phải xét dấu của  dựa vào giả thuyết bài toán hoặc từ giản đồ Frexnen hoặc so sánh LC Z ,Z … - Giản đồ Frexnen(đây là phƣơng pháp thƣờng dùng nhanh nhất) * Viết biểu thức cường độ dòng điện tức thời và hiệu điện thế tức thời: Tìm các đại lượng như trên và thay vào công thức tổng quát 0i 0u i I cos( t ) u U cos( t )              Loại 3. Xác định công suất P và các giá trị R, L, C . * Công thức tổng quát: P UIcos hay 2 R P I R U .I HƢỚNG DẪN ÔN TẬP VẬT LÝ 12 - CHƢƠNG TRÌNH CHUẨN GV biên soạn: Lê Thái Trung. Lƣu hành nội bộ. HS: …………… ………………………………………- Lớp: 12/…. Trang 10 * Hệ số công suất R R P U cos Z UI U     * Nhiệt lượng toả ra 2 Q I .R.t * P I R  từ định luật Ôm  Z * Khi cường độ dòng điện hiệu dụng đạt giá trị lớn nhất hoặc cường độ dòng điện tức thời và hiệu điện thế tức thời cùng pha hoặc công suất tiêu thụ mạch lớn nhất thì đây là hiện tượng cộng hưởng LC ZZ   hoặc 2 L 11 C LZ   hoặc C 2 Z 1 L C   , với 2f   Loại 4. Định điều kiện để một đại lượng đạt cực trị (cực đại hoặc cực tiểu) * Phương pháp : - Dựa vào các công thức liên quan, lập biểu thức của đại lượng cần tìm cực trị dưới dạng một hàm số(có thể chứa nhiều hằng số nhưng chỉ có 1 biến số) - Tìm cực trị ta vận dụng các kiến thức sau: + Hiện tượng cộng hưởng; + Tính chất phân số đại số; + Bất đẳng thức côsi(Cauchy); + Tính chất đạo hàm của hàm số; … * Ví dụ 1: Cho đoạn mạch RLC với Z L ≠ Z C . Xác định giá trị của R để công suất tiêu thụ cực đại: Ta có: 22 2 2 22 LC LC RU U P RI (Z Z ) R (Z Z ) R R       Để P đạt giá trị cực đại  2 LC (Z Z ) R R   đạt giá trị cực tiểu mà theo bất đẳng thức côsi(Cauchy)  22 L C L C LC (Z Z ) (Z Z ) R 2 R. 2 Z Z RR       2 LC (Z Z ) R R   đạt giá trị cực tiểu = LC 2 Z Z 2 LC (Z Z ) R R     LC R Z Z Do đó: 22 LC UU P 2 Z Z 2.R   * Ví dụ 2: Mạch điện RLC có R (không đổi), có L hoặc C thay đối. Điều kiện để cường độ dòng điện hiệu dụng và công suất tiêu thụ cực đại.  Hiện tượng cộng hưởng xảy ra: 2 max  U P R LC ZZ , khi đó: I = I Max = U R Loại 5. Máy phát điện xoay chiều một pha - Từ thông cực đại : 0 NBS - Suất điện động cực đại là: 0 E NBS + N: số vòng dây của phần ứng - Tần số của dòng điện là: f pn + n(vòng/giây) : vận tốc của Rôto + p: số cặp cực của Rôto - Biểu thức suất điện động tức thời là: 0 e E .sin( t )    +  (rad/s): vận tốc góc(tần số góc) của Rôto [...]... mạch điện xoay chiều chỉ chứa cuộn cảm? A Dòng điện sớm pha hơn hiệu điện thế một góc π/2 B Dòng điện sớm pha hơn hiệu điện thế một góc π/4 C Dòng điện trễ pha hơn hiệu điện thế một góc π/2 D Dòng điện trễ pha hơn hiệu điện thế một góc π/4 3.4 Phát biểu nào sau đây là đúng với mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện? A Dòng điện sớm pha hơn hiệu điện thế một góc π/2 B Dòng điện sớm pha hơn hiệu điện. .. Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Hiệu điện thế biến đổi điều hoà theo thời gian gọi là hiệu điện thế xoay chiều B Dòng điện có cường độ biến đổi điều hoà theo thời gian gọi là dòng điện xoay chiều C Suất điện động biến đổi điều hoà theo thời gian gọi là suất điện động xoay chiều D Cho dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều lần lượt đi qua cùng một điện trở thì chúng toả ra nhiệt lượng như... kỳ bằng không 3.2 Chọn D Cho dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều lần lượt đi qua cùng một điện trở thì chúng toả ra nhiệt lượng như nhau là không đúng, vì chưa đề cập tới độ lớn của cường độ dòng điện Nếu muốn chúng toả ra cùng một nhiệt lượng thì cường độ dòng điện một chiều phải có giá trị bằng giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều 3.3 Chọn C Dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch chỉ chứa... Trong mạch điện xoay chiều không phân nhánh ta có thể tạo ra hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện lớn hơn hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch C Trong mạch điện xoay chiều không phân nhánh ta có thể tạo ra hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu điện trở lớn hơn hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch D Trong mạch điện xoay chiều không phân nhánh ta có thể tạo ra hiệu điện thế hiệu... góc π/4 C Dòng điện trễ pha hơn hiệu điện thế một góc π/2 D Dòng điện trễ pha hơn hiệu điện thế một góc π/4 3.5 Một điện trở thuần R mắc vào mạch điện xoay chiều tần số 50Hz, muốn dòng điện trong mạch sớm pha hơn hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch một góc π/2 A người ta phải mắc thêm vào mạch một tụ điện nối tiếp với điện trở B người ta phải mắc thêm vào mạch một cuộn cảm nối tiếp với điện trở C... cảm trễ pha hơn hiệu điện thế một góc π/2 3.4 Chọn A Dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch chỉ chứa tụ điện sớm pha hơn hiệu điện thế một góc π/2 3.5 Chọn C Dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch chỉ chứa tụ điện sớm pha hơn hiệu điện thế một góc π/2 3.6 Chọn B Từ biểu thức u = 141cos(100πt)V, suy ra hiệu điện thế hiệu dụng U = 100V và tần số góc ω = 100p (rad/s) Dung kháng của tụ điện được tính theo công... pha, khi có dòng điện xoay chiều ba pha đi vào động cơ có phương không đổi C Cảm ứng từ do cả ba cuộn dây gây ra tại tâm stato của động cơ không đồng bộ ba pha, khi có dòng điện xoay chiều ba pha đi vào động cơ có hướng quay đều D Cảm ứng từ do cả ba cuộn dây gây ra tại tâm stato của động cơ không đồng bộ ba pha, khi có dòng điện xoay chiều ba pha đi vào động cơ có tần số quay bằng tần số dòng điện 3.15... trở C người ta phải thay điện trở nói trên bằng một tụ điện D người ta phải thay điện trở nói trên bằng một cuộn cảm GV biên soạn: Lê Thái Trung Lƣu hành nội bộ HS: …………… …………………………………… - Lớp: 12/… Trang 11 HƢỚNG DẪN ÔN TẬP VẬT LÝ 12 - CHƢƠNG TRÌNH CHUẨN 3.6 Đặt vào hai đầu tụ điện C  10 4  ( F ) một hiệu điện thế xoay chiều u = 141cos(100πt)V Cường độ dòng điện qua tụ điện là A I = 1,41A B I =... suất nhà máy : P(W) + Hiệu điện thế 2 đầu dây: U(V) + Hiệu suất truyền tải điện năng H(tính ra %) + Tăng U lên n lần thì P giảm n2 lần C VẬN DỤNG - LUYỆN TẬP 3.1 Đối với dòng điện xoay chiều cách phát biểu nào sau đây là đúng? A Trong công nghiệp, có thể dùng dòng điện xoay chiều để mạ điện B Điện lượng chuyển qua một tiết diện thẳng dây dẫn trong một chu kỳ bằng không C Điện lượng chuyển qua một tiết... hiệu điện thế còn tần số dòng điện xoay chiều vẫn được giữa nguyên GV biên soạn: Lê Thái Trung Lƣu hành nội bộ HS: …………… …………………………………… - Lớp: 12/… Trang 14 HƢỚNG DẪN ÔN TẬP VẬT LÝ 12 - CHƢƠNG TRÌNH CHUẨN 3.17 Chọn B Công suất hao phí trên đường dây tải điện là P = 20kW, suy ra hiệu suất truyền tải là H P  P 200  20   90% P 200 3.18 Chọn D Trong mạch điện xoay chiều không phân nhánh khi điện . mắc theo cách nào sau đây? A. Ba cuộn dây của máy phát theo hình tam giác, ba cuộn dây của động cơ theo hình sao. B. Ba cuộn dây của máy phát theo hình tam giác, ba cuộn dây của động cơ theo. Trang 13 C. Ba cuộn dây của máy phát theo hình sao, ba cuộn dây của động cơ theo hình sao. D. Ba cuộn dây của máy phát theo hình sao, ba cuộn dây của động cơ theo hình tam giác. 3.14 Phát biểu. điều hoà theo thời gian gọi là hiệu điện thế xoay chiều. B. Dòng điện có cường độ biến đổi điều hoà theo thời gian gọi là dòng điện xoay chiều. C. Suất điện động biến đổi điều hoà theo thời