LÝ THUYẾT VẬT LÝ 12 HKI

Lý thuyt Vt Lý lp 12 HKI Trang  Chng I. DAO NG VÀ SÓNG C HC A. LÝ THUYT. 1. DAO NG IU HOÀ * Dao ng, dao ng tun hoàn, dao ng iu hòa + Dao ng c là chuyn ng qua li ca vt quanh 1 v trí cân bng. + Dao ng tun hoàn là dao ng mà sau nhng khong thi gian bng nhau, gi là chu kì, vt tr li vt tr li v trí c theo hng c. + Dao ng iu hòa là dao ng trong ó li  ca vt là mt hàm côsin (hay sin) ca thi gian. * Phng trình ca dao ng iu hòa + Phng trình dao ng: x = Acos(ωt + ϕ) Trong ó: A là biên  dao ng (A > 0). Nó là li  cc i ca vt. (ωt + ϕ) là pha ca dao ng ti thi im t; n v rad. ϕ là pha ban u ca dao ng; n v rad. + im P dao ng iu hòa trên mt on thng luôn luôn có th dc coi là hình chiu ca mt im M chuyn ng tròn u trên ng kính là on thng ó. * Chu k, tn s và tn s góc ca dao ng iu hoà + Chu kì (kí hiu T) ca dao ng iu hòa là khong thi gian  thc hin mt dao ng toàn phn; n v giây (s). + Tn s (kí hiu f) ca dao ng iu hòa là s dao ng toàn phn thc hin c trong mt giây; n v héc (Hz). + ω trong phng trình x = Acos(ωt + ϕ) c gi là tn s góc ca dao ng iu hòa; n v rad/s. + Liên h gia ω, T và f: ω = T π 2 = 2πf. * Vn tc và gia tc ca vt dao ng iu hoà + Vn tc là o hàm ca li  theo thi gian: v = x' = - ωAsin(ωt + ϕ) = ωAsin(-ωt - ϕ) = ωAcos(ωt + ϕ + 2 π ) Vn tc ca vt dao ng iu hòa bin thiên iu hòa cùng tn s nhng sm pha hn 2 π so vi vi li  ca dao ng iu hòa. -  v trí biên (x = ± A), vn tc bng 0. -  v trí cân bng (x = 0), vn tc có  ln cc i : v max = ωA. + Gia tc là o hàm ca vn tc theo thi gian: a = v' = x’’ = - ω 2 Acos(ωt + ϕ) = - ω 2 x Gia tc ca vt dao ng iu hòa bin thiên iu hòa cùng tn s nhng ngc pha vi li  (sm pha 2 π so vi vn tc). Véc t gia tc ca vt dao ng iu hòa luôn hng v v trí cân bng và t l vi  ln ca li . -  v trí biên (x = ± A), gia tc có  ln cc i : a max = ω 2 A. -  v trí cân bng (x = 0), gia tc bng 0. +  th ca dao ng iu hòa là mt ng hình sin. 2. CON LC LÒ XO. * Con lc lò xo + Con lc lò xo gm mt lò xo có  cng k, có khi lng không áng k, mt u gn c nh, u kia gn vi vt n ng khi lng m c  t theo phng ngang ho c treo thng ng. + Con lc lò xo là mt h dao ng iu hòa. + Phng trình dao ng: x = Acos(ωt + ϕ). + Vi: ω = m k ; A = 2 0 2 0       + ω v x ; ϕ xác nh theo phng trình cosϕ = A x o (l!y nghim (-) nu v o > 0; l!y nghim (+) nu v o < 0). Lý thuyt Vt Lý lp 12 HKI Trang  + Chu kì dao ng ca con lc lò xo: T = 2π k m . + Lc gây ra dao ng iu hòa luôn luôn hng v v trí cân bng và c gi là lc kéo v hay lc hi ph"c. Lc kéo v có  ln t l vi li  và là lc gây ra gia tc cho vt dao ng iu hòa. Biu thc tính lc kéo v: F = - kx. * Nng lng ca con lc lò xo + ng n#ng : W  = 2 1 mv 2 = 2 1 mω 2 A 2 sin 2 (ωt+ϕ) = 2 1 kA 2 sin 2 (ωt + ϕ) + Th n#ng: W t = 2 1 kx 2 = 2 1 k A 2 cos 2 (ωt + ϕ) ng n#ng và th n#ng ca vt dao ng iu hòa bin thiên iu hoà vi tn s góc ω’ = 2ω, tn s f’ = 2f và chu kì T’ = 2 T . + C n#ng: W = W t + W  = 2 1 k A 2 = 2 1 mω 2 A 2 = hng s. C n#ng ca con lc t l vi bình phng biên  dao ng. C n#ng ca con lc c bo toàn nu b$ qua mi ma sát. 3. CON LC N * Con lc n + Con lc n gm mt vt n ng treo vào mt si dây không giãn, vt n ng có kích thc không áng k so vi chiu dài si dây, còn si dây có khi lng không áng k so vi khi lng ca vt n ng. + Khi dao ng nh$ (sinα ≈ α (rad)), con lc n dao ng iu hòa vi phng trình: s = S o cos(ωt + ϕ) ho c α = α o cos(ωt + ϕ); vi α = l s ; α o = l S o + Chu k%, tn s, tn s góc: T = 2π g l ; f = π 2 1 l g ; ω = l g . + Lc kéo v khi biên  góc nh$: F = - s l mg + Xác nh gia tc ri t do nh con lc n : g = 2 2 4 T l π . + Chu kì dao ng ca con lc n ph" thuc  cao, v&  a lí và nhit  môi trng vì gia tc ri t do ph" thuc vào  cao so vi m t !t và v&  a lí trên Trái !t, còn chiu dài con lc ph" thuc vào nhit  môi trng. * Nng lng ca con lc n + ng n#ng : W  = 2 1 mv 2 + Th n#ng: W t = mgl(1 - cosα) = 2 1 mglα 2 . + C n#ng: W = W t + W  = mgl(1 + cosα 0 ) = 2 1 mglα 2 0 . C n#ng ca con lc n c bo toàn nu b$ qua mi ma sát. * Con lc n chu tác dng thêm lc khác ngoài trng lc + Trng lc biu kin : → ' P = → P + → F + Gia tc ri t do biu kin : → 'g = → g + m F → Chu kì dao ng ca con lc n khi ó : T = 2π 'g l . Lý thuyt Vt Lý lp 12 HKI Trang  + Các lc tác d"ng thêm lên con lc n ngoài trng lc thng là: Lc quán tính : → F = - m → a Lc in trng : → F = q → E Lc 'y Acsimet : → F = - DV → g . + Các trng hp  c bit : → F có phng ngang thì g’ = 22 )( m F g + . Khi ó v trí cân bng mi lch vi phng thng ng góc α có : tanα = P F . → F có phng thng ng hng lên thì g’ = g - m F . → F có phng thng ng hng xung thì g’ = g + m F . 4. DAO NG TT DN, DAO NG CNG BC * Dao ng tt dn + Khi không có ma sát, con lc dao ng iu hòa vi tn s riêng. Tn s riêng ca con lc ch ph" thuc vào các  c tính ca con lc. + Dao ng có biên  gim dn theo thi gian gi là dao ng tt dn. Nguyên nhân làm tt dn dao ng là do lc ma sát và lc cn ca môi trng làm tiêu hao c n#ng ca con lc, chuyn hóa dn dn c n#ng thành nhit n#ng. Vì th biên â ca con lc gim dn và cui cùng con lc d(ng li. + )ùng d"ng: Các thit b óng c*a t ng hay gim xóc ô tô, xe máy, … là nhng ng d"ng ca dao ng tt dn. * Dao ng duy trì Nu ta cung c!p thêm n#ng lng cho vt dao ng có ma sát  bù li s tiêu hao vì ma sát mà không làm thay +i chu kì riêng ca nó thì dao ng kéo dài mãi mãi và gi là dao ng duy trì. Dao ng ca con lc ng h là dao ng duy trì. * Dao ng cng bc + Dao ng chu tác d"ng ca mt ngoi lc cng bc tun hoàn gi là dao ng cng bc. + Dao ng cng bc có biên  không d+i và có tn s bng tn s lc cng bc. + Biên  ca dao ng cng bc ph" thuc vào biên  ca lc cng bc, vào lc cn trong h và vào s chênh lch gia tn s cng bc f và tn s riêng f o ca h. Biên  ca lc cng bc càng ln, lc cn càng nh$ và s chênh lch gia f và f o càng ít thì biên  ca dao ng cng bc càng ln. * Phân bit dao ng cng bc vi dao ng duy trì + Dao ng cng bc là dao ng xy ra di tác d"ng ca ngoi lc tun hoàn có tn s góc ω b!t kì. Sau giai on chuyn tip thì dao ng cng bc có tn s bng tn s ca ngoi lc. + Dao ng duy trì cng xy ra di tác d"ng ca ngoi lc, nhng  ây ngoi lc c iu khin  có tn s góc ω bng tn s góc riêng ω 0 ca dao ng t do ca h. + Ging nhau: C hai u là dao ông iu hòa có tn s xác nh. + Khác nhau: Dao ng cng bc gây nên bi ngoi lc c lp vi h, còn dao ng duy trì là dao ng riêng ca h c bù p thêm n#ng lng do mt lc c iu khin bi chính dao ng !y qua mt c c!u nào ó. * Cng hng + Hin tng biên  ca dao ng cng bc t#ng dn lên n giá tr cc i khi tn s f ca lc cng bc bng tn s riêng f o ca h dao ng gi là hin tng cng hng. + iu kin f = f 0 gi là iu kin cng hng. +  c im: Lc cn môt trng càng nh$ thì s cng hng càng r$ nét (cng hng nhn). Lc cn môi trng càng ln thì s cng hng càng không r$ nét (cng hng tù). + Gi thích: Khi tn s ca lc cng bc bng tn s riêng ca h dao ng thì h c cung c!p n#ng lng mt cách nhp nhàng úng lúc, lúc ó biên  dao ng ca h t#ng dn lên. Biên  dao ng t Lý thuyt Vt Lý lp 12 HKI Trang  ti giá tr không +i và cc i khi tc  tiêu hao n#ng lng do ma sát bng tc  cung c!p n#ng lng cho h. + Tm quan trng ca hin tng cng hng: Nhng h dao ng nh tòa nhà, cu, b máy, khung xe, u có tn s riêng. Phi c,n thïn không  cho các h !y chu tác d"ng ca các lc cng bc mnh, có tn s bng tn s riêng !y  tránh s cng hng, gây dao ng mnh làm gãy, +. Hp àn ca àn ghi ta, viôlon, là nhng hp cng hng vi nhiu tn s khác nhau ca dây àn làm cho ting àn nghe to, r$. 5. TNG HP CÁC DAO NG IU HOÀ + M-i dao ông iu hòa c biu di.n bng mt véc t quay. Véc t này có góc ti góc ta  ca tr"c Ox, có  dài bng biên d dao ng A, hp vi tr"c Ox mt góc ban u ϕ và quay u quanh O vi vn tc góc ω. + Phng pháp giãn  Fre-nen: Ln lt v/ hai véc t quay biu di.n hai phng trình dao ng thành phn. Sau ó v/ véc t t+ng hp ca hai véc t trên. Véc t t+ng là véc t quay biu di.n phng trình ca dao ng t+ng hp. + Nu mt vt tham gia ng thi hai dao ng iu hoà cùng phng, cùng tn s vi các phng trình: x 1 = A 1 cos(ωt + ϕ 1 ) và x 2 = A 2 cos(ωt + ϕ 2 ) Thì dao ng t+ng hp s/ là: x = x 1 + x 2 = Acos(ωt + ϕ) vi A và ϕ c xác nh bi: A 2 = A 1 2 + A 2 2 + 2 A 1 A 2 cos (ϕ 2 - ϕ 1 ) tanϕ = 2211 2211 coscos sinsin ϕϕ ϕϕ AA AA + + Biên  và pha ban u ca dao ng t+ng hp ph" thuc vào biên  và pha ban u ca các dao ng thành phn. + Khi hai dao ng thành phn cùng pha (ϕ 2 - ϕ 1 = 2kπ) thì dao ng t+ng hp có biên  cc i: A = A 1 + A 2 + Khi hai dao ng thành phn ngc pha (ϕ 2 - ϕ 1 ) = (2k + 1)π) thì dao ng t+ng hp có biên  cc tiu: A = |A 1 - A 2 | . + Trng hp t+ng quát: |A 1 - A 2 | ≤ A ≤ A 1 + A 2 . Chng II: Sóng c hc 6. SÓNG C VÀ S TRUYN SÓNG C * Sóng c + Sóng c là dao ng c lan truyn trong môi trng vt ch!t. + Sóng ngang là sóng trong ó các phn t* ca môi trng dao ng theo phng vuông góc vi phng truyn sóng. Tr( trng hp sóng m t nc, sóng ngang ch truyn c trong ch!t rn. + Sóng dc là sóng trong ó các phn t* ca môi trng dao ng theo phng trùng vi phng truyn sóng. Sóng dc truyn c c trong ch!t khí, ch!t l$ng và ch!t rn. Sóng c không truyn c trong chân không. + Bc sóng λ: là khong cách gia hai im gn nhau nh!t trên phng truyn sóng dao ng cùng pha vi nhau. Bc sóng cng là quãng ng sóng lan truyn trong mt chu k%: λ = vT = f v . + Khong cách gia hai im gn nhau nh!t trên phng truyn sóng mà dao ng ngc pha là 2 λ . + N#ng lng sóng: Sóng truyn dao ng cho các phn t* ca môi trng, ngh&a là truyn cho chúng n#ng lng. Quá trình truyn sóng là quá trình truyn n#ng lng. * Phng trình sóng Nu phng trình sóng ti ngun O là u 0 = A 0 cos(ωt + ϕ) thì phng trình sóng ti M trên phng truyn sóng là: Lý thuyt Vt Lý lp 12 HKI Trang  u M = A M cos (ωt + ϕ - 2π λ OM ) Nu b$ qua m!t mát n#ng lng trong quá trình truyn sóng thì biên  sóng ti A và ti M bng nhau (A 0 = A M = A). * S phn x sóng Khi sóng truyn i nu g p vt cn thì nó có th b phn x. Sóng phn x cùng tn s và cùng bc sóng vi sóng ti. + Nu u phn x c nh thì sóng phn x ngc pha vi sóng ti. + Nu vt cn t do thì sóng phn x cùng pha vi sóng ti. 7. GIAO THOA SÓNG + Hai ngun kt hp là hai ngun dao ng cùng phng, cùng chu kì (hay tn s) và có hiu s pha không +i theo thi gian. Hai ngun kt hp có cùng pha là hai ngun ng b. + Hai sóng do hai ngun kt hp phát ra là hai sóng kt hp. + Hin tng giao thoa là hin tng hai sóng kt hp khi g p nhau thì có nhng im,  ó chúng luôn luôn t#ng cng l,n nhau; có nhng im  ó chúng luôn luôn trit tiêu nhau. + Nu ti hai ngun S 1 và S 2 cùng phát ra hai sóng ging ht nhau: u 1 = u 2 = Acosωt và nu b$ qua m!t mát n#ng lng khi sóng truyn i thì thì sóng ti M (vi S 1 M = d 1 ; S 2 M = d 2 ) là t+ng hp hai sóng t( S 1 và S 2 truyn ti s/ có phng trình là: u M = 2Acos λ π )( 12 dd − cos(ωt - λ π )( 12 dd + ) + Nu ti hai ngun S 1 và S 2 phát ra hai sóng kt hp có biên  khác nhau u 1 = A 1 cosωt, u 2 = A 2 cosωt thì biên  dao ng t+ng hp ti M c xác nh theo biu thc:A 2 M = A 2 1 + A 2 2 + 2A 1 A 2 cos λ π )( 12 dd − . + Cc i giao thoa nm ti các im có hiu ng i ca hai sóng ti ó bng mt s nguyên ln bc sóng: d 2 – d 1 = kλ; vi k ∈ Z. + Cc tiu giao thoa nm ti các im có hiu ng i ca hai sóng ti ó bng mt s l0 na bc sóng: d 2 – d 1 = (k + 2 1 )λ; vi k ∈ Z. + iu kin  có giao thoa +n nh trên m t nc có 2 ngun phát sóng kt hp S 1 và S 2 : S 1 S 2 = (2k + 1) 2 λ . + Khong vân giao thoa (khong cách gia hai cc i ho c hai cc tiu liên tip trên S 1 S 2 ): i = 2 λ . + S cc i (gn sóng) gia hai ngun S 1 và S 2 là: λ 21 2 SS . 8. SÓNG DNG + Sóng ti và sóng phn x nu truyn theo cùng mt phng, thì có th giao thoa vi nhau, và to ra mt h sóng d(ng. + Trong sóng d(ng có mt s im luôn luôn ng yên gi là nút, và mt s im luôn luôn dao ng vi biên  cc i gi là b"ng sóng. Khong cách gia hai nút liên tip ho c hai b"ng liên tip thì bng na bc sóng (0,5λ). +  có sóng d(ng trên si dây vi hai nút  hai u (hai u c nh) thì chiu dài ca si dây phi bng mt s nguyên ln na bc sóng. +  có sóng d(ng trên si dây vi mt u là nút mt u là b"ng (mt u c nh, mt u t do) thì chiu dài ca si dây phi bng mt s l0 mt phn t bc sóng. +  c im ca sóng d(ng: Biên  dao ng ca phn t* vt ch!t  m-i im không +i theo thi gian. Không truyn ti n#ng lng. Khong cách gia 2 nút ho c 2 b"ng lin nhau u bng 2 λ . Lý thuyt Vt Lý lp 12 HKI Trang  + Xác nh bc sóng, vn tc truyn sóng nh sóng d(ng: o khong cách gia 2 nút sóng ta suy ra bc sóng λ. Nu bit c ho c o c tn s f (ho c chu k% T), ta tính c vn tc truyn sóng : v = λf = T λ . 10. SÓNG ÂM * c trng vt lí ca âm + Sóng âm là nhng sóng c truyn trong các môi trng khí, l$ng, rn. + Ngun âm là các vtt dao ng phát ra âm. + Tn s dao ng ca ngun cng là tn s ca sóng âm. + Âm nghe c (âm thanh) có tn s t( 16Hz n 20000Hz. + Âm có tn s di 16Hz gi h âm. + Âm có tn s trên 20 000Hz gi là siêu âm. + Nhc âm là âm có tn s xác nh. Tp âm là âm không có mt tn s xác nh. + Âm không truyn c trong chân không. + Trong mt môi trng, âm truyn vi mt tc  xác nh. Vn tc truyn âm ph" thuc vào tính àn hi, mt  ca môi trng và nhit  ca môi trng. Khi âm truyn t( môi trng này sang môi trng khác thì vn tc truyn âm thay +i, bc sóng ca sóng âm thay +i còn tn s ca âm thì không thay +i. + Âm hu nh không truyn c qua các ch!t xp nh bông, len, Nhng ch!t ó c gi là ch!t cách âm. + Sóng âm truyn trong không khí là sóng dc, khi truyn trong ch't rn v(a là sóng ngang v(a là sóng dc. + Cng  âm I ti mt im là i lng o bng n#ng lng mà sóng âm ti qua mt n v din tích  t ti im ó, vuông góc vi phng truyn sóng trong mt n v thi gian; n v W/m 2 . + i lng L = lg 0 I I vi I 0 là chu,n cng  âm (âm r!t nh$ v(a  nghe, thng l!y chu'n cng  âm I 0 = 10 -12 W/m 2 vi âm có tn s 1000Hz) gi là mc cng  âm ca âm có cng  I. n v ca mc cng  âm ben (B). Trong thc t ngi ta thng dùng c s ca ben là êxiben (dB): 1dB = 0,1B. + Khi mt nhc c" phát ra mt âm có tn s f 0 thì bao gi nhc c" ó cng ng thi phát ra mt lot âm có tn s 2f 0 , 3f 0 , có cng  khác nhau. Âm có tn s f 0 gi là âm c bn hay ha âm th nh!t, các âm có tn s 2f 0 , 3f 0 , … gi là các ha âm th 2, th 3, … Biên  ca các ha âm ln, nh$ không nh nhau, tùy thuc vào chính nhc c" ó. Tp hp các ha âm to thành ph+ ca nhc âm. Ph+ ca cùng mt âm do các nhc c" khác nhau phát ra thì hoàn toàn khác nhau. T+ng hp  th dao ng ca t!t c các ha âm trong mt nhc âm ta c  th dao ng ca nhc âm ó. + V phng din vt lí, âm c  c trng bng tn s, cng  (ho c mc cng  âm) và  th dao ng ca âm. * c trng sinh lí ca sóng âm + Ba  c trng sinh lí ca sóng âm là:  cao,  to và âm sc, +  cao ca âm là  c trng liên quan n tn s ca âm. +  to ca âm là  c trng liên quan n mc cng ô âm L. + Âm sc là  c trng ca âm giúp ta phân bit c các âm phát ra t( các ngun khác nhau. Âm sc liên quan n  th dao ng âm. Âm sc ph" thuc vào tn s và biên  ca các ho âm. * Gii hn nghe ca tai ngi + Do  c im sinh lí ca tai,  âm thanh gây c cm giác âm, thì cng  âm phi ln hn mt giá tr cc tiu nào gi là ng1ng nghe. Ng1ng nghe thay +i theo tn s ca âm. + Cm giác âm nghe “to” hay “nh$” không nhng ph" thuc vào cng  âm mà còn ph" thuc vào tn s ca âm. + Khi cng  âm lên ti 10W/m 2 ng vi mc cng  âm 130dB thì sóng âm vi mi tn s gây cho tai ta cm giác nhc nhi, au n. Giá tr cc i ca cng  âm mà tai ta có th chu c gi là ng1ng au. Ng1ng au ng vi mc cng  âm là 130dB. Lý thuyt Vt Lý lp 12 HKI Trang  Chng III- IV. DÒNG IN XOAY CHIU – DAO NG IN T 11. DÒNG IN XOAY CHIU * Dòng in và in áp xoay chiu Dòng in xoay chiu là dòng in có cng  là hàm s sin hay côsin ca thi gian. in áp xoay chiu là in áp bin thiên theo hàm s sin hay côsin ca thi gian. To ra dòng in xoay chiu bng máy phát in xoay chiu da trên c s hin tng cm ng in t(. Trong mt chu kì T dòng in xoay chiu +i chiu 2 ln, trong m-i giây dòng in xoay chiu +i chiu 2f ln. * Các giá tr hiu dng ca dòng in xoay chiu Cng  hiu d"ng ca dòng in xoay chiu bng cng  ca mt dòng in không +i, nu cho hai dòng in ó ln lt i qua cùng mt in tr R trong nhng khong thi gian bng nhau  dài thì nhit lng t$a ra bng nhau. + Cng  dòng in hiu d"ng: I = 2 o I . + in áp hiu d"ng: U = 2 o U . + Su!t in ng hiu d"ng: E = 2 o E . + Ampe k và vôn k o cng  dòng in và in áp xoay chiu da vào tác d"ng nhit ca dòng in nên gi là ampe k nhit và vôn k nhit, s ch ca chúng là cng  hiu d"ng và in áp hiu d"ng ca dòng in xoay chiu. + Khi tính toán, o lng, các mch in xoay chiu, ch yu s* d"ng các giá tr hiu d"ng. * Các loi on mch xoay chiu + on mch ch có in tr thun: u R cùng pha vi i ; I = R U R . in tr R cho dòng in không +i và dòng in xoay chiu i qua và u có I = R U . + on mch ch có t" in: u C tr pha hn i góc 2 π . I = C C Z U ; vi Z C = C ω 1 là dung kháng ca t" in. T" in C không cho dòng in không +i i qua (cn tr hoàn toàn), nhng li cho dòng in xoay chiu i qua vi tr kháng: Z C = C ω 1 + on mch ch có cun cm thun: u L sm pha hn i góc 2 π . I = L L Z U ; vi Z L = ωL là cm kháng ca cun dây. Cun cm thun L cho dòng in không +i i qua hoàn toàn (không cn tr) và cho dòng in xoay chiu i qua vi tr kháng: Z L = ωL. + on mch có R, L, C mc ni tip (không phân nhánh): Giãn  Fre-nen: Nu biu di.n các in áp xoay chiu trên R, L và C bng các véc t tng ng →− R U , →− L U và →− C U tng ng thì in áp xoay chiu trên on mch R, L, C mc ni tip là: → U = →− R U + →− L U + →− C U Da vào giãn  véc t ta th!y: U = 22 )( CLR UUU −+ = I. 2 CL 2 ) Z- (Z R + = I.Z Vi Z = 2 CL 2 ) Z- (Z R + gi là t+ng tr ca om mch RLC. Lý thuyt Vt Lý lp 12 HKI Trang   lch pha ϕ gia u và i xác nh theo biu thc: tanϕ = R ZZ CL − = R C L ω ω 1 − Cng  hiu d"ng xác nh theo nh lut Ôm: I = Z U . * Biu thc in áp xoay chiu, cng  dòng in xoay chiu Nu i = I o cos(ωt + ϕ i ) thì u = U o cos(ωt + ϕ i + ϕ). Nu u = U o cos(ωt + ϕ u )thì i = I o cos(ωt + ϕ u - ϕ) Vi I o = Z U o ; Z = ; tanϕ = R ZZ CL − . + Cng hng trong on mch RLC: Khi Z L = Z C hay ωL = C ω 1 (tc là ω = LC 1 ) thì có hin tng cng hng in. Khi ó: Z = Z min = R; I = I max = R U ; P = P max = R U 2 ; ϕ = 0. + Các trng hp khác: Khi Z L > Z C thì u nhanh pha hn i (on mch có tính cm kháng). Khi Z L < Z C thì u tr pha hn i (on mch có tính dung kháng). + Cách nhn bit cun dây có in tr thun r Xét toàn mch, nu: Z ≠ 22 )( CL ZZR −+ ; U ≠ 22 )( CLR UUU −+ ho c P ≠ I 2 R ho c cosϕ ≠ Z R thì cun dây có in tr thun r ≠ 0. Xét cun dây, nu: U d ≠ U L ho c Z d ≠ Z L ho c P d ≠ 0 ho c cosϕ d ≠ 0 ho c ϕ d ≠ 2 π thì cun dây có in tr thun r ≠ 0. * Công sut ca dòng in xoay chiu + Công su!t ca dòng in xoay chiu: P = UIcosϕ = I 2 R = 2 2 Z RU . + H s công su!t: cosϕ = Z R . + Ý ngh&a ca h s công su!t cosϕ: Vì P = UIcosϕ => I = ϕ cosU P nên công su!t hao phí trên ng dây ti (có in tr r) là P hp = rI 2 = ϕ 22 2 cosU rP . Nu h s công su!t cosϕ nh$ thì công su!t hao phí trên ng dây ti P hp s/ ln, do ó ngi ta phi tìm cách nâng cao h s công su!t. Theo qui nh ca nhà nc thì h s công su!t cosϕ trong các c s in n#ng ti thiu phi bng 0,85. Vi cùng mt in áp U và d"ng c" dùng in tiêu th" mt công su!t P, t#ng h s công su!t cosϕ  gim cng  hiu d"ng I t( ó gim hao phí vì t$a nhit trên dây. 12. TRUYN TI IN NNG - MÁY BIN ÁP * Truyn ti in nng + Công su!t hao phí trên ng dây ti: ∆P = RI 2 = R( U P ) 2 = P 2 2 U R . + Hiu su!t ti din: H = P PP ∆ − . +  gim in trên ng dây ti in: ∆U = IR. + Bin pháp gim hao phí trên ng dây ti: gim R, t#ng U Lý thuyt Vt Lý lp 12 HKI Trang  Vì R = ρ S l nên  gim R ta phi dùng các loi dây có in tr su!t nh$ nh bc, dây siêu d,n, vi giá thành quá cao ho c t#ng tit din S. Vic t#ng tit din S thì tn kim loi và phi xây ct in ln nên các bin pháp này không kinh t. Trong thc t  gim hao phí trên ng truyn ti ngi ta dùng bin pháp ch yu là t#ng in áp U: dùng máy bin áp  a in áp  nhà máy lên r!t cao ri ti i trên các ng dây cao áp. Gn n ni tiêu th" li dùng máy bin áp h áp  gim in áp t(ng bc n giá tr thích hp. T#ng in áp trên ng dây ti lên n ln thì công su!t hao phí gim n 2 ln. * Máy bin áp Máy bin áp là nhng thit b có kh n#ng bin +i in áp (xoay chiu). Cu to + Mt l$i bin áp hình khung bng st non có pha silic. + Hai cun dây có s vòng dây N 1 , N 2 khác nhau có in tr thun nh$ và  t cm ln qu!n trên l$i bin áp. Cun ni vào ngun phát in gi là cun s c!p, cun ni ra các c s tiêu th" in n#ng gi là cun th c!p. Nguyên tc hot ng Da vào hin tng cm ng in t(. Ni hai u cun s c!p vào ngun phát in xoay chiu, dòng in xoay chiu chy trong cun s c!p to ra t( trng bin thiên trong l$i bin áp. T( thông bin thiên ca t( trng ó qua cun th c!p gây ra su!t in ng cm ng trong cun th c!pï. S bin i in áp và cng  d òng in trong máy bin áp Vi máy bin áp làm vic trong iu kin lí tng (hiu su!t gn 100%) : 1 2 U U = 2 1 I I = 1 2 N N * Công dng ca máy bin áp + Thay +i in áp ca dòng in xoay chiu n các giá tr thích hp. + S* d"ng trong vic truyn ti in n#ng  gim hao phí trên ng dây truyn ti. + S* d"ng trong máy hàn in n!u chy kim loi. 13. MÁY PHÁT IN XOAY CHIU Nguyên tc hot ng ca ca các loi máy phát in xoay chiu da trên hin tng cm ng in t(: khi t( thông qua mt vòng dây bin thiên iu hòa, thì trong vòng dây xu!t hin mt su!t in ng cm ng xoay chiu. Nu t( thông qua m-i vòng dây bin thiên theo qui lut Φ 1 = Φ 0 cosωt và trong cun dây có N vòng dây ging nhau thì su!t in ng xoay chiu trong cun dây là: e = - NΦ 1 ’ = ωNΦ 0 sinωt = E 0 cos(ωt - 2 π ). Có hai cách to ra su!t in ng xoay chiu thng dùng trong các máy phát in: - T( trng c nh, các vòng dây quay trong t( trng. - T( trng quay, các vòng dây  t c nh. * Máy phát in xoay chiu 1 pha + Các b phn chính: Phn cm là nam châm v&nh cu hay nam châm in. ó là phn to ra t( trng. Phn ng là nhng cun dây, trong ó xu!t hin su!t in ng cm ng khi máy hot ng. Mt trong hai phn  t c nh, phn còn li quay quanh mt tr"c. Phn c nh gi là stato, phn quay gi là rôto. + Hot ng: Khi rôto quay, t( thông qua cun dây bin thiên, trong cun dây xu!t hin su!t in ng cm ng, su!t in ng này c a ra ngoài  s* d"ng.  a in vào rôto (nu rôto là nam châm in) ho c l!y in ra t( rôto (nu rôto là phn ng), ngi ta phi dùng b góp. B góp gm hai vành khuyên và hai ch+i quét. Hai vành khuyên ni vi hai u ca khung dây quay và cùng quay vi khung dây. Hai ch+i quét c nh tì trên hai vành khuyên  l!y in ra t( khung dây (nu rôto là phn ng) ho c a in vào khung dây (nu rôto là nam châm in). + Tn s ca dòng in xoay chiu. Nu máy phát có 1 cun dây và 1 nam châm (gi là mt c p cc), rôto quay n vòng trong 1 giây thì tn s ca dòng in là f = n. Lý thuyt Vt Lý lp 12 HKI Trang  Nu máy có p c p cc và rô to quay n vòng trong 1 giây thì f = np. Nu máy có p c p cc và rô to quay n vòng trong 1 phút thì f = 60 n p. * Dòng in xoay chiu ba pha Dòng in xoay chiu ba pha là mt h thng ba dòng in xoay chiu, gây bi ba su!t in ng xoay chiu có cùng tn s, cùng biên  nhng lch pha nhau t(ng ôi mt là 3 2 π . * Cu to và hot ng ca máy phát in xoay chiu 3 pha Dòng in xoay chiu ba pha c to ra bi máy phát in xoay chiu ba pha. Máy phát in xoay chiu ba pha c!u to gm stato có ba cun dây riêng r/, hoàn toàn ging nhau qu!n trên ba l$i st  t lch nhau 120 0 trên mt vòng tròn, rôto là mt nam châm in. Khi rôto quay u, các su!t in ng cm ng xu!t hin trong ba cun dây có cùng biên , cùng tn s nhng lch nhau v pha là 3 2 π . Nu ni các u dây ca ba cun vi ba mch ngoài (ba ti tiêu th") ging nhau thì ta có h ba dòng in cùng biên , cùng tn s nhng lch nhau v pha là 3 2 π . * Các cách mc mch 3 pha + Mc hình sao Ba im u ca ba cun dây c ni vi 3 mch ngoài bng 3 dây d,n, gi là dây pha. Ba im cui ni chung vi nhau trc ri ni vi 3 mch ngoài bng mt dây d,n gi là dây trung hòa. Nu ti tiêu th" cng c ni hình sao và ti i xng (3 ti ging nhau) thì cng  dòng in trong dây trung hòa bng 0. Nu ti không i xng (3 ti không ging nhau) thì cng  dòng in trong dây trung hoà khác 0 nhng nh$ hn nhiu so vi cng  dòng in trong các dây pha. Khi mc hình sao ta có: U d = 3 U p (U d là hiu in th gia hai dây pha, U p là hiu in th gia dây pha và dây trung hoà). Mng in gia ình s* d"ng mt pha ca mng in 3 pha: Nó có mt dây nóng và mt dây ngui. + Mc hình tam giác im cui cun này ni vi im u ca cun tip theo theo tun t thành ba im ni chung. Ba im ni ó c ni vi 3 mch ngoài bng 3 dây pha. Cách mc này òi h$i 3 ti tiêu th" phi ging nhau. * u im ca dòng in xoay chiu 3 pha + Tit kim c dây ni t( máy phát n ti tiêu thu.ï + Gim c hao phí trên ng dây. + Trong cách mc hình sao, ta có th s* d"ng c hai hiu in th khác nhau: U d = 3 U p + Cung c!p in cho ng c ba pha, dùng ph+ bin trong các nhà máy, xí nghip. 14. NG C KHÔNG NG B BA PHA * S quay ng b và không ng b Quay u mt nam châm hình ch* U vi tc  góc ω thì t( trng gia hai nhánh ca nam châm cng quay vi tc  góc ω. +  t trong t( trng quay vi tc  góc ω mt kim nam châm có th quay quanh mt tr"c trùng vi tr"c quay ca t( trng thì kim nam châm s/ quay cùng tc  góc vi t( trng. Ta nói kim nam châm quay ng b vi t( trng. +  t trong t( trng quay vi tc  góc ω mt khung dây d,n kín có th quay quanh mt tr"c trùng vi tr"c quay ca t( trng thì khung dây quay vi tc  góc ω’ < ω. Ta nói khung dây quay không ng b vi t( trng. + Gii thích s quay không ng b: T( trng quay làm t( thông qua khung dây bin thiên, trong khung dây xu!t hin mt dòng in cm ng. Cng chính t( trng quay này tác d"ng lên dòng in trong khung dây mt mômen lc làm khung dây quay. Theo nh lut Len-x, khung dây quay theo chiu quay ca t( trng  gim tc  bin thiên ca t( thông. [...].. .Lý thuy t V t Lý l p 12 HKI T c góc c a khung dây luôn nh$ h n t c góc c a t( tr ng vì n u t c góc c a khung dây b ng t c góc c a t( tr ng thì t( thông qua khung dây không bi n thiên n a, dòng i n c m ng không còn,... LIo2 = CUo2 = h ng s 2 C 2 2 * S t t d n c a dao ng i n t trong m ch dao ng + Cu n c m và dây n i bao gi c ng có i n tr thu n dù r!t nh$ làm tiêu hao n#ng l ng c a m ch do t$a nhi t Trang Lý thuy t V t Lý l p 12 HKI + Ngoài ra còn m t ph n n#ng l ng b b c x ra không gian xung quanh d i d ng sóng i n t( c ng làm gi m n#ng l ng c a m ch N#ng l ng c a m ch gi m d n, dao ng i n t( trong m ch t t d n *... hi u âm t n (ho c th t n) + Dùng các sóng i n t( t n s cao (cao t n) mang các tín hi u âm t n i xa qua anten phát + Dùng máy thu n i v i anten thu ch n và thu l!y sóng i n t( cao t n Trang Lý thuy t V t Lý l p 12 HKI + Tách tính hi u ra kh$i sóng cao t n r i dùng loa nghe âm thanh ã truy n t i (ho c dùng màn hình xem hình nh) * M t s m ch c b n trong máy phát và thu sóng i n t + M ch t o sóng cao t... khi momen l c t( và momen c n cân b ng nhau * Nguyên t c ho t ng c a ng c không ng b 3 pha + T o ra t( tr ng quay b ng cách cho dòng i n xoay chi u 3 pha i vào trong 3 cu n dây gi ng nhau, t l ch nhau 120 o trên m t giá tròn thì trong không gian gi a 3 cu n dây s/ có m t t( tr ng quay v i t n s b ng t n s c a dòng i n xoay chi u + t trong t( tr ng quay m t rôto lòng sóc có th quay xung quanh tr"c trùng . hp hai sóng t( S 1 và S 2 truyn ti s/ có phng trình là: u M = 2Acos λ π )( 12 dd − cos(ωt - λ π )( 12 dd + ) + Nu ti hai ngun S 1 và S 2 phát ra hai sóng kt hp có biên  khác. A x o (l!y nghim (-) nu v o > 0; l!y nghim (+) nu v o < 0). Lý thuyt Vt Lý lp 12 HKI Trang  + Chu kì dao ng ca con lc lò xo: T = 2π k m . + Lc gây ra dao ng iu hòa. → g + m F → Chu kì dao ng ca con lc n khi ó : T = 2π 'g l . Lý thuyt Vt Lý lp 12 HKI Trang  + Các lc tác d"ng thêm lên con lc n ngoài trng lc thng là: Lc quán