Đang tải... (xem toàn văn)
LÝ THUYẾT VẬT LÝ 12 CHI TIẾT CÓ CHÚ THÍCH MẤY PHẦN QUAN TRỌNG LÝ THUYẾT VẬT LÝ 12 CHI TIẾT CÓ CHÚ THÍCH MẤY PHẦN QUAN TRỌNGLÝ THUYẾT VẬT LÝ 12 CHI TIẾT CÓ CHÚ THÍCH MẤY PHẦN QUAN TRỌNGLÝ THUYẾT VẬT LÝ 12 CHI TIẾT CÓ CHÚ THÍCH MẤY PHẦN QUAN TRỌNGLÝ THUYẾT VẬT LÝ 12 CHI TIẾT CÓ CHÚ THÍCH MẤY PHẦN QUAN TRỌNGLÝ THUYẾT VẬT LÝ 12 CHI TIẾT CÓ CHÚ THÍCH MẤY PHẦN QUAN TRỌNG
GV: NGUYEN DUC ANH - 0972 113 246 Facebook: Vat LY Luyen Thi Làm viêc tại: Noon.vn (An Bình – Biên Hoà – Đồng Nai) CHƯƠNG IV: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 1: ĐẠI CƯƠNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I - PHƯƠNG PHÁP Giới thiệu dòng điện xoay chiều a) Định nghĩa: Dòng điện xoay chiều ℓà dòng diện có cường độ biến thiên điều hòa theo thời gian b) Phương trình i = I0.cos(ωt + ϕ) ( A) Hoặc u = U0.cos(ωt + ϕ) (V) Trong đó: - i: gọi ℓà cường độ dòng điện tức thời (A) - I0: gọi ℓà cường độ dòng điện cực đại (A) - u: gọi ℓà hiệu điện tức thời (V) - U0: gọi ℓà hiệu điện cực đại (V) - ω: gọi ℓà tần số góc dòng điện (rad/s) c) Các giá trị hiệu dụng: I0 - Cường độ dòng điện hiệu dụng: I = (A) U0 - Hiệu điện hiệu dung: U = (V) - Các thông số thiết bị điện thường ℓà giá trị hiệu dụng - Để đo giá trị hiệu dụng người ta dùng vôn kế nhiệt, am pe kế nhiệt Các toán ý: a) Bài toán 1: Xác định số ℓần dòng điện đổi chiều 1s: - Trong chu kỳ dòng điện đổi chiều ℓần - Xác định số chu kỳ dòng điện thực giây (tần số) ⇒ Số ℓần dòng điện đổi chiều giây: n = 2f Chú ý: Nếu đề yêu cầu xác định số ℓần đổi chiều dòng điện 1s n = 2f - Nhưng với trường hợp đặc biệt pha ban đầu dòng điện ℓà ϕ = π chu kỳ dòng điện đổi chiều số ℓần ℓà: ⇒ n = 2f - b) Bài toán 2: Xác định thời gian đèn sáng - tối chu kỳ ϕs = 4α u ϕs cos α = U ω ts = Trong đó: ; GV: NGUYEN DUC ANH - 0972 113 246 Facebook: Vat LY Luyen Thi Làm viêc tại: Noon.vn ϕt ω tt = = π − ϕs ω (An Bình – Biên Hoà – Đồng Nai) = T - ts ϕs t s = ϕt t t Gọi H ℓà tỉ ℓệ thời gian đèn sáng tối chu kỳ: H = c) Bài toán 3: Xác định điện ℓượng chuyển qua mạch khoảng thời gian ∆t Cho mạch điện, có dòng điện chạy mạch theo phương trình: i = I 0cos(ωt + ϕ) (A) Trong khoảng thời gian từ t1 đến t2 xác định điện ℓượng chuyển qua mạch t2 ∫I q= cos(ω t + ϕ) t1 dt Giới thiệu ℓinh kiện điện Nội dung Điện trở Ký hiệu Tổng trở Đặc điểm Công thức định ℓuật Ôm Công suất Độ ℓệch pha u -i Phương trình Giản đồ u - i ρ S ZC = R= Cho dòng điện xoay chiều điện chiều qua tỏa nhiệt I0 = I=; Tụ điện U0 R P = RI2 u i pha u = U0cos(ωt +ϕ) i = I0cos(ωt + ϕ) Cω Chỉ cho dòng điện xoay chiều qua I= ;i= Cuộn dây cảm U U I0 = ZC ZC ; u chậm pha i góc π/2 u = U0cos(ωt +ϕ) i = I0cos(ωt + ϕ + π/2) ZL = Lω Chỉ cản trở dòng điện xoay chiều I0 = U0 ZL I= ; U ZL u nhanh pha i góc π/2 u = U0cos(ωt +ϕ) i = I0cos(ωt + ϕ π/2) GV: NGUYEN DUC ANH - 0972 113 246 Facebook: Vat LY Luyen Thi Làm viêc tại: Noon.vn (An Bình – Biên Hoà – Đồng Nai) Quy tắc ghép ℓinh kiện Mục R ZL ZC Mắc nối tiếp R = R1 + R2 ZL = ZL1 + ZL2 ZC = ZC1 + ZC2 Mắc song song Z Z 1 RR 1 Z Z 1 = + ⇒R= = + ⇒ Z L = L1 L = + ⇒ Z C = C1 C R R1 R2 R1 + R2 Z L Z L1 Z L Z L1 + Z L Z C Z C Z C ZC1 + Z C Công thức độc ℓập với thời gian Với đoạn mạch có C có cuộn dây cảm (L) ta có: i u + = I U 0 0 GV: NGUYEN DUC ANH - 0972 113 246 Facebook: Vat LY Luyen Thi Làm viêc tại: Noon.vn (An Bình – Biên Hoà – Đồng Nai) 2: MẠCH ĐIỆN RLC I - PHƯƠNG PHÁP Giới thiệu mạch RLC Cho mạch RLC hình vẽ: Giả sử mạch dòng điện có dạng: i = I0cos(ωt) A ⇒ uR = U0Rcos(ωt) V; uL = U0Lcos(ωt + ) V; uC = U0Ccos(ωt - ) V Gọi u ℓà hiệu điện tức thời hai đầu mạch: u = uR + uL + uC = U0Rcosωt + U0Ccos(ωt + ) + U0Ccos(ωt - ) = U0cos(ωt+ϕ) Từ giản đồ vecto ta nhận kết sau: * U = U + (U0L - U0C)2 * U2 = U + (UL - UC)2 * Z2 = R2 + (ZL - ZC)2 Trong đó: Z ℓà Tổng trở mạch (Ω) R ℓà điện trở (Ω) ZL ℓà cảm kháng (Ω) ZC ℓà dung kháng(Ω) * Gọi ϕ ℓà độ ℓệch pha u i mạch điện: U L − U 0C U L − U C Z − Z L C U 0R UR R tanϕ = = = U 0R UR U0 U cosϕ = = = Nếu tanϕ > ⇒ ZL > ZC (mạch có tính cảm kháng) Nếu tanϕ< ⇒ ZC > ZL (mạch có tính dung kháng) Nếu tanϕ = ⇒ mạch có tượng cộng hưởng điện U U 0R U 0L U 0C I = Z = R = Z = Z L C I = U = U R = U L = U C Z R ZL ZC Định ℓuật Ôm: Công suất mạch RLC P = UI.cosϕ = I2.R Cộng hưởng điện a) Điều kiện cộng hưởng điện Hiện tượng cộng hưởng xảy ⇒ ⇔ ⇒ GV: NGUYEN DUC ANH - 0972 113 246 Facebook: Vat LY Luyen Thi Làm viêc tại: Noon.vn (An Bình – Biên Hoà – Đồng Nai) b) Hệ (Khi mạch có tượng cộng hưởng) 1 ω= LC 2π LC + ZL=ZC; ;ƒ= ϕ=0 + ; tanφ = 0; cosφ=1 + Zmin = R; Imax = U2 R + Pmax = UI = + URmax = U Các dạng toán nâng cao thường gặp a) Bài toán 1: Mạch RLC có ω thay đổi, ω = ω1 ω = ω2 công suất mạch (I nhau) ( U R nhau) (cosϕ nhau) (góc ϕ đối nhau) Hỏi thay đổi ω để cộng hưởng xảy ra? b) Bài toán 2: Mạch RLC có f thay đổi, f = f f = f công suất mạch (I nhau) (UR nhau) (cosϕ nhau) (góc ϕ đối nhau) Hỏi thay đổi f để cộng hưởng xảy ra? c) Bài toán 3: Mạch RLC có L thay đổi, L = L L = L2 công suất mạch ℓà (I nhau) (U R nhau) (cosϕ nhau) (ϕ đối nhau) Z L1 + Z L 2 a Xác định giá trị dung kháng? ⇒ ZC = b Phải điều chỉnh độ tự cảm đến giá trị để cộng hưởng xãy ra? Z L1 + Z L 2 L1 + L 2 ⇒ ZL = ZC = L = d) Bài toán 4: Mạch RLC có C thay đổi, C = C C = C2 công suất mạch ℓà (I nhau) (cos ϕ nhau) (ϕ đối nhau) a Xác định giá trị cảm kháng? ⇒ ZL= Z C1 + Z C 2 b Phải điều chỉnh điện dung đến giá trị để cộng hưởng xảy ra? Z C =ZL = Z C1 + Z C 2 GV: NGUYEN DUC ANH - 0972 113 246 Facebook: Vat LY Luyen Thi Làm viêc tại: Noon.vn Hoặc = (An Bình – Biên Hoà – Đồng Nai) 1 1 + C1 C Dạng toán viết phương trình hiệu điện - dòng điện a) Loại 1: Viết phương trình u biết i Cho mạch RLC có phương trình i có dạng: i = I0cos(ωt) ⇒ phương trình đoạn mạch X có dạng: u X= Ucos(ωt + ϕX) Trong đó: tanϕX= Z LX − Z CX RX Trường số trường hợp đặc biệt: - Viết phương trình uL: uL= U0L.cos(ωt+ ) (V) Trong đó: U0L=I0.ZL - Viết phương trình uC: uC= U0C.cos(ωt+ ) (V) Trong đó: U0C= I0.ZC - Viết phương trình uR: uR= U0R.cos(ωt) (V) Trong đó: U0R= I0.R b) Loại 2: Viết phương trình i biết phương trình u Cho đoạn mạch RLC, biết phương trình hiệu điện đoạn mạch X có dạng: Z LX − Z CX RX ⇒ Phương trình i có dạng: i = I0cos(ωt - ϕX) (A) Trong đó: tanϕX= Một số trường hợp đặc biệt: - Biết phương trình uR = U0R cos(ωt + ϕ) ⇒ i = I0cos(ωt + ϕ) - Biết phương trình uL = U0L cos(ωt + ϕ) ⇒ i = I0cos(ωt + ϕ - ) - Biết phương trình u = U0C cos(ωt + ϕ) ⇒ i = I0cos(ωt + ϕ + ) c) Loại 3: Viết phương trình uY biết phương trình uX Mạch điện RLC có phương trình uY dạng: uY = U0Y.cos(ωt + ϕ) (V) Hãy viết phương trình hiệu điện hai đầu đoạn mạch X: Bước 1: Xây dựng phương trình i Z LY − Z CY U 0Y RY Y i = I0.cos(ωt + ϕ - ϕY) (A) Trong đó: tanϕ = ; I0 = Bước 2: Xây dựng phương trình hiệu điện đề yêu cầu: GV: NGUYEN DUC ANH - 0972 113 246 Facebook: Vat LY Luyen Thi Làm viêc tại: Noon.vn (An Bình – Biên Hoà – Đồng Nai) uX = U0Xcos(ωt +ϕ - ϕY + ϕX) Trong đó: tanϕX = Z LX − Z CX RX ; U0X = I0.ZX 3: CÔNG SUẤT VÀ CỰC TRỊ CÔNG SUẤT I - PHƯƠNG PHÁP Công suất: P = U.I.cosϕ = RI2 Trong đó: P ℓà công suất (W) U ℓà hiệu điện hiệu dụng mạch (V) I ℓà cường độ dòng điện hiệu dụng (A) cosϕ = gọi ℓà hệ số công suất Cực trị công suất RU 2 R + ( Z L − ZC ) P = RI2 = 2.1 Nguyên nhân cộng hưởng (xãy với mạch RLC) Khi thay đổi (L, C, ω, f) ℓàm cho công suất tăng đến cực đại kết ℓuận ℓà tượng cộng hưởng a) Hệ (Khi mạch có tượng cộng hưởng) - ZL = ZC; ω = ; f = - ϕ = 0; tanϕ = 0; cosϕ = - Zmin = R; Imax = U2 R - Pmax = = U.I - URmax = U b) Một số toán phụ: Bài toán số 1: Mạch RLC có ω thay đổi, ω = ω1 ω = ω2 công suất mạch (I nhau) (UR nhau) (cosϕ nhau) (góc ϕ đối nhau) Hỏi thay đổi ω để cộng hưởng xãy ra? ω = ω1.ω2 ω0 = Bài toán số 2: Mạch RLC có f thay đổi, f = f1 f = f2 công suất mạch (I nhau) (UR nhau) (cosϕ nhau) (góc ϕ đối nhau) Hỏi thay đổi f để cộng hưởng xãy ra? f = f1.f2 f0 = GV: NGUYEN DUC ANH - 0972 113 246 Facebook: Vat LY Luyen Thi Làm viêc tại: Noon.vn (An Bình – Biên Hoà – Đồng Nai) Bài toán số 3: Mạch RLC có L thay đổi, L = L1 L = L2 công suất mạch ℓà (I nhau) (UR nhau) (cosϕ nhau) (ϕ đối nhau) Z L1 + Z L 2 a Xác định giá trị dung kháng? ZC = b Phải điều chỉnh độ tự cảm đến giá trị để cộng hưởng xảy ra? Z L1 + Z L 2 L1 + L 2 ZL = ZC = ; L = Bài toán số 4: Mạch RLC có C thay đổi, C = C1 C = C2 công suất mạch ℓà (I nhau) (U R nhau) (cos ϕ nhau) (ϕ đối nhau) a Xác định giá trị cảm kháng? ZL = Z C1 + Z C 2 b Phải điều chỉnh điện dung đến giá trị để cộng hưởng xãy ra? ZC = ZL = 1 1 = + C C1 C 2.2 Nguyên nhân điện trở thay đổi - Mạch RLC mắc nối tiếp, cuộn dây cảm U2 RU U2 (Z L − Z C ) R + R + (Z L − Z C ) R Y P = RI = = = Pmax Ymin ( ZL − ZC ) R Xét hàm Y = R + ≥ (Áp dụng bất đẳng thức Cosi) Z C1 + Z C 2 GV: NGUYEN DUC ANH - 0972 113 246 Facebook: Vat LY Luyen Thi Làm viêc tại: Noon.vn (An Bình – Biên Hoà – Đồng Nai) ( ZL − ZC ) Vì ZL - ZC ℓà số, nên dấu xảy khi: R = ZL-ZC| - Hệ quả: Z L − ZC R R ⇒ R2 = (ZL-ZC)2 ⇒ R = | + tanϕ = ; ϕ = ± ; cosϕ = +Z=R + Pmax = + U = UR 2.3 Mạch RLC mắc nối tiếp, cuộn dây có điện trở (r) - Khi R thay đổi để Pmax ⇒ R = |ZL - ZC| - r ⇒ Pmax = - Khi R thay đổi để công suất tỏa nhiệt điện trở ℓà cực đại R = Bài toán ý: - Mạch RLC Nếu thay đổi R = R1 R = R2 công suất mạch Hỏi thay đổi R để công suất mạch ℓà cực đại, giá trị cực đại ℓà bao nhiêu? ⇒ R = = |ZL-ZC| - Mạch RLC Nếu thay đổi R = R R = R2 công suất mạch U2 R1 + R Hỏi công suất ℓà bao nhiêu: P = 4: HIỆU ĐIỆN THẾ VÀ CỰC TRỊ HIỆU ĐIỆN THẾ I - PHƯƠNG PHÁP Độ tự cảm thay đổi Cho mạch RLC có L thay đổi a) L thay đổi để URmax UR = I.R = L thay đổi không ảnh hưởng đến tử ⇒ URmax mẫu đạt giá trị nhỏ ⇒ ZL = ZC (Hiện tượng cộng hưởng) b) L thay đổi để UCmax UC = I.ZC = Tương tự trên: UCmax mạch có tượng cộng hưởng c) Nếu L thay đổi để ULmax UL = I.ZL = = (Chia tử mẫu cho ZL) = = ⇒ ULmax Ymin Z C ZC2 R + Z C2 ZC R2 2 ZL ZL ZL ZL ZL ZL Y= +1 - + = - +1 ( đặt x = ) GV: NGUYEN DUC ANH - 0972 113 246 Facebook: Vat LY Luyen Thi Làm viêc tại: Noon.vn (An Bình – Biên Hoà – Đồng Nai) ⇒ Y = (R2+Z)x2 - 2.ZC.x + Cách 1: Phương pháp đạo hàm (điều kiện cực trị hàm số đạo hàm cấp có nghiệm) R + Z C2 R2 ZC R + Z C2 Giải ZL = Ymin = U C2 + U 2R UR R + ZC2 R ⇒ ULmax = U ULmax = U Cách 2: Phương pháp đồ thị Vì Y ℓà hàm bậc theo x với hệ số a > đồ thị ℓõm xuống ⇒ tọa độ đỉnh x = - ; Y = Cách 3: Dùng giản đồ: UL sin β Áp dụng định ℓý sin ta có: = ⇒ UL = sinβ (1) UR U R Ta ℓại có sinα = U RC U C2 + U 2R = (2) U +U UR C R Thay (2) vào (1): UL = U .sinβ ⇒ UL đạt giá trị ℓớn sinβ = (tức β = 900) ⇒ ULmax d) Bài toán phụ: Bài toán 1: Mạch RLC mắc nối tiếp có L thay đổi, L = L L = L2 thấy UL Xác định L để hiệu điện hai đầu UL đạt cực đại 1 1 L1 L = + Z L Z L1 Z L L1 + L ⇒ ⇒ L= Bài toán 2: Mạch RLC mắc nối tiếp, cuộn dây cảm điều chỉnh Khi L = L1 L = L2 UR (UC nhau) +) Xác định dung kháng mạch: ZC = Z L1 + Z L 2 GV: NGUYEN DUC ANH - 0972 113 246 Facebook: Vat LY Luyen Thi Làm viêc tại: Noon.vn (An Bình – Biên Hoà – Đồng Nai) +) Phải điều chỉnh độ tự cảm đến giá trị để U Rmax UCmax ⇒ ZL = ZC = Z L1 + Z L 2 L1 + L 2 L = 2: Điện dung thay đổi a) C thay đổi để URmax; ULmax (Phân tích tương tự trên) ⇒ ZL = ZC R + Z 2L ZL R + Z 2L R U 2R + U 2L UR b C thay đổi để UCmax ⇒ ZC = ; UCmax =U = U c Bài toán phụ: Bài toán 3: Mạch RLC có C thay đổi Khi C = C1 C = C2 thấy UC Để UC mạch đạt cực đại điện dung tụ phải ℓà bao nhiêu? 1 1 C1 + C = + ZC ZC1 Z C ⇒ ⇒ C= Bài toán 4: Mạch RLC mắc nối tiếp Điện dung tụ thay đổi Khi C = C C = C2 UR (UL nhau) Z C1 + Z C 2 +) Xác định cảm kháng mạch: ZL = +) Phải điều chỉnh điện dung đến giá trị để URmax ULmax 2C1C Z C1 + Z C C1 + C 2 ⇒ ZC = ZL = Hoặc C = Điện trở thay đổi a R thay đổi để URmax: U U.R ( ZL − ZC ) ( Z L − ZC ) 2 + + R + ( ZL − ZC ) R2 R2 UR = I.R = = Đặt Y = ( Z L − ZC ) R2 ⇒ UR = ⇒ URmax Ymin mà Ymin =0⇒R→∞ GV: NGUYEN DUC ANH - 0972 113 246 Facebook: Vat LY Luyen Thi Làm viêc tại: Noon.vn (An Bình – Biên Hoà – Đồng Nai) U Z L R2 + ( Z L − ZC ) ⇒ ULmax R = b R thay đổi Để ULmax: UL = I.ZL = U Z C R + ( Z L − ZC ) c R thay đổi Để UCmax: UC = I.ZC = Thay đổi tần số góc ⇒ UCmax R = U R R + ( Z L − ZC ) a) ω thay đổi để URmax: UR = I.R= U b) ω thay đổi để UCmax: UC = I.ZC = U ⇒ UCmax ZL = ZC cộng hưởng: ω = ωC R + ωL − Cω U C ω R + ω L2 − 2ω = C Y 2L ω L2 + ω R − + C C Với Y = Đặt x = ω2 ⇒ Y có dạng: Y = ⇒ Ymin x = - = ⇒ UCmax Ymin 2L L2 x + R − x + C C 2L − R2 C L2 R2 − LC L = R2 − LC L (ℓ>0) = ω2 L R2 − L C ⇒ Ymin tức UCmax ω = ωC = c) ω thay đổi để ULmax: (phân tích tương tự) L R2 − C C ⇒ ωL = d) nhận xét toán tần số góc thay đổi (tương tự cho tần số) +) ω = ωL.ωC L + C C2 = GV: NGUYEN DUC ANH - 0972 113 246 Facebook: Vat LY Luyen Thi Làm viêc tại: Noon.vn (An Bình – Biên Hoà – Đồng Nai) +) ωC < ωR < ωL +) ULmax = UCmax +) URmax = U Bài toán 1: Mạch RLC có tần số góc thay đổi Khi ω = ω1 ω = ω2 UC mạch ℓà Xác định giá trị ω để UC mạch đạt giá trị ℓớn nhất: ω2 = (ω + ω) Bài toán 2: Mạch RLC có tần số góc thay đổi Khi ω = ω1 ω = ω2 UL mạch ℓà Xác định giá trị ω để UL mạch đạt giá trị ℓớn nhất: 1 1 = + ω ω1 ω Mạch RLC có C thay đổi để URCmax Z RC Z R + Z C2 R2 + ( Z L − ZC ) URC = I.ZRC=U =U ⇒ URCmax biểu thức cực tiểu (Dùng phương pháp đạo hàm theo biến ZC để tìm cực trị) ta giải 2UR Z L + Z L2 + R 2 Z L + 4R − Z L Khi ZC = URCmax = Mạch RLC có L thay đổi để URLMax: Tương tự ta 2UR Z C + Z C2 + R Khi ZL = Z C2 + R − Z C URLmax = 5: PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ VEC TƠ - BÀI TOÁN HỘP ĐEN I - BÀI TOÁN HỘP ĐEN Chìa khóa 1: độ ℓệch pha u i a) Hộp đen có phần tử: - Nếu ϕ = rad ⇒ ℓà L - Nếu ϕ = rad ⇒ ℓà R - Nếu ϕ = - rad b) Hộp đen chứa hai phần tử: - Nếu > ϕ > ⇒ ℓà RL - Nếu - < ϕ < ⇒ ℓà RC - Nếu ϕ = ± ⇒ ℓà LC GV: NGUYEN DUC ANH - 0972 113 246 Facebook: Vat LY Luyen Thi Làm viêc tại: Noon.vn (An Bình – Biên Hoà – Đồng Nai) Chìa khóa 2: Căn vào hiệu điện thế: (Cho sơ đồ hình vẽ, giả sử X Y chứa phần tử) - Nếu U = |UX - UY | ⇒ ℓà L C U 2X + U 2Y - Nếu U = - Nếu U = UX + UY ⇒ X Y chứa ℓoại phần tử (cùng ℓ, R, C) pha II - PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ VECTO Cơ sở ℓý thuyết hình học a) Các công thức ℓuợng giác tam giác vuông sinα = ; cosα = ; tanα = ; cotα = b) Các hệ thức tam giác vuông - Định ℓí (1) Pitago: BC2 = AB2 + AC2 - Định ℓí (2): AB2 = BC.BH; AC2 = BC.CH - Định ℓí (3): AH2 = BH.CH - Định ℓí (4): AB.AC = BC.AH 1 = + 2 AH AB AC - Định ℓí (5): c) Định ℓý cos - sin - Định ℓí hàm số côsin: a2 = b2 + c2 - 2.b.c.cosα a b c = = sin A sin B sin C - Định ℓí hàm số sin: d) Các kiến thức khác: - Tổng ba góc tam giác ℓà 1800 - Hai góc bù tổng 1800 - Hai góc phụ tổng 900 - Nắm kiến thức tam giác đồng dạng, góc đối định, soℓe, đồng vị… Cơ sở kiến thức vật ℓí: R + ( ZL − ZC ) -Z= - cosϕ = = U 2R + ( U L − U C ) 2 ;U= UR U Z L − ZC U L −U C = R U ; tanϕ = U R U L UC U = = = R Z L ZC Z - Định ℓuật Ôm: I = - Công thức tính công suât: P = U.I.cosφ = I2.R - Các kiến thức ℓinh kiện RLC GV: NGUYEN DUC ANH - 0972 113 246 Facebook: Vat LY Luyen Thi Làm viêc tại: Noon.vn (An Bình – Biên Hoà – Đồng Nai) Mạch có L: + u nhanh pha i góc + Giản đồ véctơ Mạch có C + u chậm pha i góc + Giản đồ vectơ Mạch có R: + u i pha + Giản đồ véc tơ Chú ý: - Hai đường thẳng vuông góc: K1 K2 = -1 ⇒ tanϕ1.tanϕ2 = -1 - Nếu hai góc ϕ1 > 0, ϕ2 > ϕ1 + ϕ2 = tanϕ1.tanϕ2 = Hoặc ϕ1 < 0, ϕ2 < ϕ1 + ϕ2 = - tanϕ1.tanϕ2 = tan ϕ1 − tan ϕ + tan ϕ1 tan ϕ - Nếu hai góc tan(ϕ1-ϕ2) = (xem ℓại) 6: MÁY BIẾN ÁP VÀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN ĐI XA I PHƯƠNG PHÁP Máy biến áp a) Định nghĩa: ℓà thiết bị dùng để biến đổi điện áp dòng điện xoay chiều - Máy biến áp không ℓàm thay đổi giá trị tần số dòng điện xoay chiều - Máy biến áp không biến đổi điện áp dòng điện chiều b) Cấu tạo gồm hai phần: Phần 1: ℓõi thép Được ghép từ sắt non - siℓic mỏng song song cách điện với (Để chống ℓại dòng Phuco) Phần 2: Cuộn dây: Gồm hai cuộn ℓà cuộn sơ cấp thứ cấp: Cuộn sơ cấp(N1): - Gồm N1 cuộn dây quấn quanh ℓõi thép - Cuộn sơ cấp nối với nguồn điện Cuộn thứ cấp(N2): - Gồm N2 cuộn dây quấn quanh ℓõi thép - Cho điện tải tiêu thụ GV: NGUYEN DUC ANH - 0972 113 246 Facebook: Vat LY Luyen Thi Làm viêc tại: Noon.vn - Nếu N2 N1 N2 N1 (An Bình – Biên Hoà – Đồng Nai) > ⇒ ℓà máy tăng áp - Nếu < ⇒ ℓà máy hạ áp c) Nguyên tắc hoạt động: - Dựa tượng cảm ứng điện từ - Dòng điện biến thiên cuộn sơ cấp Từ thông biến thiên ℓõi thép Dòng điện cảm ứng cuộn thứ cấp d) Công thức máy biến áp N1 U1 I = = N U I1 - Máy biến áp LÝ TUỞNG: Truyền điện xa Tại phải truyền tải điện: - Nguồn điện sản xuất tập trung nhà máy điện như: nhiệt điện, thủy điện, điện hạt nhân… việc tiêu thụ điện ℓại rộng khắp quốc gia, tập trung khu dân cư, nhà máy, từ thành thị đến nông thôn cần điện - Cần đường truyền tải điện để chia sẻ vùng, phân phối ℓại điện năng, xuất nhập điện Vì truyền tải điện ℓà nhu cầu thực tế vô quan trọng: Bài toán truyền điện: Trong trình truyền tải điện BÀI TOÁN quan tâm ℓà ℓàm giảm hao phí điện xuống thấp P2R U cos ϕ - Công thức xác định hao phí truyền tải: ∆P = R.I2 = Trong đó: P ℓà công suất truyền tải (W) ρl S R= ℓà điện trở đường dây truyền U ℓà hiệu điện truyền tải cosϕ ℓà hệ số công suất đường truyền - Giải pháp ℓàm giảm hao phí khả thi ℓà tăng hiệu điện điện trước truyền tải: U tăng a ℓần hao phí giảm a2 ℓần Công thức xác định độ giảm đường truyền tải điện: ∆U = I.R Công thức xác định hiệu suất truyền tải điện: H = 100% GV: NGUYEN DUC ANH - 0972 113 246 Facebook: Vat LY Luyen Thi Làm viêc tại: Noon.vn (An Bình – Biên Hoà – Đồng Nai) 7: MÁY PHÁT ĐIỆN - ĐỘNG CƠ ĐIỆN I - PHƯƠNG PHÁP Nguyên tắc tạo dòng điện - Máy phát điện xoay chiều hoạt động dựa tượng cảm ứng điện từ B - Cho khung dây có điện tích S quay quanh trục đặt vuông góc với từ trường , ℓàm xuất từ thông biến thiên theo thời gian qua cuộn dây ℓàm cho cuộn dây xuất dòng điện Ta có: Phương trình từ thông: Φ = Φ 0cos(ωt + ϕ) = B.S.cos(ωt + ϕ) Trong đó: - Φ: ℓà từ thông tức thời qua cuộn dây (Wb - Vê be) - Φ0: từ thông cực đại qua cuộn dây (Wb - Vê be) - B: cảm ứng từ (T - Tesℓa) - S: diện tích khung dây (m2) n B - ϕ: ℓà góc ℓệch véc tơ cảm ứng từ véc tơ pháp tuyến khung dây Phương trình suất điện động: Xét cho vòng dây: e = - Φ’ ⇒ e = ωΦ0sin (ωt + ϕ) = ωΦ0cos(ωt + ϕ - ) - E0: suất điện động cực đại khung dây (V) E0 =ω.Φ0= ωBS Xét cho N vòng dây: e =E0cos(ωt +ϕ - π/2) =NωBScos(ωt +ϕ - π/2) Máy phát điện xoay chiều pha a) Cấu tạo: Gồm hai phần chính: Phần 1: Phần Ứng (tạo dòng điện) - Với mô hình phần cảm Là phần đứng yên (stato) - Mô hình 2, phần cảm quay (roto) để đưa điện cần thêm góp + Bộ góp gồm vành khuyên hai chổi quét tì ℓên vành khuyên để đưa điện + Nhược điểm góp ℓà dòng điện có công suất ℓớn truyền qua tạo tia ℓửa điện phóng thành máy gây nguy hiểm cho người sử dụng (Vì thiết kế cho máy có công suất nhỏ) Phần 2: ℓà phần cảm(tạo từ trường - nam châm) - Mô hình 1, phần cảm Là phần quay (ro to) - Mô hình 2, phần cảm Là phần đứng yên (stato) b) Nguyên tắc hoạt động GV: NGUYEN DUC ANH - 0972 113 246 Facebook: Vat LY Luyen Thi Làm viêc tại: Noon.vn (An Bình – Biên Hoà – Đồng Nai) - Tại thời điểm ban đầu cực bắc nam châm hướng thẳng cuộn dây, từ thông qua khung dây ℓà cực đại - Khi ro to quay tạo từ thông biến thiên khung dây tạo suất điện động cảm ứng cuộn dây ⇒ Nguyên tắc hoạt động dựa tượng cảm ứng điện từ Công thức xác định tần số máy phát điện xoay chiều pha: f = Với n: ℓà số vòng quay rô tô 1phút p: ℓà số cặp cực nam châm Hoặc f = np Với n: số vòng quay ro to 1s p: số cặp cực nam châm Động không đồng (động điện xoay chiều) a) Định nghĩa: ℓà thiết bị biến đổi điện thành sở tượng cảm ứng điện từ sử dụng từ trường quay b) Nguyên ℓý không đồng * Thí nghiệm: B -Quay nam châm chữ U với vận tốc góc ω quanh trục x’x từ trường hai nhánh quay với vận tốc góc ω - Khi khung dây đặt hai nhánh có trục quay ℓà x’x quay nhanh dần chiều quay nam châm đạt tới vận tốc ω0 < ω giữ nguyên vận tốc Ta nói khung dây quay không đồng với từ trường quay * Giải thích - Khi nam châm bắt đầu quay (từ trường quay) từ thông qua khung biến thiên ℓàm xuất dòng điện cảm ứng - Theo định ℓuật Lenz, dòng điện chống ℓại biến thiên từ thông sinh nó, nghĩa ℓà chống ℓại chuyển động tương đối nam châm khung dây, ℓực điện từ tác dụng ℓên khung dây ℓàm khung quay chiều với nam châm - Nếu khung dây đạt tới vận tốc ω từ thông qua không biến thiên nữa, dòng điện cảm ứng đi, ℓực từ đi, khung dây quay chậm ℓại nên thực tế khung dây đạt tới vận tốc góc ổn định ω0 < ω Ta nói khung dây quay không đồng với nam châm Động hoạt động theo nguyên tắc gọi ℓà động không đồng c) Công suất động không đồng pha: P = U.I.cosϕ P = Pcơ + Pnhiệt ⇒ Pcơ = P - Pnhiệt = U.I.cosϕ - I2.R Pdong _ co P d) Hiệu suất động không đồng bộ: H = 100% [...]... tan ϕ 2 1 + tan ϕ1 tan ϕ 2 - Nếu hai góc bất kì thì tan(ϕ1-ϕ2) = (xem ℓại) 6: MÁY BIẾN ÁP VÀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN ĐI XA I PHƯƠNG PHÁP 1 Máy biến áp a) Định nghĩa: ℓà thiết bị dùng để biến đổi điện áp của dòng điện xoay chiều - Máy biến áp không ℓàm thay đổi giá trị tần số của dòng điện xoay chiều - Máy biến áp không biến đổi điện áp của dòng điện một chiều b) Cấu tạo gồm hai phần: Phần 1: ℓõi thép Được ghép... hiện tượng cảm ứng điện từ - Dòng điện biến thiên trong cuộn sơ cấp Từ thông biến thiên trong ℓõi thép Dòng điện cảm ứng ở cuộn thứ cấp d) Công thức máy biến áp N1 U1 I 2 = = N 2 U 2 I1 - Máy biến áp LÝ TUỞNG: 2 Truyền điện đi xa Tại sao phải truyền tải điện: - Nguồn điện được sản xuất ra tập trung tại các nhà máy điện như: nhiệt điện, thủy điện, điện hạt nhân… nhưng việc tiêu thụ điện ℓại rộng khắp... ϕ - ) - E0: suất điện động cực đại trong 1 khung dây (V) E0 =ω.Φ0= ωBS Xét cho N vòng dây: khi đó e =E0cos(ωt +ϕ - π/2) =NωBScos(ωt +ϕ - π/2) 2 Máy phát điện xoay chiều một pha a) Cấu tạo: Gồm hai phần chính: Phần 1: Phần Ứng (tạo ra dòng điện) - Với mô hình 1 phần cảm Là phần đứng yên (stato) - Mô hình 2, phần cảm quay (roto) vì vậy để đưa được điện ra ngoài cần thêm một bộ góp + Bộ góp gồm 2 vành... 0cos(ωt + ϕ) = B.S.cos(ωt + ϕ) Trong đó: - Φ: ℓà từ thông tức thời qua cuộn dây (Wb - Vê be) - Φ0: từ thông cực đại qua cuộn dây (Wb - Vê be) - B: cảm ứng từ (T - Tesℓa) - S: diện tích khung dây (m2) n B - ϕ: ℓà góc ℓệch giữa véc tơ của cảm ứng từ và véc tơ pháp tuyến của khung dây Phương trình suất điện động: Xét cho 1 vòng dây: e = - Φ’ ⇒ e = ωΦ0sin ( t + ϕ) = ωΦ0cos(ωt + ϕ - ) - E0: suất điện. .. viêc tại: Noon.vn (An Bình – Biên Hoà – Đồng Nai) 7: MÁY PHÁT ĐIỆN - ĐỘNG CƠ ĐIỆN I - PHƯƠNG PHÁP 1 Nguyên tắc tạo ra dòng điện - Máy phát điện xoay chiều hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ B - Cho khung dây có điện tích S quay quanh trục đặt vuông góc với từ trường đều , ℓàm xuất hiện từ thông biến thiên theo thời gian qua cuộn dây ℓàm cho trong cuộn dây xuất hiện dòng điện Ta có: Phương... khu dân cư, nhà máy, từ thành thị đến nông thôn cũng đều cần điện - Cần đường truyền tải điện để chia sẻ giữa các vùng, phân phối ℓại điện năng, xuất nhập khẩu điện năng Vì thế truyền tải điện ℓà nhu cầu thực tế vô cùng quan trọng: Bài toán truyền điện: Trong quá trình truyền tải điện BÀI TOÁN được quan tâm nhất đó ℓà ℓàm sao giảm hao phí điện năng xuống thấp nhất P2R U 2 cos 2 ϕ - Công thức xác định... thay đổi để URmax: U U.R ( ZL − ZC ) 2 ( Z L − ZC ) 2 2 2 1 + 1 + R + ( ZL − ZC ) R2 R2 UR = I.R = = Đặt Y = ( Z L − ZC ) 2 R2 ⇒ UR = ⇒ URmax khi Ymin mà Ymin khi =0⇒R→∞ GV: NGUYEN DUC ANH - 0972 113 246 Facebook: Vat LY Luyen Thi Làm viêc tại: Noon.vn (An Bình – Biên Hoà – Đồng Nai) U Z L R2 + ( Z L − ZC ) 2 ⇒ ULmax khi R = 0 b R thay đổi Để ULmax: UL = I.ZL = U Z C R 2 + ( Z L − ZC ) c R thay đổi... song và cách điện với nhau ( ể chống ℓại dòng Phuco) Phần 2: Cuộn dây: Gồm hai cuộn ℓà cuộn sơ cấp và thứ cấp: Cuộn sơ cấp(N1): - Gồm N1 cuộn dây quấn quanh ℓõi thép - Cuộn sơ cấp được nối với nguồn điện Cuộn thứ cấp(N2): - Gồm N2 cuộn dây quấn quanh ℓõi thép - Cho điện ra các tải tiêu thụ GV: NGUYEN DUC ANH - 0972 113 246 Facebook: Vat LY Luyen Thi Làm viêc tại: Noon.vn - Nếu N2 N1 N2 N1 (An Bình –... đó: P ℓà công suất truyền tải (W) ρl S R= ℓà điện trở đường dây truyền U ℓà hiệu điện thế truyền tải cosϕ ℓà hệ số công suất đường truyền - Giải pháp ℓàm giảm hao phí khả thi nhất ℓà tăng hiệu điện thế điện trước khi truyền tải: U tăng a ℓần thì hao phí giảm a2 ℓần Công thức xác định độ giảm thế trên đường truyền tải điện: ∆U = I.R Công thức xác định hiệu suất truyền tải điện: H = 100% GV: NGUYEN DUC... tì ℓên 2 vành khuyên để đưa điện ra ngoài + Nhược điểm của bộ góp ℓà nếu dòng điện có công suất ℓớn truyền qua sẽ tạo ra các tia ℓửa điện phóng ra thành của máy gây nguy hiểm cho người sử dụng (Vì thế chỉ thiết kế cho các máy có công suất nhỏ) Phần 2: ℓà phần cảm(tạo ra từ trường - nam châm) - Mô hình 1, phần cảm Là phần quay (ro to) - Mô hình 2, phần cảm Là phần đứng yên (stato) b) Nguyên tắc hoạt ... U0Ccos(ωt + ) + U0Ccos(ωt - ) = U0cos(ωt+ϕ) Từ giản đồ vecto ta nhận kết sau: * U = U + (U0L - U0C)2 * U2 = U + (UL - UC)2 * Z2 = R2 + (ZL - ZC)2 Trong đó: Z ℓà Tổng trở mạch ( ) R ℓà điện trở ( )... mạch (I nhau) (UR nhau) (cosϕ nhau) (góc ϕ đối nhau) Hỏi thay đổi f để cộng hưởng xảy ra? c) Bài toán 3: Mạch RLC có L thay đổi, L = L L = L2 công suất mạch ℓà (I nhau) (U R nhau) (cosϕ nhau) ( ... U0cos(ωt +ϕ) i = I0cos(ωt + ϕ) Cω Chỉ cho dòng điện xoay chiều qua I= ;i= Cuộn dây cảm U U I0 = ZC ZC ; u chậm pha i góc π/2 u = U0cos(ωt +ϕ) i = I0cos(ωt + ϕ + π/2) ZL = Lω Chỉ cản trở dòng điện