+ Điểm P dao động điều hòa trên một đoạn thẳng luôn luôn có thể được coi là hình chiếu của một điểm M chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạn thẳng đó... + Tần số f của dao động điều
Trang 1CHƯƠNG I DAO ĐỘNG CƠ
I DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ
1 Lý thuyết
+ Dao động cơ là chuyển động lặp đi lặp lại của một vật quanh một vị trí đặc biệt gọi là vị trí cân bằng Vị trí cân bằng thường là
vị trí của vật khi đứng yên
+ Dao động tuần hoàn là dao động mà trạng thái chuyển động của vật được lặp lại như cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau (gọi là chu kì dao động T) Trạng thái chuyển động được xác định bởi vị trí và chiều chuyển động
+ Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm côsin (hay sin) của thời gian
+ Phương trình dao động điều hoà: x = Acos(t + ), trong đó:
x là li độ hay độ dời của vật khỏi vị trí cân bằng; đơn vị cm, m;
A là biên độ dao động, luôn dương; đơn vị cm, m;
là tần số góc của dao động, luôn dương; đơn vị rad/s;
(t + ) là pha của dao động tại thời điểm t; đơn vị rad;
là pha ban đầu của dao động, có thể dương, âm hoặc bằng 0; đơn vị rad
+ Điểm P dao động điều hòa trên một đoạn thẳng luôn luôn có thể được coi là hình chiếu của một điểm M chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạn thẳng đó
Trang 2+ Chu kì T của dao động điều hòa là khoảng thời gian để thực hiện một dao động toàn phần; đơn vị giây (s)
+ Tần số f của dao động điều hòa là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây; đơn vị héc (Hz)
+ Liên hệ giữa , T và f: = 2
T
= 2f
+ Vận tốc là đạo hàm bậc nhất của li độ theo thời gian:
v = x' = - Asin(t + ) = Acos(t + +
2
)
Véc tơ v
luôn hướng theo chiều chuyển động; khi vật chuyển động theo chiều dương thì v > 0; khi vật chuyển động ngược chiều dương thì v < 0
+ Gia tốc là đạo hàm bậc nhất của vận tốc (đạo hàm bậc hai của li độ) theo thời gian: a = v' = x’’ = - 2
so với x, a ngược pha so với x
+ Khi đi từ vị trí cân bằng ra biên: |v| giảm; |a| tăng; v
Trang 3+ Tại vị trí cân bằng (x = 0): |v| = vmax = A; a = 0
+ Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của li độ, vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hòa theo thời gian là một đường hình sin
+ Quỹ đạo chuyển động của vật dao động điều hòa là một đoạn thẳng
+ Công thức độc lập: A2
= x2 +
2 2
v
=
2 4
a
+
2 2
v
+ Những cặp lệch pha nhau
2
(x và v hay v và a) sẽ thỏa mãn công thức elip:
x = ma; luôn luôn hướng về phía vị trí cân bằng
Trang 4+ Trong một chu kì, vật dao động điều hòa đi được quãng đường 4A Trong nữa chu kì, vật đi được quãng đường 2A Trong một phần tư chu kì, tính từ biên hoặc vị trí cân bằng thì vật đi được quãng đường bằng A, nhưng tính từ các vị trí khác thì vật đi được quãng đường A
+ Quãng đường lớn nhất; nhỏ nhất vật dao động điều hòa đi được trong khoảng thời gian 0 < t <
Trang 5* Vòng tròn lượng giác dùng để giải một số câu trắc nghiệm về dao động điều hòa
+ Thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí x1 đến vị trí x2:
+ Quãng đường đi từ t1 đến t2:
Trang 6Tính: t2 – t1 = nT + t; dựa vào góc quét = t. trên đường tròn lượng giác để tính S t; sau đó tính S = n.4A + S t
+ Đồ thị của dao động điều hòa:
* Đồ thị li độ - thời gian:
- Biên độ A: đó là giá trị cực đại của x theo trục Ox
- Chu kì T: khoảng thời gian giữa hai thời điểm gần nhau nhất mà
- Pha ban đầu : x0 = 0 và x tăng khi t tăng thì = - ; x0 = 0 và
x giảm khi t tăng thì =
Trang 7- Vận tốc cực đại vmax: đó là giá trị cực đại của v theo trục Ov
- Chu kì T: khoảng thời gian giữa hai thời điểm gần nhau nhất mà
Trang 9amax2 = 2
.A2 = (5π)2.0,4 = 100 (cm/s2) = 1 (m/s2)
* Sử dụng chức năng SOLVE trong máy tính cầm tay fx-570ES
để tìm đại lượng chưa biết trong biểu thức:
Bấm MODE 1 Nhập biểu thức chứa đại lượng chưa biết (gọi là X): Đưa dấu = vào biểu thức bằng cách bấm ALPHA CALC; đưa đại lượng chưa biết (gọi là X) vào biểu thức bằng cách bấm ALPHA ); nhập xong bấm SHIFT CALC = và chờ … ra kết
quả
Nếu phương trình có nhiều nghiệm thì bấm tiếp SHIFT CALC máy hiện Solve for X; nhập một con số nào đó chẳng hạn -1 hoặc
1 rồi bấm =; máy sẽ hiện nghiệm khác (nếu có)
Lưu ý: Phương trình bậc 2 thường có 2 nghiệm; phương trình bậc
3 thường có 3 nghiệm Nếu sau khi bấm tiếp SHIFT CALC máy hiện Solve for X; nhập từng con số khác nhau rồi bấm = máy sẽ
hiện các nghiệm khác nhau Nếu nhập các con số khác nhau mà máy đều hiện ra một con số như nhau thì phương trình chỉ có một nghiệm
* Viết phương trình dao động điều hòa nhờ máy tính fx-570ES khi biết x 0 và v 0 :
Trang 10Bấm máy: MODE 2 (để diễn phức), SHIFT MODE 4 (để dùng
đơn vị góc là rad), nhập x0 - v0
i (nhập đơn vị ảo i: bấm ENG) =
SHIFT 2 3 =; hiển thị A x = Acos(t + )
Lưu ý: tính (nếu chưa có) và phải xác định đúng dấu của x0 và
v0
Trang 11II CON LẮC LÒ XO
1 Lý thuyết
+ Con lắc lò xo gồm một lò xo có khối lượng không đáng kể, có
độ cứng k một đầu gắn cố định, đầu kia gắn với vật nặng kích thước không đáng kể, có khối lượng m
+ Phương trình dao động: x = Acos(t + ); với = k
+ Cơ năng: W = Wt + Wđ = 1
2 kA2 = 1
2 m2
A2 = hằng số
Trang 12+ Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động + Cơ năng của con lắc được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát
+ Khi vật đi từ vị trí cân bằng ra biên: Wđ ; Wt
+ Khi vật đi từ biên về vị trí cân bằng: Wđ ; Wt
+ Tại vị trí cân bằng (x = 0): Wt = 0; Wđ = Wđmax = W
+ Tại vị trí biên (x = A): Wđ = 0; Wt = Wtmax = W
Trang 13+ Khi k không đổi, m thay đổi:
k m
1W
d t
A x
Trang 14+ Tỉ số giữa thế năng và cơ năng:
+ Tỉ số giữa động năng và cơ năng:
2W
1W
Chiều dài cực đại của lò xo: lmax = l0 + l0 + A
Chiều dài cực tiểu của lò xo: lmin = l0 + l0 – A
Chiều dài lò xo ở li độ x:
l = l0 + l0 + x nếu chiều dương hướng xuống;
l = l0 + l0 - x nếu chiều dương hướng lên
Lực đàn hồi cực đại: Fmax = k(A + l0)
Lực đàn hồi cực tiểu: A l0: Fmin = 0; A < l0: Fmin = k(l0 – A)
Độ lớn của lực đàn hồi tại vị trí có li độ x:
2
W W
t x A
Trang 15Thời gian lò xo nén, giãn:
- Nếu A l0 thì trong quá trình dao động lò xo luôn bị giãn
- Nếu A > l0 thì trong một chu kì thời gian bị nén là: tnén = 2
Trong 1 chu kì nếu:
- Thời gian lò xo bị giãn bằng 2 lần lò xo bị nén thì l0 = A -
Trang 16+ Hai lò xo ghép nối tiếp: k = 1 2
+ Con lắc đơn gồm một sợi dây có khối lượng không đáng kể,
không dãn, chiều dài l, một đầu được gắn cố định, đầu kia được
gắn vật nặng có kích thước không đáng kể và có khối lượng m + Phương trình dao động của con lắc đơn khi sin (rad):
s = S0cos(t + ) hoặc = 0cos(t + )
+ Xác định gia tốc rơi tự do nhờ con lắc đơn: g =
+ Khi con lắc đơn dao động điều hòa có sự chuyển hóa qua lại
2 2
4 l T
Trang 17+ Ở vị trí cân bằng vật nặng có tốc độ cực đại và có gia tốc bằng
0
+ Khi vật chuyển động từ vị trí cân bằng ra biên: |v| ; |a| ; Wđ
; Wt
+ Ở vị trí biên vật nặng có vận tốc bằng 0; gia tốc có độ lớn đạt cực đại
+ Khi vật chuyển động từ biên về vị trí cân bằng: |v| ; |a| ; Wđ
; Wt
+ Tại vị trí cân bằng (α = 0): Wt = 0; Wđ = Wđmax = W
+ Tại vị trí biên (α = α0): Wđ = 0; Wt = Wtmax = W
+ Nếu con lắc chiều dài l1 dao động với chu kì T1, con lắc chiều
dài l2 dao động với chu kì T2, con lắc có chiều dài (l1 + l2) dao động với chu kì T+, con lắc có chiều dài (l1 – l2) với l1 > l2 dao động với chu kì T- thì ta có mối liên hệ:
Trang 18+ Vận tốc khi đi qua vị trí có li độ góc : v = 2gl cos( cos0) Vận tốc khi đi qua vị trí cân bằng: |v| = vmax = 2 (1gl cos0) Nếu 0 100: v = ; vmax = 0 gl; và 0 có đơn vị
TVTCB = Tmax = mg(3 - 2cos0); Tbiên = Tmin = mg cos0
gl
3 2
1 2
d R
1
2
2 1
T T
1 2
Trang 19+ Khi đưa xuống sâu mà nhiệt độ thay đổi: = 1 + (t2 – t1) +
Với R = 6400 km là bán kính Trái Đất; là hệ số nở dài của dây treo
+ Đối với đồng hồ quả lắc dùng con lắc đơn: T = T’ – T > 0 thì đồng hồ chạy chậm; T = T’ – T < 0 thì đồng hồ chạy nhanh; thời gian nhanh, chậm trong một ngày đêm (24 giờ): t = + Con lắc đơn chịu thêm các lực ngoài trọng lực: P'
+ Chu kì của con lắc đơn treo trong thang máy:
Thang máy đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều: T = 2 l
g
2 1
T T
1 2
2
h
R
| | 86400 '
T T
'
F m F m
Trang 20Thang máy đi lên nhanh dần đều hoặc đi xuống chậm dần đều với
gia tốc có độ lớn là a ( hướng lên): T = 2 l
ga
Thang máy đi lên chậm dần đều hoặc đi xuống nhanh dần đều với
gia tốc có độ lớn là a ( hướng xuống): T = 2 l
ga
IV DAO ĐỘNG TẮT DẦN - DAO ĐỘNG CƯỞNG BỨC
1 Lý thuyết
+ Khi không có ma sát, con lắc dao động điều hòa với tần số riêng
f0; tần số riêng của con lắc chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của con lắc
+ Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian
+ Nguyên nhân: Do ma sát, do lực cản của môi trường làm cơ năng giảm nên biên độ giảm
+ Biên độ của dao động giảm càng nhanh khi lực cản của môi trường càng lớn
+ Trong quá trình vật dao động tắt dần chu kỳ, tần số của dao động không thay đổi
Các thiết bị đóng cửa tự động hay bộ phận giảm xóc của ôtô, xe
a
a
Trang 21+ Dao động cưỡng bức là dao động chịu tác dụng của một ngoại lực tuần hoàn F = F0cos(t + )
+ Đặc điểm: Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần
số bằng tần số f của lực cưỡng bức Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào biên độ của lực cưỡng bức, vào lực cản trong
hệ dao động và vào sự chênh lệch giữa tần số cưỡng bức f và tần
số riêng f0 của hệ Biên độ của lực cưỡng bức càng lớn, lực cản càng nhỏ và sự chênh lệch giữa f và f0 càng ít thì biên độ của dao động cưỡng bức càng lớn
+ Dao động duy trì là dao động có biên độ không đổi, có tần số bằng tần số riêng (f0) của hệ dao động
+ Đặc điểm: Dao động duy trì có biên độ không đổi và dao động với tần số riêng của hệ; biên độ không đổi là do trong mỗi chu kỳ
đã bổ sung năng lượng đúng bằng phần năng lượng hệ tiêu hao do
ma sát
+ Hiện tượng cộng hưởng là hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng nhanh đến giá trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức tiến đến bằng tần số riêng f0 của hệ dao động
+ Điều kiện cộng hưởng: f = f0
+ Đặc điểm: Khi lực cản nhỏ thì sự cộng hưởng rỏ nét (cộng hưởng nhọn), khi lực cản lớn thì sự cộng hưởng không rỏ nét (cộng hưởng tù)
Trang 22Độ giảm biên độ sau mỗi chu kì: A = = 4 g2
Số dao động thực hiện được: N =
Thời gian chuyển động: t = N.T
+ Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi f = f0 hay = 0 hoặc T =
T0
V TỔNG HỢP DAO ĐỘNG
1 Lý thuyết
1 4
Trang 23+ Mỗi dao động điều hòa được biểu diễn bằng một véc tơ quay Véc tơ này có gốc tại gốc tọa độ của trục Ox, có độ dài bằng biên
độ dao động A và hợp với trục Ox một góc bằng pha ban đầu + Phương pháp giãn đồ Fre-nen: lần lượt vẽ hai véc tơ quay biểu diễn hai dao động thành phần, sau đó vẽ véc tơ tổng của hai véc tơ trên Véc tơ tổng là véc tơ quay biểu diễn dao động tổng hợp + Công thức tính biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp:
Khi x1 và x2 vuông pha (2 - 1 = (2k + 1) ) thì A = Biên độ dao động tổng hợp nằm trong khoảng: |A1 – A2| A A1+ A2
2 Công thức
+ Nếu: x1 = A1cos(t + 1) và x2 = A2cos(t + 2) thì:
x = x1 + x2 = Acos(t + ); với A và được xác định bởi:
Trang 24Hai dao động ngược pha (2 - 1) = (2k + 1)): A = |A1 - A2| Hai dao động vuông pha (2 - 1) = (2k + 1) ): A = Với độ lệch pha bất kỳ: |A1 - A2 | A A1 + A2
* Dùng máy tính fx-570ES giải bài toán tổng hợp dao động:
+ Thao tác trên máy: bấm SHIFT MODE 4 (trên màn hình xuất hiện chữ R để dùng đơn vị góc là rad); bấm MODE 2 (để diễn phức); nhập A1; bấm SHIFT (-) (trên màn hình xuất hiện dấu
Nhập: A22 - A11 =; bấm tiếp SHIFT 2 3; hiển thị: A
; khoảng cách lớn nhất giữa hai vật dao động là A
2
1 2
A A
Trang 25CHƯƠNG II SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM
I SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ
Sóng dọc truyền được cả trong chất khí, chất lỏng và chất rắn Sóng cơ (cả sóng dọc và sóng ngang) không truyền được trong chân không
+ Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào môi trường: vrắn > vlỏng > vkhí + Khi truyền từ môi trường này sang môi trường khác tốc độ truyền sóng thay đổi, bước sóng thay đổi còn tần số (chu kì, tần số góc) của sóng thì không thay đổi
+ Trong sự truyền sóng, pha dao động truyền đi còn các phần tử của môi trường không truyền đi mà chỉ dao động quanh vị trí cân bằng
+ Bước sóng : là khoảng cách giữa hai phần tử sóng gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao động cùng pha Bước sóng cũng
Trang 26là quãng đường mà sóng truyền đi được trong một chu kỳ: = vT
+ Độ lệch pha của hai dao động giữa hai điểm cách nhau một khoảng d trên phương truyền sóng là: = 2 d
Khi d = k (k N) thì hai dao động cùng pha
Khi d = (k + ) (k N) thì hai dao động ngược pha
Trang 27Khi d = hai dao động vuông pha Khi d = hai dao động lệch
pha
* Dùng MODE 7 giải một số bài toán liên quan đến hàm số: Lập biểu thức của đại lượng cần tìm theo dạng hàm số:
Bấm MODE 7 màn hình xuất hiện f(X) =
Nhập hàm số vào máy tính (nhập biến số X vào biểu thức: bấm ALPHA )), nhập xong bấm =; màn hình xuất hiện Start (số đầu), nhập số đầu tiên của biến (thường là 0 hoặc 1), bấm =; màn hình xuất hiện End (số cuối), nhập số cuối của biến, bấm =; màn hình xuất hiện Step (bước nhảy) nếu k Z thì nhập bước nhảy là 1, bấm =; màn hình
xuất hiện bảng các giá trị của f(X) theo X, dùng các phím , để chọn giá trị thích hợp
II GIAO THOA SÓNG
1 Lý thuyết
+ Hai nguồn kết hợp là hai nguồn dao động cùng phương cùng tần
số (cùng chu kì, cùng tần số góc) và có hiệu số pha không thay đổi theo thời gian Hai nguồn kết hợp cùng pha là hai nguồn đồng bộ + Hai sóng do hai nguồn kết hợp phát ra là hai sóng kết hợp
Trang 28+ Giao thoa sóng là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng kết hợp trong không gian, trong đó có những vị trí biên độ sóng tổng hợp được tăng cường hoặc bị giảm bớt
+ Cực đại giao thoa nằm tại các điểm có hiệu đường đi của hai sóng tới đó bằng một số nguyên lần bước sóng: d2 – d1 = k; (k
Z)
+ Cực tiểu giao thoa nằm tại các điểm có hiệu đường đi của hai sóng tới đó bằng một số nguyên lẻ nữa bước sóng: d2 – d1 = (k + )
2 Công thức
+ Nếu phương trình sóng tại hai nguồn S1; S2 là: u1 = Acos(t +
1); u2 = Acos(t + 2) thì phương trình sóng tại M (tổng hợp hai sóng từ S1 và S2 truyền tới) là (với S1M = d1; S2M =
Trang 29Tại M có cực tiểu khi: = (k + )π; k Z + Số cực đại, cực tiểu trên đoạn thẳng nối hai nguồn (S1S2) là số các giá trị của k Z; tính theo công thức:
Cực đại: - + < k < + ;
Cực tiểu: - - + < k < - +
+ Số cực đại, cực tiểu trên đoạn thẳng MN trong vùng giao thoa là
số giá trị của k Z; tính theo công thức:
Cực đại: + < k < S N2 S N1
+
Cực tiểu: - + < k < S N2 S N1
- + + Số cực đại, cực tiểu trên đường thẳng hợp với S1S2 một góc
trong vùng giao thoa là số giá trị của k Z; tính theo công thức: Cực đại: - S S cos1 2
+ < k <
1 2
S S cos
+ ; Cực tiểu: - S S cos1 2
- + < k < 1 2
S S cos
- + + Số điểm dao động cùng pha hay ngược pha với hai nguồn trên đoạn OM thuộc trung trực của AB (O là trung điểm của AB) là số giá trị của k ( Z):
Trang 30+ Nếu vật cản tự do thì tại điểm phản xạ, sóng phản xạ cùng pha với sóng tới và tăng cường lẫn nhau (ở đó có bụng sóng)
+ Sóng tới và sóng phản xạ nếu truyền theo cùng một phương, thì
có thể giao thoa với nhau, và tạo ra một hệ sóng dừng
+ Trong sóng dừng có một số điểm luôn luôn đứng yên gọi là nút,
và một số điểm luôn luôn dao động với biên độ cực đại gọi là bụng
+ Khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liền kề của sóng dừng là
+ Khoảng cách giữa nút và bụng liền kề của sóng dừng là
1 2
2
Trang 31+ Hai điểm đối xứng qua bụng sóng luôn dao động cùng biên độ
và cùng pha Hai điểm đối xứng qua nút sóng luôn dao động cùng biên độ và ngược pha
+ Các điểm nằm trên cùng một bó sóng thì dao động cùng pha Các điểm nằm trên hai bó sóng liền kề thì dao động ngược pha + Các điểm nằm trên các bó cùng chẵn hoặc cùng lẻ thì dao động cùng pha, các điểm nằm trên các bó lẻ thì dao động ngược pha với các điểm nằm trên bó chẵn
tự do) một khoảng d (với A là biên độ sóng tại nguồn): AM = 2A|cos2π |
Trang 32+ Điều kiện để có bụng sóng tại điểm M cách vật cản cố định một khoảng d là: d = (2k + 1) ; k Z
+ Điều kiện để có nút sóng tại điểm M cách vật cản cố định một khoảng d là:
Trang 33IV CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA ÂM
1 Lý thuyết
+ Sóng âm là những sóng cơ truyền trong các môi trường rắn, lỏng khí
+ Vật dao động phát ra âm gọi là nguồn âm
+ Tần số của âm phát ra bằng tần số dao động của nguồn âm + Sóng âm truyền được trong môi trường đàn hồi (rắn, lỏng, khí) + Âm không truyền được trong chân không
+ Trong một môi trường, âm truyền với một tốc độ xác định + Trong chất lỏng và chất khí thì sóng âm là sóng dọc
+ Trong chất rắn thì sóng âm có thể là sóng dọc hoặc sóng ngang + Âm nghe được (âm thanh) có tần số từ 16 Hz đến 20000 Hz + Âm có tần số dưới 16 Hz gọi là hạ âm; trên 20000 Hz gọi là siêu
âm
+ Về phương diện vật lí, âm được đặc trưng bằng tần số của âm, cường độ âm (hoặc mức cường độ âm) và đồ thị dao động của âm + Ba đặc trưng sinh lí của âm là: độ cao, độ to và âm sắc
+ Độ cao của âm là đặc trưng liên quan đến tần số của âm
+ Độ to của âm là đặc trưng liên quan đến mức cường độ âm L + Âm sắc là đặc trưng của âm giúp ta phân biệt được các âm phát
ra từ các nguồn khác nhau (âm sắc liên quan đến đồ thị dao động âm)
Trang 34+ Tần số âm do dây đàn phát ra (hai đầu cố định): f = n với n
N*
+ Tần số âm do ống sáo phát ra (một đầu cố định một đầu tự do):
f = (2n + 1)
+ Trong một quãng tám gồm các nốt nhạc đồ, rê, mi, pha, sol, la,
xi, đô thì nốt mi và nốt pha, nốt xi và nốt đô cách nhau nữa cung còn các nốt liền kề nhau khác cách nhau một cung Hai nốt nhạc cách nhau nữa cung thì có:
0
I I
2
4
P d
2
v l
2
v l
Trang 35+ Tính chất của hàm lôgaric (sử dụng để giải các bài toán liên
quan đến mức cường độ âm): lga = b a = 10b
; lg(a.b) = lga + lgb; lg a = lga – lgb
b
Trang 36CHƯƠNG III DÕNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
I ĐẠI CƯƠNG VỀ DÕNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
+ Những đại lượng đặc trưng cho dòng điện xoay chiều:
- Các giá trị tức thời, cực đại, hiệu dụng của i, u, e
- Tần số góc, tần số, chu kì, pha và pha ban đầu
+ Người ta tạo ra dòng điện xoay chiều bằng máy phát điện xoay chiều Máy phát điện xoay chiều hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ
+ Để đo các giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều người ta dùng các dụng cụ đo hoạt động dựa vào tác dụng nhiệt của dòng điện xoay chiều
2 Công thức
+ Từ thông qua khung dây của máy phát điện:
Trang 37+ Từ thông cực đại qua khung dây (N vòng dây) của máy phát điện: 0 = NBS
+ Suất điện động trong khung dây của máy phát điện:
Góc quay (tính ra rad) trong thời gian t: = .t
u2 = U0cos((t1+ Δt) + ) = U0cos(t1+ ) + ωΔt) = U0cos((t1+
) + Δφ)
2
Trang 38Chọn đơn vị đo góc là rad: Bấm: MODE 1 (để tính toán chung) SHIFT MODE 4 (để dùng đơn vị góc là rad) Nhập u2 = U0cos(
SHIFT cos ( ) + .t)
Dấu đặt trước SHIFT: dấu (+) nếu u1 đang giảm; dấu (-) nếu u1đang tăng
* Áp dụng tương tự cho việc tìm cường độ dòng điện tức thời
II CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
1 Lý thuyết
+ Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần: uR cùng pha với i; I =
+ Đoạn mạch chỉ có tụ điện C: uC trể pha so với i; I =
C
U
Z Đại lượng đặc trưng cho tác dụng cản trở dòng điện xoay chiều của tụ điện gọi là dung kháng: ZC =
+ Đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần: uL sớm pha so với i; I =
Trang 39+ Cảm kháng: ZL = L = 2πfL Dung kháng: ZC =
+ Nếu cường độ dòng điện chạy trên đoạn mạch là i = I0cos(t +
i) thì biểu thức điện áp:
Giữa hai đầu điện trở thuần: uR = RI0cos(t + i)
Giữa hai đầu cuộn cảm thuần: uL = LI0cos(t + i + )
Giữa hai bản của tụ điện: uC = cos(t + i - )
+ Đoạn mạch chỉ có L hoặc C hoặc có cả L và C (không có R):
= 1
* Phương pháp chuẩn hóa gán số liệu:
Bản chất của phương pháp “chuẩn hóa gán số liệu” là dựa trên việc thiết lập tỉ lệ giữa các đại lượng vật lý (thông thường là các đại lượng cùng đơn vị), theo đó đại lượng này sẽ tỉ lệ theo đại lượng kia với một hệ số tỉ lệ nào đó, nó giúp ta có thể gán số liệu đại lượng này theo đại lượng kia và ngược lại
Dấu hiệu nhận biết để áp dụng phương pháp này là bài ra sẽ cho biết các tỉ lệ giữa các đại lượng cùng đơn vị; hoặc là biểu thức liên
hệ giữa các đại lượng ấy với nhau có dạng tỉ số Sau khi nhận biết,
Trang 40xác định được “đại lượng cần chuẩn hóa” thì ta bắt đầu tính toán, việc xác định được “đại lượng cần chuẩn hóa” thông thường sẽ là đại lượng nhỏ nhất và gán cho đại lượng ấy bằng 1, các đại lượng khác sẽ từ đó biểu diễn theo “đại lượng chuẩn hóa” này, đối với trường hợp số phức thì có thể chuẩn hóa số gán cho góc bằng 0 Trong phần điện xoay chiều, ta sẽ xây dựng cách giải cho một số dạng toán về so sánh, lập tỉ số như: độ lệch pha, hệ số công suất và
so sánh các điện áp hiệu dụng trên các đoạn mạch, tần số thay đổi
III MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP
1 Lý thuyết