Viết biểu thức hiệu điện thế và cường độ dòng điện , tính I , hiệu điện thế , công suất của mạch điện.. Tính tổng trở Z.[r]
(1)HTKH-HBT
CHƯƠNG 4: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I Viết biểu thức hiệu điện cường độ dịng điện , tính I , hiệu điện , công suất mạch điện
1 Tính tổng trở Z
a Tính điện trở R b Tính cảm kháng ZL
c Tính dung kháng ZC.
Công thức
Ghép nối tiếp Ghép song song
Điện
trở R l
S
R= RRn 1 + R2 +…
1
1 1 1
n
R R R R
Tự cảm
ZL=L.
1 ZL ZL ZL Z
Ln
1 1
ZL ZL ZL Z Ln
Điện dun g
1 C
C
Z
Z
Z Z ZC C1 C2 ZCn 1
1
Z ZC C ZC Z Cn
d Tính tổng trở:
Tổng trở: 2
Z= R (ZL Z )C
2 Tính I U định luật Ơm : I U
Z
Với Các giá trị hiệu dụng:
0 2
I
I ;
2
U
U ;
2
E E
3 Tính độ lệch pha u so i :
R Z Z
tg L C ;
Nếu >0; ZL>ZC; u sớm pha i
Nếu >0; ZL<ZC; u trễ pha i
Nếu >0; ZL=ZC; u pha với i; 2LC=1; mạch có
cộng hưởng;
R U Z
U
I
min
0max
4 Viết biểu thức:
Nếu i = Io cos (t + i)
u = Uo cos (t + i + )
Nếu u = Uo cos (t + u )
i = Io cos (t + u )
5. Cơng suất P dịng điện xoay chiều:
P= UI cos= I2 R
cos : hệ số cơng suất, có R tiêu thụ điện Hệ số công suất : cos=
P U I =URU =
R Z
7. Nhiệt lượng tỏa mạch (trên R):
Q= I2 Rt
8. Cộng hưởng điện:
ZL =ZC
1
L C
2LC 1 Imax=
U R
,
2 ax
m
U P
R
II. Cuộn dây có điện trở thuần :
Khi mắc cuộn dây có điện trở r độ tự cảm L vào mạch điện xoay chiều, ta coi cuộn dây đoạn mạch RL giản đồ vectơ hình bên :
Cường độ dòng điện chậm pha hiệu điện hai đầu cuộn dây góc d tính theo công thức
0
0
U Z
tan
U r
L L d
r
Tổng trở cuộn dây: Zd r2Z2L
Trong đó: ZL = L.
Biên độ giá trị hiệu dụng cường độ dịng diện tình theo cơng thức:
0
0 2 2
U U
I
Zd r ZL
và I ZU 2U 2
r Z
d L
Công suất tiêu thụ cuộn dây: P=Ud Icos= I2 r
Với hệ số công suất : cosd= 2 2
r r
Zd ZL r
III Đoạn mạch RLC có đại lượng thay đổi
1 Điện trở R thay đổi:
+ R= Imax =
L C
U Z Z
+ R= URmax = U
+ R0 =|ZL-ZC|; Khi Pmạch max=
2R U2
; cos= 2
2
+ Nếu giá trị P < Pmax có hai giá trị R1, R2
R1.R2= R02 P=
2
1
U
R R , 2
, tan
1.tan2=
+ Nếu cuộn cảmcó điện trở r0 mà điện trở R thay đổi
Pmạch max=
) r 2(R
U
Khi R=|ZL-ZC|- r0
Tụ điện C thay đổi
+ C= ZC= P=
+ C= ZC=0 P=
2
2
L
U R R Z
+ C0 = 2
1
L
hay ZL=ZC0 mạch cộng hưởng
Pmax =
2
U R
+ Nếu giá trị P < Pmax có hai C1 , C2
1
I
U d
U L
d
(2)X
X
X
X X
X
X
X X
X
HTKH-HBT
ZC1+ ZC2 = ZC0 hay
1
1 1 2
C C C ; 1 2
+ '
2
L
C
L
R Z Z
Z
hay C’ = 2
( )
L L
Z R Z
R Z R U U
2 L AB Cmax
(mạch không cộng hưởng) - Nếu giá trị UC< UCmax có giá trị C1 , C2
'
1
1 1 2
C C C
Z Z Z hay C1 + C2= 2C’
Và uRL vuông pha với u: nên tính UCmax theo cơng
thức sau UCm2 ax UR2 UL2 U2
3 Cuộn cảm L thay đổi
+ ZL= P=
2
2
C
U R R Z
+ ZL= P=
+ ZL0=ZC mạch cộng hưởng UR, UC, URC, Pmạch
I đạt max: Pmax =
2
U R
+ Nếu giá trị P < Pmax có hai L1 , L2
ZL1+ZL2 = ZL0 hay 2L0 = L1 + L2, 1 2
+ ,
2
C L
C
R Z Z
Z
hay L’
2
C C
R Z Z
R Z R U U
2 C AB Lmax
(mạch không cộng hưởng)
Và uRC vuông pha u nên tính ULmax theo cơngthức sau
2 2
ax
Lm R C
U U U U
+ Nếu giá trị UL< ULmax có giá trị L1 , L '
1
1 1 1
L L L
Z Z Z hay '
1
1 1 2
L L L
Tần số góc thay đổi : + f = P=
+ f= P=
+ f = f0 Pmax =
2
U
R ,và I max= U/R:khi xảy tượng
cộng hưởng: ZL=ZC
+ Nếu giá trị P < Pmax có hai giá trị f 1, f
f f 2= f02-
Để UL max 2 2
2 2LC R C
Để UC max
2 2
2 2
2
LC R C L C
IV. Hai đại lượng liên hệ pha
Hiệu điện pha với cường độ dòng điện
R Z Z
tg L C →LC2=1
Hai hiệu điện pha: 1=2 tg1=tg2
Hai hiệu điện vuông pha tg1 tg2 = -1
Ta dùng giản đồ véc tơ để tìm độ lệch pha 1 , 2 đối
với i suy kết
V BÀI TỐN HỘP KÍN (BÀI TỐN HỘP ĐEN)
1 Mạch điện đơn giản:
a Nếu UNB pha với i suy chứa R0
b Nếu UNB sớm pha với i góc
2
suy chứa L0 c Nếu UNB trễ pha với i góc 2 suy
chứa C0
2 Mạch điện phức tạp: a Mạch
Nếu UAB pha với i suy chứa L0
Nếu UAN UNB tạo với góc 2 suy
chứa R0 Vậy chứa (R0, L0)
b Mạch
Nếu UAB pha với i suy chứa C0
Nếu UAN UNB tạo với góc 2 suy
chứa R0 Vậy chứa (R0, C0)
VI SẢN XUẤT , TRUYỀN TẢI VÀ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG ĐIỆN
1 Máy phát điện xoay chiều pha : 1-1 Chu kỳ T tần số f:
ω 2π f 1
T ; =2f1-2
f = np=
60 n' p.
với p: số cặp cực; n tốc độ quay rô to (vịng /giây); n’ tốc độ quay rơ to (vòng /phút)Với f số vòng quay giây khung
1-2 Biểu thức từ thông qua khung:
=NBScost=0cost 1-4 Biểu thức suất điện động
t sinω E ωNBSsinωt Φ'
Δt ΔΦ
e 0
2 Máy phát điện xoay chiều pha
Suất điện động cảm ứng cuộn dây máy
phát.e1=E0cos t; e2 = E0cos(t-2/3); e3 = E0cos(t+2/3)
Tải đối xứng mắc hình sao: Ud= 3Up; Id= Ip
2
R
•A • X •B
R L
• • X •
A N B
R C
• • X •
AR N B
•A •N X •B
R L
(3)HTKH-HBT
Tải đối xứng mắc tam giác: Ud= 3Up; Id= 3Ip
3 Biến thế
+ Suất điện động cuộn sơ cấp thứ cấp:
Δt ΔΦ N
e1 1 ;
Δt ΔΦ N
e2 2 →
2 1 2 1
N N e e
+ Nếu bỏ qua hao phí lượng máy biến thì:
k
2 2
I I N N U
U 1
1
k k
Với k hệ số biến đổi máy biến + H hiệu suất biến H=
1
P P
Mạch từ phân nhánh: số đường sức từ qua cuộn sơ cấp lớn gấp n lần số đường sức từ qua cuộn thứ cấp Từ thơng qua vịng cuộn sơ cấp lớn gấp n lần từ thơng qua vịng cuộn thứ cấp: 1=n2
2
1
N N . U U e e
n
3 Sự truyền tải điện năng
+ Độ giảm đường dây tải: U=RI; U2=U3+U ; với
S l ρ
R
+ Cơng suất hao phí đường dây: P=RI2
+ Hiệu suất tải điện: H =
'
P
P = P P P
;
P: công suất truyền đi; P’ công suất nhận nới tiêu thụP: cơng suất hao phí
3
U1 U2
Đường dây
I
U3
‘