Hocmai Forum 
[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!
ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.
Bài 13: CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
Phần 1: LÝ THUYẾT + CÂU HỎI LIÊN QUAN
Phần 1: LÝ THUYẾT + CÂU HỎI LIÊN QUAN
I. Mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở [imath]R[/imath]
| Nối hai đầu mạch chỉ có điện trở [imath]R[/imath] vào điện áp xoay chiều [imath]u=U\sqrt{2}\cos \omega t[/imath]. Tại một thời điểm, dòng điện [imath]i[/imath] chạy theo một chiều xác định, theo định luật Ôm ta có: [imath]i=\dfrac{u}{R}=\dfrac{U}{R}\sqrt{2} \cos \omega t[/imath] Nếu đặt [imath]I=\dfrac{U}{R}[/imath] thì: [imath]i=I\sqrt{2}\cos \omega t[/imath] Kết luận: + Định luật Ôm đối với mạch điện xoay chiều thuần điện trở: Cường độ hiệu dụng trong mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở có giá trị bằng thương số giữa điện áp hiệu dụng và điện trở của mạch. + Cường độ tức thời trong mạch cùng pha với điện áp tức thời hai đầu mạch. |  |
C1 Nhắc lại các định nghĩa:
[imath]u[/imath] là giá trị điện áp tại thời điểm [imath]t[/imath], được gọi là giá trị tức thời của [imath]u[/imath] (điện áp tức thời)
[imath]U_0[/imath] là điện áp cực đại
[imath]U[/imath] là điện áp hiệu dụng
C2 Định luật Ôm đối với dòng điện một chiều qua một dây dẫn.
Dòng điện một chiều qua một dây dẫn tỉ lệ thuận với điện áp đặt vào hai đầu dây và tỉ lệ nghịch với điện trở dây dẫn.
II. Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện
| + Dòng điện xoay chiều có thể tồn tại trong những mạch điện có chứa tụ điện + Khi nối một tụ điện [imath]C[/imath] vào một nguồn điện xoay chiều có điện áp [imath]u=U\sqrt{2}\cos \omega t[/imath], điện tích tấm bên trái tụ điện: [imath]q=Cu=CU\sqrt{2}\cos \omega t[/imath] |  |
Dòng điện trên hình [imath]13.4 (SGK)[/imath] là dòng dịch chuyển điện tích từ bản dương sang bản âm ở phía ngoài tụ điện, vì vậy nó không chạy qua [imath]2[/imath] tấm tụ điện.
Cường độ dòng điện tại thời điểm [imath]t[/imath]:
[imath]i=q'(t) = -\omega CU \sqrt{2} \sin \omega t=\omega CU \sqrt{2} \cos (\omega t+\dfrac{\pi}{2})[/imath]
Nếu đặt [imath]I=\omega CU[/imath] thì [imath]i=I\sqrt{2}\cos(\omega t +\dfrac{\pi}{2})[/imath]
và [imath]u=U\sqrt{2}\cos \omega t[/imath]
ngoài ra ta cũng suy ra được: [imath]I=\dfrac{U}{\dfrac{1}{\omega C}}[/imath]
Đặt [imath]Z_C =\dfrac{1}{\omega C}[/imath] thì [imath]I=\dfrac{U}{Z}[/imath]
[imath]Z_C[/imath] gọi là dung kháng, có đơn vị là [imath]\Omega[/imath], là đại lượng biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều của tụ điện.
Kết luận:
+ Trong mạch chỉ chứa tụ điện, cường độ dòng điện qua tụ bằng thương số của điện áp hiệu dụng hai đầu mạch và dung kháng của mạch.
+ Cường độ đòng điện qua tụ sớm pha [imath]\dfrac{\pi}{2}[/imath] so với điện áp hai đầu tụ điện.
C4
Ta có: [imath]Z_C=\dfrac{1}{\omega C}[/imath]
Đơn vị của dung kháng [imath]Z_C[/imath]: [imath]\dfrac{1}{F .\dfrac{1}{s}}=\dfrac{1}{\dfrac{\text{culong}}{\text{vôn}}.\dfrac{1}{s}}=\dfrac{\text{vôn}}{\text{ampe}}=\text{ôm}=\Omega[/imath]
III. Mạch điện xoay chiểu chỉ có cuộn cảm thuần
- Khi dòng điện xoay chiều [imath]i[/imath] qua cuộn cảm biến thiên thì từ thông [imath]\phi[/imath] cũng biến thiên tuần hoàn theo [imath]t[/imath], do đó xuất hiện suất điện động tự cảm trong cuộn dây:
[imath]e=-L\dfrac{di}{dt}=-L.i'(t)[/imath]
C5
| Định luật Ôm cho đoạn mạch ta có: [imath]u_{AB}=-e+ir=ir+L\dfrac{di}{dt}[/imath] |  |
Xét mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần:
*Cuộn cảm thuần là cuộn cảm có điện trở bằng [imath]0[/imath] và có độ tự cảm là [imath]L[/imath]
| Đặt vào hai đầu cuộn cảm thuần điện áp xoay chiều [imath]u[/imath] có tần số góc [imath]\omega[/imath], giá trị hiệu dụng [imath]U[/imath]. Giả sử cường độ tức thời trong mạch là: [imath]i=I\sqrt{2}\cos \omega t[/imath] Điện áp tức thời hai đầu cuộn cảm thuần: [imath]u=L.i'(t)=-L.\omega I\sqrt{2}\sin \omega t = \omega LI\sqrt{2} \cos (\omega t + \dfrac{\pi}{2})[/imath] Đặt [imath]U=\omega LI[/imath] thì [imath]u=U\sqrt{2}\cos (\omega t +\dfrac{\pi}{2})[/imath] và [imath]I=\dfrac{U}{\omega L}[/imath] Đặt [imath]Z_L =\omega L[/imath] thì [imath]I=\dfrac{U}{Z_L}[/imath] [imath]Z_L[/imath] gọi là cảm kháng, có đơn vị [imath]\Omega[/imath], là đại lượng đặc trưng cho tính cản trở dòng điện xoay chiều của cuộn cảm. Kết luận: + Trong mạch điện xoay chiều chỉ có cuận cảm thuần, cường độ hiệu dụng có giá trị bằng thương số của điện áp hiệu dụng và cảm kháng của mạch. + Cường độ dòng điện trễ pha [imath]\dfrac{\pi}{2}[/imath] so với điện áp. |  |
C6
Ta có: [imath]Z_L=\omega L[/imath]
Đơn vị cảm kháng [imath]Z_L[/imath] là: [imath]\dfrac{\text{vôn.s}}{\text{ampe}}.\dfrac{1}{s}=\text{ôm}=\Omega[/imath]
| Tổng kết Với cùng một dòng điện xoay chiều là [imath]i=I\sqrt{2}\cos \omega t[/imath] thì: - Trong mạch chỉ chứa một tụ điện: + Điện áp tức thời: [imath]u=U\sqrt{2}\cos (\omega t-\dfrac{\pi}{2})[/imath] + Dung kháng: [imath]Z_C=\dfrac{1}{\omega C}[/imath] + Cường độ dòng điện hiệu dụng: [imath]I=\dfrac{U}{Z_C}[/imath] - Trong mạch chỉ có một cuộn cảm thuần: + Điện áp tức thời: [imath]u=U\sqrt{2}\cos (\omega t +\dfrac{\pi}{2})[/imath] + Cảm kháng: [imath]Z_L=\omega L[/imath] + Cường độ dòng điện hiệu dụng: [imath]I=\dfrac{U}{Z_L}[/imath] |
-----------
Xem thêm: HỆ THỐNG MỤC LỤC CÁC BÀI VẬT LÍ 12
