CHƯƠNG IV: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
CHỦ ĐỀ 1: CÁC LOẠI ĐOẠN MẠCH
1. Biểu thức hiệu điện thế xoay chiều: | 2. Biểu thức cường độ dòng điện: |
$u(t)=U_0cos(\omega t+\varphi _u)$ u(t): Hiệu điện thế tức thời (V) $U_0$: Hiệu điện thế cực đại (V) $\varphi _u$: pha ban đầu của hiệu điện thế | $i(t)=I_0cos(\omega t+\varphi _i)$ i(t): Cường độ dòng điện tức thời (A) $I_0$: Cường độ dòng điện cực đại (A) $\varphi _i$: pha ban đầu của cường độ dòng điện |
4. Các loại đoạn mạch:
- Đoạn mạch chỉ có R: $u_R$ cùng pha với i; $I=\frac{U_R}{R}$
- Đoạn mạch chỉ có L: $u_L$ sớm pha hơn i góc $\frac{\pi}{2}$; $I=\frac{U_L}{Z_L}$; với $Z_L=L\omega (\Omega):$ cảm kháng.
- Đoạn mạch chỉ có C: $u_C$ chậm pha hơn i góc $\frac{\pi}{2}$; $I=\frac{U_C}{Z_C}$; với $Z_C=\frac{1}{C\omega} (\Omega):$ dung kháng.
- Đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp (không phân nhánh)
- Điện áp hiệu dụng: $U=\sqrt{U^2+(U_L-U_C)^2}=I.\sqrt{R^2+(Z_L-Z_C)^2}=IZ$
Với $Z=\sqrt{R^2+(Z_L-Z_C)^2}$ gọi là tổng trở của đoạn mạch RLC
- Cường độ hiệu dụng: $I=\frac{U}{Z}=\frac{U_R}{R}=\frac{U_L}{Z_L}=\frac{U_C}{Z_C}$
- Cường độ cực đại: $I_0=\frac{U_0}{Z}=\frac{U_{0R}}{R}=\frac{U_{0L}}{Z_L}=\frac{U_{0C}}{Z_C}$
- Độ lệch pha $\varphi$ giữa u và i: $tan\varphi =\frac{Z_L-Z_C}{R}=\frac{U_L-U_C}{U_R}=\frac{U_{0L}-U_{0C}}{U_{0R}}\rightarrow \varphi$
- Nếu đoạn mạch có tính cảm kháng, tức là $Z_L > Z_C$ thì $\varphi > 0$: u sớm pha hơn i
- Nếu đoạn mạch có tính dung kháng, tức là $Z_L < Z_C$ thi $\varphi < 0$: u trễ pha hơn i.
- Nếu $i=I_0cos(\omega t+\varphi _i)$ thì $u=U_0cos(\omega t+\varphi _i+\varphi)$
- Nếu $u=U_0cos(\omega t+\varphi _u)$ thì $i=I_0cos(\omega t+\varphi _u-\varphi)$
Ấn: [MODE] [2]; [SHIFT] [MODE] [4]:
- Tìm tổng trở Z và góc lệch pha $\varphi$: nhập máy lệnh $[R+(Z_L-Z_C)i]$
- Cho u(t) viết i(t) ta thực hiện phép chia hai số phức: $i=\frac{u}{\bar Z}=\frac{U_0\angle \varphi_u}{[R+(Z_L-Z_C)i]}$
- Cho i(t) viết u(t) ta thực hiện phép nhân hai số phức: $u=i.\bar Z=I_0\angle \varphi_i x [R+(Z_L-Z_C)i]$
- Cho $u_{AM}(t)$; $u_{MB}(t)$ viết $u_{AB}(t)$ ta thực hiện phép cộng hai số phức: như tổng hợp hai dao động
Thao tác cuối: [SHIFT] [2] [3] [=]
DẠNG 2: Công suất của dòng điện xoay chiều - Hệ số công suất.
- Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều: $P=UIcos\varphi$ hay $P=I^2R=IU_R=\frac{U^2R}{Z^2}$
- Hệ số công suất: $cos\varphi =\frac{R}{Z}=\frac{U_R}{U}=\frac{R_{0R}}{0}=\frac{P}{UI}$
- Khi $cos\varphi = 1 (\varphi = 0)$: mạch chỉ có R, hoặc mạch RLC có cộng hưởng điện. Lúc đó: $P=P_{max}=UI=\frac{U^2}{R}$
- Khi $cos\varphi = 0 (\varphi = \pm \frac{\pi}{2})$: Mạch chỉ có L, hoặc C, hoặc có cả L và C mà không có R. Lúc đó: $P=P_{min}=0$
- Nâng cao hệ số công suất $cos\varphi$ để giảm cường độ dòng điện nhằm giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện. Hệ số công suất của các thiết bị điện quy định phải ≥ 0,85.
Last edited: