A. KIẾN THỨC CẦN NẮM VỮNG

1.Suất điện động xoay chiều

e = Eo cos(ωt + φo)

2. Dòng điện xoay chiều

Trong trường hợp tổng quát, biểu thức của điện áp giữa hai đầu đoạn mạch xoay chiều AB nào đó và cường độ dòng điện qua nó có dạng:

u = Uo cos(ωt + φo)

i = Io cos(ωt + φo)

Ở đây u là điện áp tức thời giữa A và B, I là cường độ dòng điện tức thời với quy ước chiêu dương là chiêu tính điện áp tức thời (từ A tới B), ω là tần số góc; Uo, Io là các biên độ; φ1, φ2 là các pha ban đầu tương ứng của điện áp và cường độ dòng điện. Ta nói trong mạch có dòng điện xoay chiều.

Đại lượng φ = φ1 – φ2 gọi là độ lệch pha của u so với i.

Nếu φ > 0 thì u sớm pha so với i.

Nếu φ < 0 thì u trễ pha so với i

Nếu φ = 0 thì u đồng pha so với i.

3. Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R

* u cùng pha với

* Biểu thức định luật ôm:

4. Các giá trị hiệu dụng

I, U, E các giá trị hiệu dụng của dòng điện, hiệu điện thế, suất điện động.

* Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều bằng cường độ của dòng điện không đổi mà nếu chúng lần lượt đi qua một điện trở trong những thời gian như nhau thì chúng tỏa ra những nhiệt lượng bằng nhau.

* Các giá trị hiệu dụng được đo bằng các dụng cụ đo điện.

B. TRẢ LỜI CÂU HỎI

C1. Thế nào là điện áp xoay chiều? Dòng điện xoay chiều?

Trả lời

Khi cho một khung dây dẫn phẳng có diện tích S quay đều với tốc độ góc quanh một trục vuông góc với các đường sức của một từ trường đều có cảm ứng từ Theo định luật cảm ứng điện từ, trong khung xuất hiện một suất điện động biến đổi thời gian.

e = Eo cos(ωt + φo)

Suất điện động tạo bởi máy phát điện xoay chiều cũng có biểu thức như trên. Nếu nói hai cực của máy phát điện xoay chiều với một đoạn mạch tiêu thụ điện, khi đó giữa hai đầu đoạn mạch có một hiệu điện thế biến thiên theo thời gian theo định luật hình sin gọi là hiệu điện thế xoay chiều hay điện áp xoay chiều:

u = Uo cos(ωt + φ1)

Đồng thời bên trong đoạn mạch có dòng điện xoay chiều:

i = Io cos(ωt + φ2)

trong đó Uo, Io là các giá trị biên độ (hay giá trị cực đại) của điện áp U và cường độ dòng điện I; φ1, φ2, là các giá trị pha ban đầu và đại lượng φ =φ1 – φ2, là độ lệch pha giữa u so với i).

C2. Điện áp tức thời và cường độ dòng điện tức thời trên một đoạn mạch biến thiên giống nhau và khác nhau ở điểm nào?

Trả lời

Điện áp tức thời là:u = Uo cos(ωt + φ1)

Cường độ dòng điện tức thời là: i = Io cos(ωt + φ2)

* Giống nhau: Điện áp tức thời và cường độ dòng điện có cùng tần số góc 0

* Khác nhau:

* Ui = Io.Z (với Z là tổng trở toàn mạch)

* Pha ban đầu φ1, φ2

Tùy theo tính chất đoạn mạch mà φ1 = φ2 (u cùng pha với i),φ1 2 , (u nhanh pha hơn i) hay φ1 < φ2 (u chậm pha hơn i).

C. GIẢI BÀI TẬP

B1. Các giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều:

A. Được xây dựng dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện.

B. Chỉ được đo bằng ampe kế xoay chiều.

C. Bằng giá trị trung bình chia cho √2

D. Bằng giá trị cực đại chia cho 2.

Giải

Chọn đáp án A. Các giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều được xây dựng dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện.

B2. Câu nào sau đây đúng khi nói về dòng điện xoay chiều.

  1. Có thể dùng dòng điện xoay chiều để mạ điện.
  2. Điện lượng chuyển qua tiết diện của dây dẫn trong một chu kì của dòng điện bằng 0.
  3. Điện lượng chuyển qua tiết diện của tiết diện trong mọi khoảng thời gian bất kì đều bằng 0.
  4. Công suất tỏa nhiệt tức thời trên một đoạn mạch có giá trị cực đại bằng công suất tỏa nhiệt trung bình nhân với √2

Giải

Chọn đáp án B. Điện lượng chuyển qua tiết diện của dây dẫn trong một chu kì của dòng điện bằng 0.

B3. Dòng điện chạy trên một đoạn mạch có biểu thức i= 2cos100πt (A). Viết biểu thức của điện áp u giữa hai đầu đoạn mạch, biết điện áp này sớm pha đối với cường độ dòng điện và có giá trị hiệu dụng là 12V.

Giải

Ta có: U = 12V – Uo = 122 (V)

Biểu thức hiệu điện thế tức thời là:

 

Nguồn website giaibai5s.com

Giải bài tập Vật lí lớp 12 nâng cao – Bài 26: Dòng điện xoay chiều. Mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần
Đánh giá bài viết