• Skip to main content
  • Bỏ qua primary sidebar
Cộng đồng học tập lớp 12

Cộng đồng học tập lớp 12

Trắc nghiệm bài học, bài tập, kiểm tra và đề thi cho học sinh lớp 12.

Bạn đang ở:Trang chủ / Tổng ôn Lý 12 / Tổng hợp lý thuyết điện xoay chiều có 2 phần tử là gì vật lý lớp 12

Tổng hợp lý thuyết điện xoay chiều có 2 phần tử là gì vật lý lớp 12

04/04/2022 by admin Để lại bình luận

LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI

1. Mạch gồm điện trở thuần R nối tiếp với cuộn dây thuần cảm L

Tổng quát

Giả sử biểu thức cường độ dòng điện chạy trong đoạn mạch là:

$\text{i = }{{\text{I}}_{0}}\cos \left( \text{ }\!\!\omega\!\!\text{ t+}{{\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }}_{\text{i}}} \right)\Rightarrow \left\{ \begin{array}{}{{\text{u}}_{\text{R}}}={{\text{U}}_{\text{0R}}}\cos \left( \text{ }\!\!\omega\!\!\text{ t+}{{\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }}_{\text{i}}} \right)\text{V} \\{} {{\text{u}}_{\text{L}}}={{\text{U}}_{\text{0L}}}\cos \left( \text{ }\!\!\omega\!\!\text{ t+}{{\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }}_{\text{i}}}+\frac{\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }}{\text{2}}\right)\text{V} \\ \end{array} \right.$

Suy ra $\text{u}={{\text{u}}_{\text{R}}}+{{\text{u}}_{L}}$(giá trị tức thời mới có công thức này).

Do đó $\text{u}={{\text{U}}_{\text{0R}}}\cos \left( \text{ }\!\!\omega\!\!\text{ t+}{{\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }}_{\text{i}}} \right)+{{\text{U}}_{\text{0L}}}\cos \left( \text{ }\!\!\omega\!\!\text{ t+}{{\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }}_{\text{i}}}+\frac{\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }}{\text{2}} \right)={{\text{U}}_{\text{0}}}\cos \left( \text{ }\!\!\omega\!\!\text{ t+}{{\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }}_{\text{u}}} \right).$

Đặc điểm:

+) Điện áp:

${{\text{U}}^{2}}=\text{U}_{\text{R}}^{2}+\text{U}_{\text{L}}^{2}\Rightarrow \text{U}=\sqrt{\text{U}_{\text{R}}^{2}+\text{U}_{\text{L}}^{2}};{{\text{U}}_{\text{0}}}=\sqrt{\text{U}_{\text{0R}}^{2}+\text{U}_{\text{0L}}^{2}}.$

+) Tổng trở của mạch: $\text{Z}={{\text{Z}}_{\text{RL}}}=\frac{\text{U}}{\text{I}}=\frac{\sqrt{\text{U}_{\text{R}}^{2}+\text{U}_{\text{L}}^{2}}}{\text{I}}=\sqrt{{{\text{R}}^{\text{2}}}\text{+Z}_{\text{L}}^{\text{2}}}.$

+) Định luật Ôm: $\text{I}=\frac{\text{U}}{\text{Z}}=\frac{{{\text{U}}_{\text{RL}}}}{{{\text{Z}}_{\text{RL}}}}=\frac{{{\text{U}}_{\text{R}}}}{\text{R}}=\frac{{{\text{U}}_{\text{L}}}}{{{\text{Z}}_{\text{L}}}}.$

+) Quan hệ về pha: 

Điện áp tức thời sớm pha hơn dòng điện trong mạch góc $\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }$ thỏa mãn:

$\tan \text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }=\frac{{{\text{U}}_{\text{L}}}}{{{\text{U}}_{\text{R}}}}=\frac{{{\text{Z}}_{\text{L}}}}{\text{R}}\left( \text{ }\!\!\varphi\!\!\text{  = }{{\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }}_{\text{u}}}-{{\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }}_{\text{i}}} \right).$

+) Do ${{\text{u}}_{\text{L}}}\bot {{\text{u}}_{\text{R}}}$nên ${{\left( \frac{{{\text{u}}_{\text{L}}}}{{{\text{U}}_{\text{0L}}}} \right)}^{2}}+{{\left( \frac{{{\text{u}}_{\text{R}}}}{{{\text{U}}_{\text{0R}}}} \right)}^{2}}=1$.

Chú ý: Cuộn dây không thuần cảm (L; r): Khi mắc cuộn dây có điện trở r và độ tự cảm L vào mạch điện xoay chiều, ta xem cuộn dây như đoạn mạch r nối tiếp với L.

2. Mạch điện trở thuần R nối tiếp với tụ điện C

Tổng quát

Giả sử biểu thức cường độ dòng điện chạy trong đoạn mạch là:

$\text{i = }{{\text{I}}_{0}}\cos \left( \text{ }\!\!\omega\!\!\text{ t+}{{\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }}_{\text{i}}} \right)\Rightarrow \left\{ \begin{array}{} {{\text{u}}_{\text{R}}}={{\text{U}}_{\text{0R}}}\cos \left( \text{ }\!\!\omega\!\!\text{ t+}{{\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }}_{\text{i}}} \right)\text{V} \\ {} {{\text{u}}_{\text{C}}}={{\text{U}}_{\text{0C}}}\cos \left( \text{ }\!\!\omega\!\!\text{ t+}{{\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }}_{\text{i}}}-\frac{\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }}{\text{2}} \right)\text{V} \\\end{array} \right.$

Suy ra $\text{u}={{\text{u}}_{\text{R}}}+{{\text{u}}_{\text{C}}}$.

Do đó $\text{u}={{\text{U}}_{\text{0R}}}\cos \left( \text{ }\!\!\omega\!\!\text{ t+}{{\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }}_{\text{i}}} \right)+{{\text{U}}_{\text{0C}}}\cos \left( \text{ }\!\!\omega\!\!\text{ t+}{{\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }}_{\text{i}}}-\frac{\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }}{\text{2}} \right)={{\text{U}}_{\text{0}}}\cos \left( \text{ }\!\!\omega\!\!\text{ t+}{{\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }}_{\text{u}}} \right).$

Đặc điểm:

+) Điện áp:

${{\text{U}}^{2}}=\text{U}_{\text{R}}^{2}+\text{U}_{\text{C}}^{\text{2}}\Rightarrow \text{U}=\sqrt{\text{U}_{\text{R}}^{2}+\text{U}_{\text{C}}^{\text{2}}};{{\text{U}}_{\text{0}}}=\sqrt{\text{U}_{\text{0R}}^{2}+\text{U}_{\text{0C}}^{\text{2}}}.$

+) Tổng trở của mạch: $\text{Z}={{\text{Z}}_{\text{RC}}}=\frac{\text{U}}{\text{I}}=\frac{\sqrt{\text{U}_{\text{R}}^{2}+\text{U}_{\text{C}}^{\text{2}}}}{\text{I}}=\sqrt{{{\text{R}}^{\text{2}}}\text{+Z}_{\text{C}}^{\text{2}}}.$

+) Định luật Ôm: $\text{I}=\frac{\text{U}}{\text{Z}}=\frac{{{\text{U}}_{\text{RC}}}}{{{\text{Z}}_{\text{RC}}}}=\frac{{{\text{U}}_{\text{R}}}}{\text{R}}=\frac{{{\text{U}}_{\text{C}}}}{{{\text{Z}}_{\text{C}}}}.$

+) Quan hệ về pha: 

Điện áp tức thời chậm pha hơn dòng điện trong mạch góc $\left| \text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ } \right|$ thỏa mãn:

$\tan \text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }=\frac{-{{\text{U}}_{\text{C}}}}{{{\text{U}}_{\text{R}}}}=\frac{-{{\text{Z}}_{\text{C}}}}{\text{R}}\left( \text{ }\!\!\varphi\!\!\text{  = }{{\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }}_{\text{u}}}-{{\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }}_{\text{i}}} \right).$

+) Do ${{\text{u}}_{L}}\bot {{\text{u}}_{\text{C}}}$ nên ${{\left( \frac{{{\text{u}}_{\text{C}}}}{{{\text{U}}_{\text{0C}}}} \right)}^{2}}+{{\left( \frac{{{\text{u}}_{\text{R}}}}{{{\text{U}}_{\text{0R}}}} \right)}^{2}}=1.$

3. Mạch gồm cuộn cảm thuần L nối tiếp với tụ điện C

Tổng quát

Giả sử biểu thức cường độ dòng điện chạy trong đoạn mạch là: $\text{i = }{{\text{I}}_{0}}\cos \text{ }\!\!\omega\!\!\text{ t}$

$\Rightarrow \left\{ \begin{array}{} {{\text{u}}_{\text{L}}}={{\text{U}}_{\text{0L}}}\cos \left( \text{ }\!\!\omega\!\!\text{ t}+\frac{\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }}{\text{2}} \right)\text{V} \\ {} {{\text{u}}_{\text{C}}}={{\text{U}}_{\text{0C}}}\cos \left( \text{ }\!\!\omega\!\!\text{ t}-\frac{\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }}{\text{2}} \right)\text{V =}-{{\text{U}}_{\text{0C}}}\cos \left( \text{ }\!\!\omega\!\!\text{ t+}\frac{\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }}{\text{2}} \right)\text{V} \\ \end{array} \right.$

 

Ta có: $\left\{ \begin{array}{} \text{u}={{\text{u}}_{\text{L}}}+{{\text{u}}_{\text{C}}} \\ {} \frac{{{\text{u}}_{\text{L}}}}{{{\text{u}}_{\text{C}}}}=\frac{-{{\text{U}}_{\text{0L}}}}{{{\text{U}}_{\text{0C}}}}=-\frac{{{\text{U}}_{\text{L}}}}{{{\text{U}}_{\text{C}}}}=-\frac{{{\text{Z}}_{\text{L}}}}{{{\text{Z}}_{\text{C}}}}. \\ \end{array} \right.$

Đặc điểm:

+) Điện áp: 

${{\text{U}}_{\text{0}}}=\left| {{\text{U}}_{\text{0L}}}-{{\text{U}}_{\text{0C}}} \right|;\text{U}=\left| {{\text{U}}_{\text{L}}}-{{\text{U}}_{\text{C}}} \right|.$

+) Tổng trở: 

$\text{Z}=\left| {{\text{Z}}_{\text{L}}}-{{\text{Z}}_{\text{C}}} \right|.$

+) Định luật Ôm: $\text{I}=\frac{\text{U}}{\text{Z}}=\frac{{{\text{U}}_{\text{L}}}}{{{\text{Z}}_{\text{L}}}}=\frac{{{\text{U}}_{\text{C}}}}{{{\text{Z}}_{\text{C}}}}.$

+) Quan hệ về pha: 

Khi ${{\text{Z}}_{\text{L}}}\text{}{{\text{Z}}_{\text{C}}}\Rightarrow {{\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }}_{\text{u}}}-{{\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }}_{\text{i}}}=\frac{\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }}{\text{2}}$: Mạch có tính cảm kháng.

Khi ${{\text{Z}}_{\text{L}}}\text{}{{\text{Z}}_{\text{C}}}\Rightarrow {{\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }}_{\text{u}}}-{{\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }}_{\text{i}}}=-\frac{\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }}{\text{2}}$: Mạch có tính dung kháng.

VÍ DỤ MINH HỌA

Ví dụ minh họa 1: 

Tính độ lệch pha của u và i, tổng trở trong đoạn mạch điện xoay chiều RL biết tần số dòng điện là 50 Hz và

a) $\text{R = 50  }\!\!\Omega\!\!\text{ , L =}\frac{\sqrt{\text{3}}}{\text{2 }\!\!\pi\!\!\text{ }}\text{H}\text{.}$

b) $\text{R =100}\sqrt{\text{2 }}\text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ , L =}\frac{\sqrt{\text{2}}}{\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }}\text{H}\text{.}$

HD giải:

Áp dụng các công thức $\left\{ \begin{array}{} {{\text{Z}}_{\text{L}}}\text{=  }\!\!\omega\!\!\text{ }\text{.L = 2 }\!\!\pi\!\!\text{ f}\text{.L} \\ {} {{\text{Z}}_{\text{RL}}}=\sqrt{{{\text{R}}^{\text{2}}}\text{+Z}_{\text{L}}^{\text{2}}} \\ {} \tan \text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }=\frac{{{\text{Z}}_{\text{L}}}}{\text{R}} \\ \end{array} \right.$ta được:

a) ${{\text{Z}}_{\text{L}}}\text{=50}\sqrt{\text{3}}\text{  }\!\!\Omega\!\!\text{ }\Rightarrow \left\{ \begin{array}{} {{\text{Z}}_{\text{RL}}}=\sqrt{{{\text{R}}^{\text{2}}}\text{+Z}_{\text{L}}^{\text{2}}}=\sqrt{{{50}^{2}}+{{\left( \text{50}\sqrt{\text{3}} \right)}^{2}}}=1\text{00  }\!\!\Omega\!\!\text{ } \\ {} \tan \text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }=\frac{{{\text{Z}}_{\text{L}}}}{\text{R}}=\frac{\text{50}\sqrt{\text{3}}}{50}=\sqrt{3} \\\end{array} \right.\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{} \text{Z}=100\Omega  \\ {} \text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }=\frac{\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }}{\text{3}} \\ \end{array} \right..$

b) $\text{Z =100}\sqrt{2}\text{  }\!\!\Omega\!\!\text{ }\Rightarrow \left\{ \begin{array}{} {{\text{Z}}_{\text{RL}}}=\sqrt{{{\text{R}}^{\text{2}}}\text{+Z}_{\text{L}}^{\text{2}}}=\sqrt{{{\left( 100\sqrt{2} \right)}^{2}}+{{\left( 100\sqrt{2} \right)}^{2}}}=2\text{00  }\!\!\Omega\!\!\text{ } \\{} \tan \text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }=\frac{{{\text{Z}}_{\text{L}}}}{\text{R}}=\frac{100\sqrt{2}}{100\sqrt{2}}=1 \\ \end{array} \right.\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{} \text{Z}=200\Omega  \\ {} \text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }=\frac{\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }}{4} \\ \end{array} \right..$

Ví dụ minh họa 2: 

Cho mạch điện xoay chiều gồm hai phần tử R, L với $\text{R}=\text{50}\sqrt{\text{3}}\text{  }\!\!\Omega\!\!\text{ },\text{ L=}\frac{1}{2\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }}\text{H}\text{.}$ Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có biểu thức $\text{u =120cos}\left( \text{100 }\!\!\pi\!\!\text{ t+}{\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }}/{\text{4}}\; \right)\text{V}$.

a) Tính tổng trở của mạch.

b) Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch.

c) Viết biểu thức điện áp hai đầu cuộn cảm thuần, hai đầu điện trở.

HD giải:

a) Từ giả thiết ta tính được $\text{Z=50  }\!\!\Omega\!\!\text{ }\Rightarrow {{\text{Z}}_{\text{RL}}}=\sqrt{{{\text{R}}^{\text{2}}}\text{+Z}_{\text{L}}^{\text{2}}}=\sqrt{{{\left( \text{50}\sqrt{\text{3}} \right)}^{2}}+{{50}^{2}}}=1\text{00  }\!\!\Omega\!\!\text{ }\text{.}$

b) Ta có ${{\text{I}}_{0}}=\frac{{{\text{U}}_{\text{0}}}}{\text{Z}}=\frac{120}{100}=\text{1,2A}\text{.}$ Độ lệch pha của điện áp và dòng điện là $\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }$thỏa mãn

$\tan \text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }=\frac{{{\text{Z}}_{\text{L}}}}{\text{R}}=\frac{1}{\sqrt{3}}\Rightarrow \text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ =}\frac{\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }}{6}\text{(rad)}\text{.}$

Mà điện áp hai đầu đoạn mạch nhanh pha hơn dòng điện nên ${{\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }}_{\text{u}}}\text{=}{{\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }}_{\text{i}}}\text{+ }\!\!\varphi\!\!\text{ }\Rightarrow {{\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }}_{\text{i}}}={{\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }}_{\text{u}}}-\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }$

$=\frac{\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }}{\text{4}}-\frac{\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }}{\text{6}}\text{=}\frac{\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }}{\text{12}}\text{.}$ Vậy biểu thức cường độ dòng điện qua mạch là $\text{i=1,2cos}\left( \text{100 }\!\!\pi\!\!\text{ t+}\frac{\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }}{\text{12}} \right)\text{A}$

c) Viết biểu thức ${{\text{u}}_{\text{L}}}$ và ${{\text{u}}_{\text{R}}}$. Ta có $\left\{ \begin{array}{} {{\text{U}}_{\text{0L}}}\text{=}{{\text{I}}_{\text{0}}}\text{.}{{\text{Z}}_{\text{L}}}\text{=60V} \\ {} {{\text{U}}_{\text{0R}}}\text{=}{{\text{I}}_{\text{0}}}\text{.R=60}\sqrt{\text{3}}\text{V} \\\end{array} \right.$

Do ${{\text{u}}_{\text{L}}}$ nhanh pha hơn i góc ${\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }}/{\text{2}}\;$ nên ${{\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }}_{{{\text{u}}_{\text{L}}}}}\text{=}{{\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }}_{\text{i}}}\text{+}\frac{\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }}{\text{2}}\text{=}\frac{\text{7 }\!\!\pi\!\!\text{ }}{\text{12}}\Rightarrow {{\text{u}}_{\text{L}}}=60\text{cos}\left( \text{100 }\!\!\pi\!\!\text{ t+}\frac{\text{7 }\!\!\pi\!\!\text{ }}{\text{12}} \right)\left( \text{V} \right)\text{.}$

Do ${{\text{u}}_{\text{R}}}$cùng pha với i nên ${{\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }}_{{{\text{u}}_{R}}}}\text{=}{{\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }}_{\text{i}}}=\frac{\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }}{\text{12}}\Rightarrow {{\text{u}}_{\text{R}}}=60\sqrt{3}\text{cos}\left( \text{100 }\!\!\pi\!\!\text{ t+}\frac{\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }}{\text{12}} \right)\left( \text{V} \right)\text{.}$

 

Thuộc chủ đề:Tổng ôn Lý 12 Tag với:CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

Bài liên quan:
  1. Tổng hợp lý thuyết bài tập đồ thị điện xoay chiều có đáp án chi tiết vật lý lớp 12
  2. Tổng hợp lý thuyết máy phát điện xoay chiều 1 pha là gì vật lý lớp 12
  3. Tổng hợp lý thuyết một số dạng toán truyền tải điện năng hay và khó vật lý lớp 12
  4. Tổng hợp lý thuyết bài tập sự truyền tải điện năng có đáp án chi tiết vật lý lớp 12
  5. Tổng hợp lý thuyết sự truyền tải điện năng là gì? vật lý lớp 12
  6. Tổng hợp lý thuyết bài tập máy biến áp có đáp án chi tiết vật lý lớp 12
  7. Tổng hợp lý thuyết máy biến áp là gì? lý thuyết tóm tắt ngắn gọn vật lý lớp 12
  8. Tổng hợp lý thuyết phương pháp giản đồ véc tơ là gì? lý thuyết tóm tắt ngắn gọn vật lý lớp 12
  9. Tổng hợp lý thuyết bài tập độ lệch pha có đáp án chi tiết vật lý lớp 12
  10. Tổng hợp lý thuyết ví dụ minh họa bài toàn về độ lệch pha vật lý lớp 12

Reader Interactions

Trả lời Hủy

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Sidebar chính

Trắc nghiệm online Lớp 12 - Bài học - Ôn thi THPT 2022.
Bản quyền - Chính sách bảo mật - Giới thiệu - Liên hệ - Sitemap.