Vật Lý Lớp 12 - Chương 3: Dòng Điện Xoay Chiều - Chủ đề 2: Các loại đoạn mạch điện xoay chiều - HocHay


Đăng bởi Mỹ Anh | 27/04/2021 | 288
Vật Lý Lớp 12 - Chương 3: Dòng Điện Xoay Chiều - Chủ đề 2: Các loại đoạn mạch điện xoay chiều - HocHay

Video bài học Vật Lý Lớp 12 - Dòng Điện Xoay Chiều - Các loại đoạn mạch điện xoay chiều - HocHay

Vật Lý Lớp 12 - Dòng Điện Xoay Chiều - Các Loại Đoạn Mạch Xoay Chiều

Đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần R

  • Mối quan hệ giữa u và i trong mạch điện xoay chiều

Giả sử đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có biểu thức: $u = u_R = U_0R cos (ωt+φ)$ thì trong mạch xuất hiện dòng điện có cường độ i. Xét trong khoảng thời gian rất ngắn ∆t kể từ thời điểm t, dòng điện xoay chiều qua mạch:

$$i = \frac {u_R} {R} = \frac {U_0R} {R} cos (ωt + φ)$$

Vậy điện áp và dòng điện xoay chiều cùng pha với nhau, khi mạch chỉ chứ điện trở R hay $u_R$ cùng pha với i.

  • Định luật Ohm cho đoạn mạch chỉ có 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.

$$I_0 = \frac {U_0R} {R} \leftrightarrow {U_0R} = I_0.R$$ 

hay 

$$I = \frac {U_R} R \leftrightarrow {U_R} = I.R$$ 

với $U_R$ là điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở R

Đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện

  • Mối quan hệ giữa u và i trong mạch điện xoay chiều

Giả sử đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có biểu thức: $u = u_C = U_0 cos(ωt + φ)$ 

Điện tích trên tụ: $q = Cu_C = CU_0 cos (ωt + φ)$

  • Dòng điện xoay chiều qua mạch: 

$$i = \frac dq dt = q’(t) = ωCU_0 cos (ωt + φ + \frac π 2)$$

Vậy điện áp giữa hai đầu đoạn mạch chỉ có tụ điện trễ pha hơn dòng điện xoay chiều góc $\frac π 2$ (hay dòng điện xoay chiều sớm pha hơn điện áp góc $\frac π 2$) khi mạch chỉ chứa tụ điện $u_C$ chậm pha hơn i góc $\frac π 2$

  • Định luật Ohm trong mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện

Cường độ hiệu dụng trong mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện có giá trị bằng thương số của điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch và dung kháng của mạch.

$$I = \frac {U_C} {Z_C} \leftrightarrow {U_C} = I.Z_C$$

hoặc

$$I_0 = \frac {U_0C} {Z_C} \leftrightarrow {U_0C} = I_0.Z_C$$

Trong đó: 

- Dung kháng: $$Z_C = \frac 1 {ωC} = \frac 1 2πfC = \frac T 2πC$$

- $U_C$ là điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện C

Đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn dây thuần cảm

Cuộn dây thuần cảm là cuộn dây chỉ có độ tự cảm L và có điện trở thuần r không đáng kể.

  • Mối quan hệ giữa u và i trong mạch điện xoay chiều

Điện áp hai đầu đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần sớm pha hơn dòng điện xoay chiều góc $\frac π 2$ (hay dòng điện xoay chiều trễ pha hơn điện áp góc $\frac π 2$) khi mạch chỉ chứa cuộc cảm thuần $u_L$ sớm pha hơn i góc $\frac π 2$.

  • Cảm kháng: đại lượng đặc trưng cho tính cản trở dòng điện xoay chiều trong mạch của cuộc cảm

$$Z_L = ωL = 2πfL = \frac 2πL T$$

Cảm kháng làm cho i trễ pha hơn u góc $\frac π 2$

Khi f tăng (hoặc T giảm) $\rightarrow Z_L$ tăng $\rightarrow$ I giảm $\rightarrow$ dòng điện xoay chiều qua mạch khó hơn.

Khi f giảm (hoặc T tăng) $\rightarrow Z_L$ giảm $\rightarrow$ I tăng $\rightarrow$ dòng điện xoay chiều qua mạch dễ dàng hơn.

  • Định luật Ohm trong mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần

Trong mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần, cường độ hiệu dụng có giá trị bằng thương số của điện áp hiệu dụng và cảm kháng của mạch.

$$I = \frac {U_L} {Z_L} \leftrightarrow U_L = I.Z_L$$

hoặc

$$I_0 = \frac {U_0L} {Z_L} \leftrightarrow U_0L = I_0.Z_L$$

trong đó:

$U_L$ là điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thuần cảm L.

Tổng quát các đoạn mạch điện xoay chiều

Nếu dòng điện xoay chiều có dạng $i = I_0 cos (ωt + φ)$ thì điện áp xoay chiều hai đầu mỗi phần tử điện có dạng:

  • $u_R$ đồng pha với i:

$$u_R = U_OR cos(ωt + φ)$$

với $U_OR = I_0.R$

  • $u_L$ nhanh pha hơn i góc $\frac π 2$:

$$u_L = U_OL cos (ωt + φ + \frac π 2)$$

với $U_OL = I_0.Z_L = I_0ωL$

  • $u_C$ chậm pha hơn i góc $\frac π 2$:

$$u_C = U_OC cos (ωt + φ - \frac π 2)$$

với $U_OC = I_0.Z_C = I_0. \frac 1 {Cω}.$

Tiếp theo:


Công ty CP Giáo Dục Học Hay

Giấy phép kinh doanh số: 0315260428

Trụ sở: 145 Lê Quang Định, phường 14, quận Bình Thạnh, thành phố Hồ Chí Minh

Điện thoại: 028 3510 7799

TRUNG TÂM HỌC TIẾNG ANH ONLINE, TIẾNG ANH GIAO TIẾP, LUYỆN THI TOEIC, IELTS - CHI NHÁNH CÔNG TY CỔ PHẦN GIÁO DỤC HỌC HAY

Giấy phép kinh doanh số: 0315260428-001

Văn phòng: Lầu 3, 145 Lê Quang Định, phường 14, quận Bình Thạnh, thành phố Hồ Chí Minh.

Điện thoại: 0896 363 636

Email: lienhe@hochay.com - hochayco@gmail.com

Mạng xã hội HocHay - Giấy phép MXH số 61/GP-BTTTT ngày 19/02/2019