CHUYÊN đề DÒNG điện XOAY CHIỀU

Công thức tính khoảng thời gian đèn huỳnh quang sáng trong một chu kỳ Khi đặt hiệu điện thế = Uasin@t + @„ vào hai đầu bóng đèn, biết đèn chỉ sáng lên khi ¿ > U¡... Chú ý: Nếu phần tử

CHUYEN DE DONG DIEN XOAY CHIEU

| | Céng Thtrc Co Ban_ |

1 Biểu thức hiệu điện thế tức thời và dòng điện tức thời:

u = Upsin(@t + ©,y) và 7 = Iosin(@t + @;)

Với ( = 0„ — @; là độ lệch pha của # so với ¿, có 5 S985

2 Dòng điện xoay chiều ¿ = Iosin(2rft + @;)

* Mỗi giây đối chiều 2f lần

* Nếu pha ban đầu ; = 0 hoặc ọ; = œ thì chỉ giây đầu tiên đồi chiều 2f-I1 lần

3 Công thức tính khoảng thời gian đèn huỳnh quang sáng trong một chu kỳ

Khi đặt hiệu điện thế = Uasin(@t + @„) vào hai đầu bóng đèn, biết đèn chỉ sáng lên

khi ¿ > U¡

At _—" Với cosh =o (0< Ao < 7/2)

4 Dòng điện xoay chiêu trong đoạn mạch R,L,C

* Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R: z; cùng pha với ¿, (@ = (@„ — @¡ = 0)

I=— và 1, =—

U

Lưu ý: Điện trở R cho dòng điện không đổi đi qua và có [= R

* Doan mạch chỉ có cuộn thuần cảm L: ; nhanh pha hơn ¿ 1/2, (@ = 0 — @¡ = 7/2)

Z, va ?o Z, với Z4 = OL là cảm kháng Lưu ý: Cuộn thuần cảm L cho dòng điện không đôi đi qua hoàn toàn (không cản trở)

* Doan mach chi co tu dién C: uc cham pha hon i 7/2, (@ = @, — 0¡ = -7U2)

Lưu ý: Tụ điện C không cho dòng điện không đôi đi qua (cản trở hoàn toàn)

* Đoạn mạch RLC không phân nhánh

5 Công suất toả nhiệt trên đoạn mạch RLC: P = Ulcoso = PR

6 Hiéu dién thé = U¡ + Upsin(@t + @) được coI gồm một hiệu điện thế không đối U; và một hiệu điện thế xoay chiều u = Upsin(@t + @) dong thoi dat vao doan mach

7 Tần số dòng điện do máy phát điện xoay chiều một pha có P cặp cực, rôto quay với

_ pn van toc n vong/phut phat ra: / = eo tle

Từ thông gửi qua khung dây của máy phát điện ® = NBScos(at +) = Docos(wt + ~) V6i Dy = NBS là từ thông cực đại, N là số vòng dây, B là cảm ứng từ của từ trường, S

là diện tích của vòng dây, œ = 27tf

Suất điện động trong khung dây: e = @NSBsin(at + ~) = Epsin(wt + @)

Với Es = œNSB là suất điện động cực đại

§ Dòng điện xoay chiều ba pha

¬—- ế

Máy phát mặc hình tam giác: Uạ = U,

Tai tiéu thu mac hinh sao: Ig = 1,

Tải tiêu thụ mắc hình tam giác: lạ = x3],

Lưu ý: Ở máy phát và tải tiêu thụ thường chọn cách mắc tương ứng với nhau

Thuong xét: cos@ = | khi do AP = UV? R

Trong đó: P là cOng suat can truyén tải tới nơi tiêu thu

U là hiệu điện thê ở nơi cung câp

coso là hệ sô công suât của dây tải điện

R=p S là điện trở tông cộng của dây tai dién (/wu y: dan dién bang 2 day)

Độ giảm thế trên đường dây tải điện: AU =IR

P—AP

Hiệu suất tải điện: ? = 100%

L1 Đoạn mạch RLC có L thay đôi:

* Khi 4; = ` thì zm„„„„ “—T=E=—==C — Lưu ý: RK va L mác liên

* 2 MAR? +22 -Z, »

tiép nhau

12 Doan mach RLC co C thay đỗi:

* Khi C= thì Iua¿ = Ugwax; Pw¿¿ còn Uicv¡„ ưu ý: L và C mắc liên tiệp

* Với œ = œ¡ hoặc œ = @; thì I hoặc P hoặc Ủạ có cùng một giá trị thì lụ„„ hoặc

Pyax hoac Urmax khi w= Jao, => tần số f= Vih:

14 Hai đoạn mạch R;LC; và R;L¿C› cùng + hoặc cùng 7 có pha lệch nhau Ao

| _ IL Công Thức Giải Nhanh - Nâng Cao_ |

CHỦ ĐỀ 1.Tạo ra dòng điện xoay chiều bằng cách cho khung dây quay đều trong

từ trường, xác định suât điện động cảm ứng e(£)? Suy ra biểu thức cường độ dòng điện

it) và hiệu điện thé u(t):

Phương pháp:

I“Tìm biểu thức từ thông ®():

®(£) = VBS cos(œf) hay ®(£) = ®ạ cos(œ#f) với Bp = NBS

2 Tìm biểu thức của sđđ cảm ứng e(t):

l®(t e(t) = = ¬ ) =wVBSsin(u£) hay e(f) = Eosin(œf) với: hạ =œVBS

Aa + ` A ` om e(t)

3.Tìm biểu thức cưởng độ dòng điện qua Ÿ: ¿ = —P-

4.Tìm biểu thức hđt tức thời u(t): u(t) = e(t) suy ra Up = Ep hay U = EB

>

CHU DE 2.Doan mach RLC: cho biét i(t) = Jp sin(wt), viet biểu thức hiệu điện thế

u(t) Tim céng suat Pmach?

tgp = Pp - #, VỚI ¿2 là độ lệch pha của +! sO VỚI ¿

Công suât tiêu thụ của đoạn mạch:

lọ

Up Cách I: Dùng công thức: „VỚI LÍ = =~, Ï=——_—- ,COS/@=

Cách 2: Trong các phần tử điện, chỉ có điện trỏ 7? mới tiêu thụ điện năng dưới dạng tỏa

ur„ = Ùun sin(f — ý) VỚI: Vor = Ip.R

Hiệu điện thế hai đầu cuộn cảm 7 nhanh pha So với cđdđ:

up = Vor sin(wt —=ự+ 2) VỚI: Ly = lạ.Z†r

Hiệu điện thế hai đầu tụ điện Œ' chậm pha § so với cđdđ:

uc = Upc sin(wt — — 2): VỚI: Lgœ = lạ.Z@œ

Chú ý: Nếu phần tử điện nào bị đoản mạch hoặc không có trong đoạn mạch thì ta xem điện trỏ tương ứng băng 0

Nếu biết: ¡ = ïạ sin(wt+y,) va u = Up sin(wt +y,,) thì độ lệch pha: „/¿ = „— ý¡

CHỦ ĐỀ 4.Xác định độ lệch pha giữa hai hdt tức thời u¡ và v2 cua hai doan mach

khác nhau trên cùng một dòng điện xoay chiêu không phân nhánh? Cách vận dụng?

Phương pháp:

eCách 1:(Dùng đại số)

Độ lệch pha của +¡ so với ¿: | = ý — ý2

eCách 2:(Dùng giản đồ vectơ)

Ta có: U= Uy + Ug @ U =U, + U2 truc pha J

điện qua đoạn mạch cực đại, hiệu điện thê và cường độ dòng điện cùng pha, công suất

tiêu thụ trên đoạn mạch đạt cực đại

Ha y LŒu” = 1 = (x) Tmax mar —™ R = _

2.Hiệu điện thê cùng pha với cường độ dòng điện: Ẻ

Để ¿ và ¿ cùng pha: ¿ = 0 Uy

hay ay tgy fg¿ = ————— R = ()©> Z¡ — Zœ = (Ì ©› uÙ = —— L— Z¢ 2Œ 9 7 ‘ :

3.Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch cực đại: me

Ta c6: P = UI cosy , dé P = max + cosy = 1 -4

id Hệ qủa: 2.Do Zr, = Zo — Uy = Ue VỚI r = ~ỨCc = ->

\ ( nên Ủy = —ÙC + ti, = —tlC

CHỦ ĐỀ 6.Doan mach RLC, ghep thêm mot tu C’ :tim C7 để: cường độ dòng điện

qua doan mach cưc đai, hiêu điên thê và cường đô dòng điên cùng pha công suất tiêu thu

trên đoạn mạch đạt cực đại

oNêu C' nôi tiêp với C GO + Cr oj út ri h

CHU DE 7.Doan mach RLC: Cho biet Up U,, Uc: tim U va độ lệch pha ¥,,/;

Ta có: ứ = tr + ty + uợ c> =Ủp + Ủy + Ủc trục pha ï Up

Dua vao gian d6 vectd: tadude |U = Ue

ZL—Zc IZ,-1Ze Uy — Ức

Độ lệch pha: fg¿ = > ‘= "Tp ‘ Hay tgp =

CHU DE 8.Cuén day (RL) mac néi tiép véi tu C: cho biét hiéu dién thé U; ( cudn

day) va Uc Tim Unmach Va ¥

U? =Uƒ + Uễ — 2U\Uecos(ST— vi) Hay |U = VU + Uấ + 2U1Ùc sản ợạ

Véi: sin y, = €OS/1.Íg/2 =

CHU DE 9.Cho machRLC: Biét U,w, tim L, hayC, hay R dé cong suất tiêu thụ trên

U U RU?

Ta cé: =—=—————— 2` VRA(-22 Vậy: |Ï=———————r| R? + (2, - 2o (*)

1.Tìm L hay C để công suất tiêu thụ trên đoạn mạch cực đại:

Dể P = maz từ (*) 4 M = R? + (Z, — Ze)? = min ©> Z„ — Zc = Ô

LTìm L để hiệu thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm cực đại:

bas tah ne U.Z

Hiệu điện thê ở hai đâu cuộn cảm: Ly = Ï.Z¡ = = (*)

Zo A R?

Nên y = min khi x = -—— = —— nn >= 7-7 — T777”

y= men 2a l + Ze, 4a R? + Ze

eCach 3:( Dùng giản đồ vectơ)

sna sin# —ựy) cosy, Up

Hay: ay: Ủy= = cos —U —sina sina vay: Ur, = maa vậy:U Ũ Ue Tỉ

1

` + TT ` A

Từ đó: ựị + |¿u/¡| = = VI G1 < 0, Quy; > O nén: toy, = —cotgyys;; = ——

eCách 3:( Dùng giản đồ vectơ)

Ta c6: u= Ur, t+ Uc c> U= Ort + Ue (+) trục pha T, dat AOB = a Xét AOAB:

Zo Z,

hay

the’ L AL

CHU DE 11.Doan mach RLC: Cho biết U, R, L, C: tim f (hay w) dé Up, U;, hay Uc đạt giá trị cực đại?

2.Tìm ƒ ( hay ›) để hiệu thê hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm cực đại:

Hiệu điện thế ở hai đầu điện trỏ 7:

3.Tim ƒ ( hay ‹›) để hiệu thê hiệu dụng ở hai đầu tụ điện cực đại:

Hiệu điện thể ở hai đầu điện trỏ C:

CHỦ ĐỀ 12.Cho biết đồ thị ;(/) và (2), hoặc biết giản đồ vectơ hiệu điện thể: xác

định các đặt điểm của mạch điện?

Phương pháp:

1.Cho biét đồ thi i(t) va u(t): tim dé léch pha ọu/::

Gọi # 14 d6 léch pha vé thdi gian giita u va i ( Do bang

khoảng thời gian giữa hai cực đại liên tiếp của u va i)

e Lệch thời gian 7` ©› lệch pha 2z

Quy tac:

e[„ nằm ngang + phầntửR eỨ„ tháng đứng hướng lên + phầntửL e[¿ thẳng đứng hướng xuống «+ phầntứC

Biet U’: Tu công thức 7 = 77 Q= tại

Nếu cuộn dây (‡L) hoặc điện trỏ dìm trong chất lỏng: tìm Az9 U

2+ | E |

Ta có: Qua = Ít; Quy = CmAt® > At? = RI

CHỦ ĐỀ 14.Tác dụng hóa học của dòng điện xoay chiều: tính điện lượng chuyển qua bình điện phân theo một chiều? Tính thể tích khí Hiđrô và Oxy xuất hiện ở các điện

Trong thời gian đ£ ( bé): điện lượng qua bình điện phân: dq = idt = Jp sinwtdt

Trong 1 chu kỳ 7`: dòng điện chỉ qua bình điện phân trong + theo một chiều:

2.Tinh thé tich khi Hidré va Oxy xuất hiện ở các điện cực trong thdi gian t(s):

Cu 96500C giai phóng _ = 1g tudng ting 11, 2(/)H đktc

Vay ạC' :thể tích khí H: bu = Ta 2(1)

Vay 6 mdi dién cuc xuat hién hon hop khi véi thé tich v = vo +1

CHU DE 15 Tac dụng từ của dòng điện xoay chiều và tác dụng của từ trường lên

dòng điện xoay chiều?

Phương pháp:

I.Nam châm điện dùng dòng điện xoay chiêu ( tần số ƒ) đặt gân dây thép căng ngang

Xác định tân sô rung ƒ' của dây thép:

Trong một chu kỳ, dòng điện đổi chiều hai lần Do đó nam châm “i

hút hay nhả dây thép hai lần trong một chu kỳ Nên tần số đao CC OKC— TC

động của dây thép bằng hai lần tần sô của dòng điện: | ƒ' = 2ƒ

2.Day dan thang cang ngang mang dong dién xoay chiéu đặt trong từ trường có cảm

ứng từ ö không đổi ( vuông góc với dây): xác định tân sô rung của dây ƒ':

Từ trường không đổi ? tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện một 2

lực từ F = Bil( cé chiéu tuan theo quy tac ban tay trai ) _ 3

Vì Ƒ tỉ lệ với ¡ nên khi ¿ đổi chiều hai lần trong một chu kỳ

thì “ đổi chiều hai lần trong một chu kỳ, do đó dây rung hai lần _ 3s

trong một chu ky] f’ = f ` “TT

1.Trường hợp roto của mpả có p cặp cực, tần sô vòng là n:

Nếu n tính bang ( vong/s) thi: f = np

Thơng thường: máy cĩ k cuc ( bắc + nam) thì phần ứng cĩ k cuộn dây mắc nối tiếp

CHỦ ĐỀ 2 Nhà máy thủy điện: thác nước cao h, làm quay tuabin nước và roto của mpd Tim céng suat P cua may phat điện?

Phương pháp:

Gọi: Ưï là hiệu suât của tuabin nước;

Hy; là hiệu suất của máy phát điện;

m là khối lượng nước của thác nước trong thời gian í

Ss „ „ A, mgh m „ „

Cơng suât của thác nước: 1, = — = —— = pigh; vai p = T là lưu lượng nước ( tính

theo khối lượng)

Cơng suất của tuabin nước: Pp = HP,

Cơng suất của máy phát điện Py = Hy, Pr = Hy HP,

CHỦ ĐỀ 3 Mạch điện xoay chiều ba pha mắc theo sơ đồ hình Y: tìm cường độ dòng

trung hòa khi tải đôi xứng? Tính hiệu điện thê L7; ( theo L7„)? Tính 7; (các tải)

Tim U;: Ta co:

Ug = ƯA,Ay; = UA,aA¿; = UA,A, : — hiệu điện thê giữa hai dây pha

U, = Uayo = UA¿o = Vaso : hiệu điện thê giữa dây pha và dây trung hòa

Tà CỐ: E tAyA¿ tAyO + tOA¿ = tAyo — tA¿o + Ua, ay = Uayo — Uayo

Từ hình ta được: |Ư¿ = U„v3

Tìm Thi:

Up

Do hiệu điện thê của các tải băng nhau (,) nên: l¿¡ = 7

tải

Công suât tiêu thụ của môi tải: ; = „1, cosự¿ = †?,1?

CHỦ ĐỀ 4 Máy biến thé: cho Uj, 7¡: tìm L5, I>

2.Trường hợp các điện trở của cuộn sơ cấp và thứ cấp bằng 0, cuộn thứ cấp có tải:

a Trường hợp hiệu suất MBT ¡7ƒ = 1:

h

Ta có: h = Py c Ut; = Ups Hay: U, = 7, bay la = hx

b Trường hợp hiệu suất MBT là H: F-vaer

’ > '

3.Trường hợp các điện trở của cuộn sơ cấp và thứ cấp khác 0:

Cuộn sơ câp đóng vai tro nhu mot may phat: uy = ey + ryt, 9 ey = Uy — mt (4)

Cuộn sơ câp đóng vai trò như một máy thu: wz = e2 — rei2 > €2 = U2 + Prei2 (5)

Ta ceri > hay €I ¡ng bao, Ug (7)

aco el} €2i2 Nay % ip ke ?1 I Valo R

` +A oA” ae kh Thay (7) vào (6), thực hiện biên đối ta được: | tua = ly

k?(R + ra) + ry Ị

San xuat: Cường độ d.điện : J = 24 = ip Sw dung:

U> A I LA No A > 2] Uop I 1B Nop

— = = Điện trỏ : /?= ø—(Ì = AB Tm—=mahtaR

Đụ = UìAlA = U:Al:¿ Độ giảm thê : AUag = Uap — UaA = LR— Ppg = Uiplip = Uaplanp

Công suất hao phí : AP = Pa — Pg = RI?

CHỦ ĐỀ 6 Xác định hiệu suất truyền tải điện năng trên dây?

Xác định th ¡nh theo cöng sua öng suât: |?í = —— = —— P, P, = Ì — —Ị P

U UA— ÂU AU Xac dinh theo hdt: | = 7 = — = 1 “TT Ty TA )