on thi Vat li 12

Những chổ mà hiệu đường đi bằng một số nguyên lần bước sóng: d1 – d2 = nλ thì hai sóng thành phần cùng pha với nhau, biên độ của sóng tổng hợp ở đó có giá trị cực đại, dao động của môi t

Tài liệu ôn thi lí thuyết Vật lí TNTHPT-Trường THPT Hạ Lang-Cao Bằng

Chuyên đề: DAO ĐỘNG CƠ HỌC.

A LÝ THUYẾT.

I DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ

1 Dao động, dao động tuần hoàn, dao động điều hòa

+ Dao động là chuyển động có giới hạn trong không gian, lặp đi lặp lại nhiều lần quanh một vị trí cân bằng

+ Dao động tuần hoàn là dao động mà trạng thái chuyển động của vật được lặp lại như cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau

+ Dao động điều hòa là dao động được mô tả bằng một định luật dạng sin: x = Asin(ωt + ϕ) hoặc cosin: x = Acos(ωt + ϕ) Trong đó A, ω và ϕ là những hằng số

2 Tần số góc, chu kỳ, tần số và pha của dao động điều hoà

+ Tần số góc ω: là một đại lượng trung gian cho phép xác định chu kỳ, tần số của dao động ω =

Gia tốc của dao động điều hòa biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng ngược pha với li độ

Gia tốc của vật dao động điều hoà đạt giá trị cực đại amax = ω2A khi vật đi qua các vị trí biên (x =

± A)

4 Tính chất của lực làm vật dao động điều hoà

Lực làm vật dao động điều hoà tỉ lệ với độ dời tính từ vị trí cân bằng và luôn luôn hướng về vị trí cân bằng nên gọi là lực hồi phục

Trị đại số của lực hồi phục: F = - kx

Lực hồi phục đạt giá trị cực đại Fmax = kA khi vật đi qua các vị trí biên (x = ± A)

Lực hồi phục có giá trị cực tiểu Fmin = 0 khi vật đi qua vị trí cân bằng (x = 0)

5 Năng lượng trong dao động điều hoà

+ Trong quá trình dao động của con lắc lò xo luôn xẩy ra hiện tượng: khi động năng tăng thì thế năng giảm, khi động năng đạt giá trị cực đại bằng cơ năng thì thế năng đạt giá trị cực tiểu bằng 0 và ngược lại

+ Thế năng: Et =

2

1

kx2 = 2

1

k A2 cos 2(ωt + ϕ) + Động năng: Eđ =

2

1

kA2cos2(ωt + ϕ) ; với k = mω2

1

Tài liệu ôn thi lí thuyết Vật lí TNTHPT-Trường THPT Hạ Lang-Cao Bằng

+ Các vị trí (li độ) mà tại đó vận tốc bằng 0, vận tốc đạt giá trị cực đại, thế năng bằng động năng: v

= 0 khi x = ± A ; v = vmax khi x = 0 ; Et = Eđ khi x = ±

6 Các đặc trưng cơ bản của một dao động điều hoà

+ Biên độ A đặc trưng cho độ mạnh yếu của dao động điều hoà Biên độ càng lớn thì năng lượng của vật dao động điều hoà càng lớn Năng lượng của vật dao động điều hoà tỉ lệ với bình phương biên độ

+ Tần số góc ω đặc trưng cho sự biến thiên nhanh chậm của các trạng thái của dao động điều hoà Tần số góc của dao động càng lớn thì các trạng thái của dao động biến đổi càng nhanh

+ Pha ban đầu ϕ: để xác định trạng thái ban đầu của dao động, là đại lượng quan trọng khi tổng hợp dao động

II CON LẮC LÒ XO CON LẮC ĐƠN

+ Phương trình dao động: s = Sosin(ωt + ϕ) hoặc α = αo sin(ωt + ϕ); với α =

+ Khi lên cao gia tốc rơi tự do giảm nên chu kì tăng Chu kỳ tỉ lệ nghịch với căn bậc hai của gia tốc rơi tự do

+ Khi nhiệt độ tăng chiều dài tăng nên chu kì tăng Chu kì tỉ lệ thuận với căn bậc hai chiều dài con lắc

+ Chu kỳ của con lắc ở độ cao h so với mặt đất: Th = T

Tài liệu ôn thi lí thuyết Vật lí TNTHPT-Trường THPT Hạ Lang-Cao Bằng

'.1

α

α+

+ Dao động của con lắc lò xo và con lắc đơn dược coi là dao động tự do trong điều kiện không có

ma sát, không có sức cản môi trường và con lắc lò xo phải chuyển động trong giới hạn đàn hồi của

lò xo còn con lắc đơn thì chuyển động với li độ góc nhỏ (α≤ 10o)

III TỔNG HỢP CÁC DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ

+ Nếu một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số với các phương trình:

x1 = A1sin(ωt + ϕ1) và x2 = A2sin(ωt + ϕ2)Thì dao động tổng hợp sẽ là: x = x1 + x2 = Asin(ωt + ϕ) với A và ϕ được xác định bởi:

A2 = A1 + A2 + 2 A1A2 cos (ϕ2 - ϕ1)

tgϕ =

2 2 1 1

2 2 1 1

coscos

sinsin

ϕϕ

ϕϕ

A A

A A

++

Tổng hợp hai dao động điều hoà điều hoà cùng phương cùng tần số là một dao động điều hoàcùng phương, cùng tần số với các dao động thành phần

Biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp phụ thuộc vào biên độ và pha ban đầu của các dao động thành phần

+ Khi hai dđ thành phần cùng pha (ϕ2 - ϕ1 = 2kπ) thì dao động tổng hợp có biên độ cực đại: A = A1 + A2

+ Khi hai dđ thành phần ngược pha (ϕ2 - ϕ1 = (2k + 1)π) thì dđ tổng hợp có biên độ cực tiểu: A = |A1 - A2|

IV DAO ĐỘNG TẮT DẦN, DAO ĐỘNG CƯỞNG BỨC

1 Dao động tắt dần

+ Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian

+ Nguyên nhân: do ma sát, do lực cản môi trường mà cơ năng giảm nên biên độ giảm Ma sát càng lớn thì sự tắt dần càng nhanh

- Biên độ của dao động cưởng bức phụ thuộc vào biên độ của lực cưởng bức, vào lực cản trong hệ

và vào sự chênh lệch giữa tần số cưởng bức f và tần số riêng fo của hệ Biên độ của lực cưởng bức càng lớn, lực cản càng nhỏ và sự chênh lệch giữa f và fo càng ít thì biên độ của dao động cưởng bức càng lớn

3 Cộng hưởng

+ Sự cộng hưởng là hiện tượng biên độ của dao động cưởng bức tăng nhanh đến một giá trị cực đại khi tần số của lực cưởng bức bằng tần số riêng của hệ dao động (f = fo)

3

Tài liệu ôn thi lí thuyết Vật lí TNTHPT-Trường THPT Hạ Lang-Cao Bằng

+ Đặc điểm: khi lực cản trong hệ nhỏ thì cộng hưởng rỏ nét (cộng hưởng nhọn), khi lực cản trong

hệ lớn thì sự cộng hưởng không rỏ nét (cộng hưởng tù)

4 Sự tự dao động

Sự tự dao động là sự dao động được duy trì mà không cần tác dụng của ngoại lực Trong sự tự dao động thì tần số và biên độ dao động vẫn giữ nguyên như khi hệ dao động tự do

B.Các dạng bài tập.

Dạng 1: Đại cương về dao động điều hòa

1.Phương trình dao động: x = Asin(ωt + ϕ)

hoặc x = ACos(ωt + ϕ)Trong đó x: li độ

A: biên độ

ω: tần số góc (rad/s)

ωt + ϕ : pha dao động

ϕ : pha ban đầu (rad)1) Chu kỳ, tần số:

2) a Chu kỳ dao động điều hòa: T = 2π

ω

b Tần số f = 1

T = 2

ωπ

3) Vận tốc, gia tốc:

Hàm sin

+ Vận tốc: v = Aωcos(ωt + ϕ)

• vmax = Aω khi x = 0 (tại VTCB)

• v = 0 khi x = ± A (tại vị trí biên)

+ Gia tốc: a = – ω2Asin(ωt + ϕ) = – ω2x

• amax = ω2A khi x = ± A (tại vị trí

biên)

• a = 0 khi x = 0 (tại VTCB)

Hàm cos+Vận tốc: v = -Aωsin(ωt + ϕ)

• vmax = Aω khi x = 0 (tại VTCB)

• v = 0 khi x = ± A (tại vị trí biên)+Gia tốc: a = – ω2Acos(ωt + ϕ)

v

ω

5)Các hệ quả:

+ Quỹ đạo dao động điều hòa là 2A

+ Thời gian ngắn nhất để đi từ biên này đến biên kia là T

2+ Thời gian ngắn nhất để đi từ VTCB ra VT biên hoặc ngược lại là T

4+ Quãng đường vật đi được trong một chu kỳ là 4A

Dạng 2: Tính chu kì con lắc lò xo theo đặc tính cấu tạo.

1)Công thức tính tần số góc, chu kì và tần số dao động của con lắc lò xo:

+ Tần số góc: ω = k

m+ Chu kỳ: T = 2π m

k+ Tần số: f =

Tài liệu ôn thi lí thuyết Vật lí TNTHPT-Trường THPT Hạ Lang-Cao Bằng

Gọi T1 và T2 là chu kì của con lắc lò xo khi vật nặng m lần lượt mắc vào lò xo k1 và lò xo k2

Độ cứng tương đương và chu kì của con lắc khi mắc phối hợp hai lò xo k1 và k2:

a- Khi k1 nối tiếp k2 thì

 Chú ý : độ cứng của lò xo tỉ lệ nghịch với chiều dài tự nhiên của nó

Dạng 3: Chiều dài lò xo.

1) Con lắc lò xo thẳng đứng:

+ Gọi lo :chiều dài tự nhiên của lò xo

∆lo : độ dãn của lò xo ở vị trí cân bằng: ∆lo = mg

k+ Chiều dài lò xo ở VTCB: lcb = lo + ∆lo

+ Chiều dài của lò xo khi vật ở li độ x:

l = lcb + x khi chiều dương hướng xuống

l = lcb – x khi chiều dương hướng lên

+ Chiều dài cực đại của lò xo: lmax = lcb + A

+ Chiều dài cực tiểu của lò xo: lmin = lcb – A

⇒ hệ quả:

max min cb

max min

2A

2) Con lắc nằm ngang:

Sử dụng các công thức về chiều dài của con lắc lò xo thẳng đứng nhưng với ∆lo = 0

Dạng 4: Lực đàn hồi của lò xo

1) Con lắc lò xo thẳng đứng:

a- Lực đàn hồi do lò xo tác dụng lên vật ở nơi có li độ x:

Fđh = k∆lo + x  khi chọn chiều dương hướng xuốnghay Fđh = k∆lo – x  khi chọn chiều dương hướng lên

b- Lực đàn hồi cực đại: Fđh max = k(∆lo + A)

c- Lực đàn hồi cực tiểu:

Fđh min = 0 khi A ≥∆lo (vật ở VT lò xo có chiều dài tự nhiên)

Fđh min = k(∆lo - A) khi A < ∆lo (vật ở VT lò xo có chiều dài cực tiểu)

2) Con lắc nằm ngang:

Sử dụng các công thức về lực đàn hồi của con lắc lò xo thẳng đứng nhưng với ∆lo = 0

Dạng 5: Năng lượng dao động của con lắc lò xo

• Thế năng: Et = 1

2kx2

5

O (VTCB) x

b

∆ lo

Tài liệu ôn thi lí thuyết Vật lí TNTHPT-Trường THPT Hạ Lang-Cao Bằng

Dạng 6: Viết phương trình dao động điều hòa

+ Tìm ω

+ Tìm A: sử dụng công thức A2 = x2 + v22

ω hoặc các công thức khác.

+ Tìm ϕ: Từ điều kiện kích thích ban đầu: t = 0, o

 , giải phương trình lượng giác để tìm ϕ.

Chú ý: nếu v > 0 thì nhận giá trị ϕ nhỏ

nếu v < 0 thì nhận giá trị ϕ lớn

Một số trường hợp đặc biệt của ϕ theo hàm sin và hàm cos:

Dạng 7: Tính thời gian để vật chuyển động từ vị trí x 1 đến x 2 :

B 1 : Vẽ đường tròn tâm O, bán kính A vẽ trục Ox thẳng đứng hướng lên

và trục ∆ vuông góc với Ox tại O

B 2 : xác định vị trí tương ứng của vật chuyển động tròn đều.

Nếu vật dao động điều hòa chuyển động cùng chiều dương thì chọn vị

trí của vật chuyển động tròn đều ở bên phải trục Ox

Nếu vật dao động điều hòa chuyển động ngược chiều dương thì chọn

vị trí của vật chuyển động tròn đều ở bên trái trục Ox

B 3 : Xác định góc quét

Giả sử: Khi vật dao động điều hòa ở x1 thì vật chuyển động tròn đều ở M

Khi vật dao động điều hòa ở x2 thì vật chuyển động tròn đều ở NGóc quét là ϕ = ·MON (theo chiều ngược kim đồng hồ)

Sử dụng các kiến thức hình học để tìm giá trị của ϕ (rad)

B 4 : Xác định thời gian chuyển động

t= ϕ

ω với ω là tần số gốc của dao động điều hòa (rad/s)

Chú ý: Thời gian ngắn nhất để vật đi

+ từ x = 0 đến x = A/2 (hoặc ngược lại) là T/12

+ từ x = 0 đến x = - A/2 (hoặc ngược lại) là T/12

+ từ x = A/2 đến x = A (hoặc ngược lại) là T/6

ϕ

Tài liệu ôn thi lí thuyết Vật lí TNTHPT-Trường THPT Hạ Lang-Cao Bằng

+ từ x = - A/2 đến x = - A (hoặc ngược lại) là T/6

Dạng 8: Tính quãng đường vật đi được từ thời điểm t 1 đến t 2 :

B 1 : Xác định trạng thái chuyển động của vật tại thời điểm t1 và t2.

Ở thời điểm t1: x1 = ?; v1 > 0 hay v1 < 0

Ở thời điểm t2: x2 = ?; v2 > 0 hay v2 < 0

B 2 : Tính quãng đường

a- Quãng đường vật đi được từ thời điểm t1 đến khi qua vị trí x1 lần cuối cùng trong khoảng thời gian từ t1 đến t2:

→ mô tả bằng hình vẽ

+dựa vào hình vẽ để tính S2

c- Vậy quãng đường vật đi từ thời điểm t1 đến t2 là: S = S1 + S2

Dạng 9: Tính vận tốc trung bình

+ Xác định thời gian chuyển động (có thể áp dụng dạng 6)

+ Xác định quãng đường đi được (có thể áp dụng dạng 7)

+ Tính vận tốc trung bình: v S

t

=

Dạng 10: Chu kì con lắc đơn

1) Công thức tính tần số góc, chu kì và tần số dao động của con lắc đơn:

+ Tần số góc: ω =

lg

2) Chu kỳ dao động điều hòa của con lắc đơn khi thay đổi chiều dài:

Gọi T1 và T2 là chu kì của con lắc có chiều dài l1 và l2

+ Con lắc có chiều dài là l l= +1 l thì chu kì dao động là: T2 2 = T + 12 2

 ⇒ nhiệt độ tăng thì chu kì tăng và ngược lại

Trong đó: α là hệ số nở dài (K-1)

T là chu kì của con lắc ở nhiệt độ to.T’ là chu kì của con lắc ở nhiệt độ to’

4) Chu kì con lắc đơn thay đổi theo độ cao so với mặt đất:

T h

∆ = với ∆T = T’ – T ⇒ T’ luôn lớn hơn T

7

Tài liệu ơn thi lí thuyết Vật lí TNTHPT-Trường THPT Hạ Lang-Cao Bằng

Trong đó: T là chu kì của con lắc ở mặt đất

T’ là chu kì của con lắc ở đợ cao h so với mặt đất

R là bán kính Trái Đất R = 6400km

5) Thời gian chạy nhanh, chậm của đờng hờ quả lắc trong khoảng thời gian τ:

∆T = T’ – T > 0 : đờng đờ chạy chậm

∆T = T’ – T < 0 : đờng hờ chạy nhanh

Khoảng thời gian nhanh, chậm: ∆t = τ ∆TT

Trong đó: T là chu kì của đờng hờ quả lắc khi chạy đúng, T = 2s.

τ là khoảng thời gian đang xét

6) Chu kỳ dao đợng điều hòa của con lắc đơn khi chịu thêm tác dụng của ngoại lực khơng đởi: T’ =

với Fr: ngoại lực khơng đởi tác dụng lên con lắc

 Sử dụng các cơng thức cợng vectơ để tìm g’

+ Nếu Fr có phương nằm ngang ( Fr ⊥ gr) thì g’2 = g2 +

2Fm

m ⇒ g’ < g

+ Nếu Fr thẳng đứng hướng xuớng ( Fr ↑↑ gr) thì g’ = g + F

m ⇒ g’ > g

 Các dạng ngoại lực:

+ Lực điện trường: Fr= qEr ⇒ F = q.E

Nếu q > 0 thì Frcùng phương, cùng chiều với Er

Nếu q < 0 thì Fr cùng phương, ngược chiều với Er

+ Lực quán tính: Fr= – mar ⇒ F ngược chiều aF ma=



Chú ý: chuyển đợng thẳng nhanh dần đều ⇔ a cùng chiều với r rv

chuyển đợng thẳng chậm dần đều ⇔ a ngược chiều với r vr

Dạng 11: Năng lượng, vận tớc và lực căng dây của con lắc đơn

1) Năng lượng dao đợng của con lắc đơn:

+ Thế năng: Et = 1

2mgl α2+ Đợng năng : Eđ = 1

2mv2

+ Năng lượng dao đợng: E = Et + Eđ = 1

2mgl

2 o

T = mg(3cosα− 2cosαo)

Dạng 12: Tởng hợp dao đợng

8

Tài liệu ôn thi lí thuyết Vật lí TNTHPT-Trường THPT Hạ Lang-Cao Bằng

 Độ lệch pha giữa hai dao động cùng tần số: x1 = A1sin(ωt + ϕ1) và x2 = A2sin(ωt + ϕ2)

+ Độ lệch pha giữa dao động x1 so với x2: ∆ϕ = ϕ1 − ϕ2

Nếu ∆ϕ > 0 ⇔ϕ1 > ϕ2 thì x1 nhanh pha hơn x2.

Nếu ∆ϕ < 0 ⇔ϕ1 < ϕ2 thì x1 chậm pha hơn x2.

+ Các giá trị đặc biệt của độ lệch pha:

∆ϕ = 2kπ với k ∈ Z → hai dao động cùng pha

∆ϕ = (2k+1)π với k ∈ Z → hai dao động ngược pha

∆ϕ = (2k + 1) 2π với k ∈ Z → hai dao động ngược pha

 Dao động tổng hợp: x = Asin(ωt + ϕ)

+ Biên độ dao động tổng hợp: A2 = A + 12 2

2

A + 2A1A2cos(ϕ2 – ϕ1)Chú ý: A1 – A2≤ A ≤ A1 + A2

Amax = A1 + A2 khi x1 cùng pha với x2Amin = A1 – A2 khi x1 ngược pha với x2

A sin A sintg

+ Sóng cơ học là những dao động cơ học lan truyền theo thời gian trong môi trường vật chất.

+ Khi sóng cơ truyền đi chỉ có pha dao động của các phần tử vật chất lan truyền còn các phần tử vật chất thì dao động xung quanh vị trí cân bằng cố định

+ Sóng dọc là sóng có phương dao động trùng với phương truyền sóng Ví dụ: sóng âm, sóng trên một lò xo

+ Sóng ngang là sóng có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng Ví dụ: sóng trên mặt nước, sóng trên sợi dây cao su

+ Chu kỳ sóng T: là chu kỳ dao động chung của các phần tử vật chất nơi sóng truyền qua

+ Tần số f: là đại lượng nghịch đảo của chu kỳ sóng

+ Biên độ của sóng A: là biên độ dao động của phần tử vật chất nơi sóng truyền qua

+ Vận tốc truyền sóng: là vận tốc truyền pha dao động

+ Bước sóng λ: là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao động cùng pha với nhau Bước sóng cũng là quảng đường sóng lan truyền trong một chu kỳ

+ Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà dao động ngược pha là

2

λ

.+ Liên hệ giữabước sóng, vận tốc, chu kì và tần số của sóng:

9

Tài liệu ôn thi lí thuyết Vật lí TNTHPT-Trường THPT Hạ Lang-Cao Bằng

Nếu bỏ qua mất mát năng lượng trong quá trình truyền sóng thì biên độ sóng tại A và tại M bằng nhau (aA = aM = a)

II SÓNG ÂM

1 Sóng âm, sóng hạ âm, sóng siêu âm

+ Sóng âm là những sóng cơ học dọc truyền trong môi trường vật chất, có tần số từ 16Hz đến 20000Hz và gây ra cảm giác âm trong tai con người

+ Những sóng cơ học tần số nhỏ hơn 16Hz gọi là sóng hạ âm

+ Những sóng cơ học tần số lớn hơn 20000Hz gọi là sóng siêu âm

+ Sóng âm, sóng hạ âm, sóng siêu âm đều là những sóng cơ học lan truyền trong môi trường vật chất nhưng chúng có tần số khác nhau và tai người chỉ cảm thụ được sóng âm chứ không cảm thụ được sóng hạ âm và sóng siêu âm

2 Môi trường truyền âm và vận tốc âm

Sóng âm truyền được trong cả ba môi trường rắn, lỏng và khí nhưng không truyền được trong chân không

Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ của môi trường và nhiệt độ của môi trường

Nói chung vận tốc âm trong chất rắn lớn hơn trong chất lỏng và trong chất lỏng lớn hơn trong chất khí

Khi âm truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì vận tốc truyền âm thay đổi, bước sóng của sóng âm thay đổi còn tần số của âm thì không thay đổi

Các vật liệu như bông, nhung, tấm xốp có tính đàn hồi kém nên truyền âm kém, chúng được dùng làm vật liệu cách âm

3 Năng lượng của âm

+ Sóng âm mang năng lượng tỉ lệ với bình phương biên độ sóng

+ Cường độ của âm là lượng năng lượng được sóng âm truyền trong một đơn vị thời gian qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phuơng truyền âm Đơn vị cường độ âm là W/m2

+ Mức cường độ âm L là lôga thập phân của thương số giữa cường độ âm I và cường độ âm chuẩn Io:

L = lg

o I

I

.Đơn vị của mức cường độ âm là ben (B), trong thực tế người ta thường dùng ước số của ben là đềxiben (dB): 1B = 10 dB

4 Các đặc tính vật lý và sinh lý của sóng âm

Đặc tính vật lí của sóng âm giống các sóng cơ học khác

Đặc tính sinh lí của sóng âm phụ thuộc cấu tạo của tai con người

+ Độ cao của âm: phụ vào tần số của âm Âm cao (hoặc thanh) có tần số lớn, âm thấp (hoặc trầm)

có tần số nhỏ

+ Âm sắc: Sóng âm do một người hay một nhạc cụ phát ra là tổng hợp của nhiều sóng âm phát ra cùng một lúc Các sóng này có tần số là f, 2f, 3f, … Âm có tần số f gọi là hoạ âm cơ bản, các âm có tần số 2f, 3f, … gọi là các hoạ âm thứ 2, thứ 3, … Đường biểu diễn của dao động âm tổng hợp không phải là một đường hình sin mà là một đường phức tạp có tính chất tuần hoàn, mỗi dạng đường biểu diễn ứng với một âm sắc nhất định mà tai người có thể phân biệt được

Âm sắc phụ thuộc vào tần số và biên độ của các hoạ âm

+ Độ to của âm: tai người chỉ có cảm giác về âm khi cường độ của âm lớn hơn một giá trị tối thiểu gọi là ngưỡng nghe

Ngưỡng nghe thay đổi tuỳ theo tần số của âm

Cảm giác to nhỏ của âm phụ thuộc cường độ và tần số của âm

Khi cường độ âm lên tới 10W/m2 đối với mọi tần số thì tất cả các âm đều gây cảm giác đau đớn trong tai, giá trị đó gọi là ngưỡng đau

Miền giữa ngưỡng nghe và ngưỡng đau gọi là miền nghe được

+ Nhạc âm, tạp âm

Những âm có tần số hoàn toàn xác định, nghe êm tai như tiếng đàn, tiếng hát gọi là nhạc âm

10

Tài liệu ôn thi lí thuyết Vật lí TNTHPT-Trường THPT Hạ Lang-Cao Bằng

Những âm không có tần số nhất định nghe khó chịu như tiếng máy nổ, tiếng chân đi, tiếng búa

gỏ được gọi là tạp âm

5 Nguồn âm, hộp cộng hưởng

+ Các vật dao động tạo ra sóng âm trong môi trường xung quanh gọi là các vật phát dao động âm hay nguồn âm

+ Hộp cộng hưởng là một vật rổng, có khả năng cộng hưởng với nhiều tần số khác nhau và tăng cường những âm có tần số đó

+ Với các loại đàn dây thì dây đàn là nguồn âm còn hộp đàn là hộp cộng hưởng

III GIAO THOA SÓNG SÓNG DỪNG

1 Nguồn kết hợp, sóng kết hợp, Sự giao thoa của sóng kết hợp.

+ Hai nguồn dao động cùng tần số, cùng pha hoặc có độ lệch pha không đổi theo thời gian gọi là hai nguồn kết hợp

+ Hai sóng có cùng tần số, cùng pha hoặc có độ lệch pha không đổi theo thời gian gọi là hai sóng kết hợp

+ Giao thoa là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng kết hợp trong không gian, trong đó có những chổ

cố định mà biên độ sóng được tăng cường hoặc bị giảm bớt

Khi hai sóng kết hợp gặp nhau

Tại những chổ mà chúng cùng pha, chúng sẽ tăng cường nhau, biên độ dao động tổng hợp đạt cực đại

Tại những chổ mà chúng ngược pha, chúng sẽ triệt tiêu nhau, biên độ dao động tổng hợp có giá trị cực tiểu

Những chổ mà hiệu đường đi bằng một số nguyên lần bước sóng: d1 – d2 = nλ thì hai sóng thành phần cùng pha với nhau, biên độ của sóng tổng hợp ở đó có giá trị cực đại, dao động của môi trường ở đây là mạnh nhất

Những chổ mà hiệu đường đi bằng một số lẻ nữa bước sóng: d1 – d2 = (2n + 1)

2

λ

, thì hai sóng thành phần ngược pha nhau, biên độ của sóng tổng hợp ở đó có giá trị cực tiểu, dao động của môi trường ở đây là yếu nhất

Tại những điểm khác thì biên độ sóng có giá trị trung gian

2 Sóng dừng

+ Sóng dừng là sóng có các nút và các bụng cố định trong không gian

+ Sóng dừng có được là do sự giao thoa của sóng tới và sóng phản xạ cùng phát ra từ một nguồn.

Để có sóng dừng trên sợi dây với hai nút ở hai đầu (hai đầu cố định) thì chiều dài của sợi dây phải bằng một số nguyên lần nữa bước sóng

+ Đặc điểm của sóng dừng

Biên độ dao động của phần tử vật chất ở mỗi điểm không đổi theo thời gian

Không truyền tải năng lượng

Khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liền kề là

2

λ

.Khoảng cách giữa nút và bụng liền kề là

4

λ

+ Xác định bước sóng, vận tốc truyền sóng nhờ sóng dừng

Đo khoảng cách giữa hai nút sóng ta suy ra bước sóng λ Khoảng cách giữa hai nút sóng là

2

λ

.Vận tốc truyền sóng: v = λf =

Tài liệu ôn thi lí thuyết Vật lí TNTHPT-Trường THPT Hạ Lang-Cao Bằng

Đáp số: v = 0,7m/s

Bài tập mẫu 1.2:

Dây cao su AB căng ngang rất dài, đầu A dao động với phương trình

uA = a cos5πt (cm, s) Vận tốc truyền sóng trên AB là 0,1 m/s Xác định trên AB kể từ A hai vị trí

liên tiếp dao động:

a Cùng pha với A

b Ngược pha với A

c Có pha vuông góc với A

Đáp số: a 4 cm, 8cm; b 2cm, 6cm; c 1cm, 3cm

Dạng 2: Hiện tượng giao thoa sóng

- Chọn điều kiện để phương trình của hai nguồn sóng kết hợp:

us1= us2 = a cos tω

- Suy ra phương trình sóng tổng hợp tại M:

- Xác định số hypecbol biểu diễn những điểm dao động cực đại, những điểm đứng yên

Tính số điểm dao động cực đại, số điểm đứng yên trên S1S2 Suy ra số hypecbol biểu diễn những điểm dao động cực đại, những điểm đứng yên

+ Số điểm dao động cực đại trên S1S2 nghiệm đúng:

Tài liệu ôn thi lí thuyết Vật lí TNTHPT-Trường THPT Hạ Lang-Cao Bằng

S S n S S

n 〈 ⇒ 〈 (1) n n∈ .

Số điểm dao động cực đại trên S1S2: No = 2n + 1

Từ (1) suy ra số điểm đứng yên trên S1S2: N, =2n hoặc N =2(n+1).,

a Số điểm dao động với biên độ cực đại

b Số điểm đứng yên

Đáp số: a 5 điểm; b 4 điểm

Dạng 3 Hiện tượng sóng dừng.

- Lập phương trình sóng tại M cách đầu cán B một khoảng BM = d

+ Phân biệt B cố định hay tự do

+ Chọn phương trình sóng tới và sóng phản xạ tại B

+ B tự do ⇒ Biên độ tại M: A = 2a

λ

πd

2cos ; B là bụng.

- Điều kiện để có sóng dừng trên dây đàn hồi AB

a Tìm vận tốc truyền sóng trên AB

b Muốn trên AB có sóng dừng với 2 bó sóng thì tần số dao động của bản rung phải bằng bào nhiêu?

Đáp số: a v = 25m/s; b f = 25 Hz

Bài tập mẫu 3.2:

Treo dây đàn hồi AB dài 32 cm vào A, đầu B tự do A dao động theo phương vuông góc với AB với tần số 25 Hz Vận tốc truyền sóng trên AB là 4 m/s

a Trên AB có sóng dừng không? Vì sao?

b Nếu dây AB dài 28 cm, tìm số nút và số bụng trên AB

Đáp số: a không có sóng dừng ; b 4 bụng và 4 nút kể cả nút A

Dạng 4: Tính các đại lượng đặc trưng của sóng âm.

13

Tài liệu ôn thi lí thuyết Vật lí TNTHPT-Trường THPT Hạ Lang-Cao Bằng

- Vận tốc truyền âm phụ thuộc nhiệt độ v = vo 1+αt

vo: vận tốc truyền âm trong không khí ở 0oC; ( )

- Tần số của âm được xác định theo vận tốc và bước sóng

- Cường độ âm là năng lượng sóng âm truyền qua 1 diện tích vuông góc với phương truyền âm trong một đơn vị thời gian

- IA = EA/SA Trong đó EA: là năng lượng sóng âm, truyền vuông góc với diện tích SA tại điểm A trong 1s

- Mức cường độ âm : LA = lg

Io

I

Trong đó: I0 là cường độ âm chuẩn

- Công suất phát âm của nguồn: P =

t

S

I

* Chú ý: - Đơn vị mức cường độ âm là B hoặc dB

- Đơn vị cường độ âm là: W/m2

Bài tập mẫu 4.1:

Một người áp tai vào đường ray xe hoả nghe tiếng búa gõ vào đường ray cách đó 1Km Sau 2,83s người đó nghe tiếng búa ngõ truyền qua không khí Tính vận tốc truyền âm trong thép làm đường ray, cho biết vận tốc truyền âm trong không khí là 330 m/s

Đáp số: v = 4992 m/s

Bài tập mẫu 4.2:

Một nguồn âm S phát ra âm có tấn số xác định Năng lượng âm truyền đi phân phối đều trên mặt sóng cầu tâm S bán kính d Bỏ qua sự phản xạ sóng âm trên mặt đất và các vật cản Một quan sát viên ở xa S một đoạn d để nghe âm đó

a Tai quan sát viên luân luân tiếp xúc với diện tích S không đổi của mặt sóng Tính công suất âm nhân được bởi tai quan sát viên

b Tại B cách nguồn âm S 100m, mức cường độ âm là 20 dB Xác định vị trí C để tại đó quan sát viên bắt đầu không nghe âm phát ra từ S

Đáp số: a P = 2

4 d

P S

ids1392047214.doc năm 2010- Lục Thị Bích - Trường THPT Hạ Lang – Cao Bằng

Chuyên đề: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

A.LÝ THUYẾT

I.DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU.

1.Khái niệm dòng điện xoay chiều

 Tần số

1

( )2

T

ωπ

= =

 Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều

-Định tính: dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ

+Với N,B,S ω là các đại lượng không đổi

=> Vậy suất điện động trong khung biến thiên điều hòa với tần số góc ω.

 Giá trị hiệu dụng

0 ; 0 ; 0

I = U = E= I0, U0, E0: là các giá trị cực đại.

2 Hiệu điện thế xoay chiều, cường độ dòng điện xoay chiều

Nếu i = Iosinωt thì u = Uosin(ωt + ϕ)

Nếu u = Uosinωt thì i = Iosin(ωt - ϕ)

L

ω

3 Lý do sử dụng các giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều

+ Với dòng điện xoay chiều ta khó xác định các giá trị tức thời của i và u vì chúng biến thiên rất nhanh, cũng không thể lấy giá trị trung bình của chúng vì trong một chu kỳ, giá trị đó bằng 0 + Khi sử dụng dòng điện xoay chiều, ta cần quan tâm tới không phải là tác dụng tức thời của nó ở từng thời điểm mà là tác dụng của nó trong một thời gian dài

+ Tác dụng nhiệt của dòng điện tỉ lệ với bình phương của cường độ dòng điện nên không phụ thuộc vào chiều dòng điện

+ Ampe kế và vôn kế đo cường độ dòng điện và hiệu điện thế xoay chiều dựa vào tác dụng nhiệt của dòng điện nên gọi là ampe kế nhiệt và vôn kế nhiệt, số chỉ của chúng là cường độ hiệu dụng và hiệu điện thế hiệu dụng của dòng điện xoay chiều

ids1392047214.doc năm 2010- Lục Thị Bích - Trường THPT Hạ Lang – Cao Bằng

4.Các loại mạch điện xoay chiều

 Đoạn mạch chỉ chứa điện trở thuần

-Nếu:u R =U0Rcosωt V( )⇒ =i R I0Rcosωt A( )

-Dòng điện và điện áp giữa hai đầu R cùng pha nhau

-Biểu thức định luật Ohm: 0

-Giảng đồ vecto quay Fresnen

 Đoạn mạch chỉ chứa tụ điện

-Giảng đồ vector quay Fresnen

 Đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảm thuần

-Giảng đồ vector quay Fresnen

 Đoạn mạch RLC nối tiếp

-Sơ đồ mạch điện

-Nếu cho biểu thức u U= 0cosωt V( )⇒ =i I0cos(ω ϕt− )( )A

-Nếu cho biểu thức i I= 0cos( )( )ωt A ⇒ =u U0cos(ω ϕt+ )( )V

-Dung kháng của đoạn mạch 1 1 ( )

2

C Z

ids1392047214.doc năm 2010- Lục Thị Bích - Trường THPT Hạ Lang – Cao Bằng

• Nếu ZL > ZC : thì ϕ >0, mạch có tính cảm kháng, u nhanh pha hơn i góc ϕ.

• Nếu ZL < ZC : thì ϕ <0, mạch có tính dung kháng, u chậm pha hơn i góc ϕ.

• Nếu ZL = ZC : thì ϕ =0, u cùng pha i, khi đó max

 Hiện tượng cộng hưởng điện

-Điều kiện để có cộng hưởng điện xảy ra:

-Hệ quả của hiện tượng cộng hưởng điện

• Zmin = R => Imax = U/R

-Mạch RLC nối tiếp công suất tiêu thụ trong mạch là công suất tiêu thụ trên điện trở R

*Ý nghĩa hệ số công suất

Hệ số công suất: cosϕ =

2

π

: Mạch chỉ có L, hoặc chỉ có C, hoặc có cả L và C mà không có R thì P = Pmin = 0

-Để nâng cao hệ số công suất của mạch bằng cách mắc thêm vào mạch cuộn cảm hoặc tụ điện thích hợp sao cho cảm kháng và dung kháng của mạch xấp xĩ bằng nhau để cosϕ≈ 1

-Đối với các động cơ điện, tủ lạnh, … nâng cao hệ số công suất cosϕ để giảm cường độ dòng điện

 Điều kiện để có công suất cực đại

ids1392047214.doc năm 2010- Lục Thị Bích - Trường THPT Hạ Lang – Cao Bằng

-Nếu L,C,ω=const, R thay đổi

II MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỘNG CƠ ĐIỆN

1 Máy phát điện xoay chiều 1 pha

+ Nguyên tắc hoạt động

Dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ: khi từ thông qua một khung dây biến thiên điều hòa, thì trong khung dây xuất hiện một suất điện động cảm ứng biến thiên điều hòa

+ Cấu tạo

Phần cảm là bộ phận tạo ra từ trường: nam châm vĩnh cữu hay nam châm điện

Phần ứng là bộ phận tạo ra suất điện động: cuộn dây

Trong hai phần: phần cảm và phần ứng, có một phần quay gọi là rôto, phần đứng yên gọi là stato

Để đưa dòng điện vào rôto (nếu rôto là nam châm điện) hoặc lấy dòng điện ra từ rôto (nếu rôto là phần ứng), người ta phải dùng bộ góp Bộ góp gồm hai vành khuyên và hai chổi quét

Hai vành khuyên nối với hai đầu của khung dây quay và cùng quay với khung dây

Hai chổi quét cố định tì trên hai vành khuyên để lấy điện ra từ khung dây (nếu rôto là phần ứng) hoặc đưa điện vào khung dây (nếu rôto là nam châm điện)

Cấu tạo trong kỷ thuật: phần cảm và phần ứng gồm nhiều cuộn dây, mỗi cuộn dây gồm nhiều vòng dây, các cuộn dây trong từng phần được mắc nối tiếp với nhau và được quấn trên các lỏi thép

kỷ thuật điện Các lỏi thép được ghép bằng nhiều lá thép mỏng cách điện với nhau để chống dòng điện Fucô

+ Tần số của dòng điện xoay chiều

Nếu máy phát có 1 cuộn dây và 1 nam châm (gọi là một cặp cực), rôto quay n vòng trong 1 giây thì tần số của dòng điện là f = n

Nếu máy có p cặp cực và rô to quay n vòng trong 1 giây thì f = np

Nếu máy có p cặp cực và rô to quay n vòng trong 1 phút thì f =

60

n

p

2 Dòng điện xoay chiều ba pha

Dòng điện xoay chiều 3 pha là một hệ thống gồm 3 dòng điện xoay chiều một pha có cùng biên

độ, cùng tần số, nhưng lệch nhau về pha là

3 Cấu tạo và hoạt động của máy phát điện xoay chiều 3 pha

+ Cấu tạo: gồm 2 phần

Stato gồm 3 cuộn dây giống nhau bố trí lệch nhau 120o trên một giá tròn

Rôto là một nam châm vỉnh cửu hoặc nam châm điện quay quanh một trục

ids1392047214.doc năm 2010- Lục Thị Bích - Trường THPT Hạ Lang – Cao Bằng + Mắc hình sao

Ba điểm đầu của ba cuộn dây được nối với 3 mạch ngoài bằng 3 dây dẫn, gọi là dây pha Ba điểm cuối nối chung với nhau trước rồi nối với 3 mạch ngoài bằng một dây dẫn gọi là dây trung hòa

Nếu tải tiêu thụ cũng được nối hình sao và tải đối xứng (3 tải giống nhau) thì cường độ dòng điện trong dây trung hòa bằng 0

Nếu tải không đối xứng (3 tải không giống nhau) thì cường độ dòng điện trong dây trung hoà khác 0 nhưng nhỏ hơn nhiều so với cường độ dòng điện trong các dây pha

Khi mắc hình sao ta có: Ud = 3 Up (Ud là hiệu điện thế giữa hai dây pha, Up là hiệu điện thế giữa dây pha và dây trung hoà)

Mạng điện gia đình sử dụng một pha của mạng điện 3 pha: Nó có một dây nóng và một dây nguội

+ Mắc hình tam giác

Điểm cuối cuộn này nối với điểm đầu của cuộn tiếp theo theo tuần tự thành ba điểm nối chung

Ba điểm nối đó được nối với 3 mạch ngoài bằng 3 dây pha

Cách mắc này đòi hỏi 3 tải tiêu thụ phải giống nhau

5 Ưu điểm của dòng điện xoay chiều 3 pha

+ Tiết kiệm được dây nối từ máy phát đến tải tiêu thu

+ Giảm được hao phí trên đường dây

+ Trong cách mắc hình sao, ta có thể sử dụng được hai hiệu điện thế khác nhau: Ud = 3 Up

+ Tạo ra từ trường quay sử dụng trong động cơ điện xoay chiều

6 Cấu tạo và hoạt động của động cơ không đồng bộ 3 pha

+ Cấu tạo: gồm 2 bộ phận chính

- Stato gồm 3 cuộn dây giống nhau quấn trên lỏi sắt đặt lệch nhau 120o trên một giá tròn để tạo

từ trường quay

- Rôto hình trụ có tác dụng như một cuộn dây quấn trên lỏi sắt có thể quay quanh một trục

+ Cách tạo ra từ trường quay bằng dòng điện 3 pha: cho dòng điện xoay chiều 3 pha đi vào trong 3 cuộn dây giống nhau, đặt lệch nhau 120o trên một giá tròn thì trong không gian giữa 3 cuộn dây sẽ

có một từ trường quay với tần số bằng tần số của dòng điện xoay chiều

+ Hoạt động: khi mắc động cơ vào mạng điện 3 pha, từ trường quay do stato gây ra làm cho rôto quay với vận tốc góc ω’ nhỏ hơn tần số góc ω của từ trường quay nên gọi là sự quay không đồng bộ

7 Ưu điểm của dộng cơ không đồng bộ 3 pha

+ Cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo Có thể chế tạo được những động cơ không đồng bộ ba pha có công suất lớn

+ Sử dụng tiện lợi, không có vành khuyên, chổi quét nên không sinh ra tia lửa điện, không gây nhiểu sóng vô tuyến

+ Dễ dàng thay đổi chiều quay của động cơ bằng cách đổi vị trí mắc của 2 cuộn dây cho nhau.+ Vận tốc quay ω’ của động cơ có thể biến đổi trong một phạm vi khá rộng khi tốc độ quay ω của

từ trường không đổi Vì vậy khi tải ngoài thay đổi nó vẫn hoạt động bình thường

8 Động cơ không đồng bộ một pha

Cấu tạo: gồm 2 phần chính

+ Stato gồm 2 cuộn dây giống nhau quấn trên lỏi sắt đặt lệch nhau 90o trên một vòng tròn

+ Rôto hình trụ có tác dụng như một cuộn dây quấn trên lỏi sắt có thể quay quanh một trục

Hoạt động: khi mắc động cơ vào mạng điện 1 pha, một cuộn nối thẳng với mạng điện, cuộn kia nối

với mạng điện qua một tụ điện để làm cho dòng điện chạy trong hai cuộn dây lệch pha nhau, tạo ra

từ trường quay làm quay rôto

Chỉ chế tạo được đọng cơ không đồng bộ 1 pha công suất nhỏ

U1 N1 N2 U2

ids1392047214.doc năm 2010- Lục Thị Bích - Trường THPT Hạ Lang – Cao Bằng

4.Máy biến áp và sự truyền tải điện năng

 Các khái niệm

-Máy biến áp là thiết bị dùng thay đổi điện áp xoay chiều

-Nguyên tắc hoạt động: dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ

-Cấu tạo: Gồm có hai phần:

+Lõi thép: bao gồm nhiều lá thép kĩ thuật điện mỏng được ghép xác với nhau, cách điện nhau tạo thành lõi thép.(dẫn

-Từ thông qua cuộn sơ cấp và thứ cấp lần lược là: φ2 =N2 0φ cosωt

-Suất điện động trong cuộn thứ cấp 2

2 d N2 0cos t dt

 Giảm hao phí điện năng khi truyền tải điện năng đi xa

-Công suất hao phí khi truyền tải điện năng đi xa

Gọi:

Pphát : là công suất điện ở nhà máy phá điện cần truyền tải

Uphát : là điện áp ở hai đầu mạchI: cường độ dòng điện hiệu dụng trên dây truyền tảiR: điện trở tổng cộng của dây truyền tải

P phát = U phát I

=> Công suất hao phí trên đường dây truyền tải là

P haophí = I 2 R = R.P phát /U 2

phát

-Hai cách làm giảm hao phí trong quá trình truyền tải điện năng đi xa

+Giảm điện trở dây truyền tải bằng cách: R l

-Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ

 Nguyên tắc cấu tạo máy phát điện xoay chiều một pha

-Phần cảm (Rôto): là phần tạo ra từ trường, là nam châm

-Phần ứng (Stato): là phần tạo ra dòng điện xoay chiều, gồm các cuộn dây giống nhau cố định trên vòng tròn(Phần cảm có bao nhiêu cặp cực thì phần ứng có bấy nhiêu cuộn dây)

ids1392047214.doc năm 2010- Lục Thị Bích - Trường THPT Hạ Lang – Cao Bằng

-Tần số dòng điện xoay chiều do máy phát điện xoay chiều phát ra là:

.60

n p

f =

Với + n: Tốc độ quay của rôto (vòng/phút)

+ p: Số cặp cực của rôto

+ f: Tần số dòng điện xoay chiều(Hz)

 Nguyên tắc cấu tạo máy phát điện xoay chiều ba pha

-Phần cảm ( Rôto) thường là nam châm điện

-Phần ứng (Stato) gồm ba cuộn dây giống hệt nhau quấn quanh trên

lõi thép và lệch nhau 1200 trên vòng tròn Stato

 Dòng điện xoay chiều ba pha

-Là một hệ thống gồm ba dòng điện xoay chiều có cùng tần số, cùng

biên độ, nhưng lệch pha nhau 2

-Gồm 4 dây trong đó có ba dây pha và một dây trung hòa

-Tải tiêu thụ không cần đối xứng

 Ưu điểm dòng xoay chiều ba pha

-Tiết kiệm dây dẫn

-Dòng điện xoay chiều ba pha đối xứng cho hiệu suất cao hơn so với dòng điện xoay chiều một pha

-Tạo ra từ trường quay dùng trong động cơ không đồng bộ ba pha dễ dàng

 Động cơ không đồng bộ

-Nguyên tắc hoạt động: dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ và từ trường quay

-Cấu tạo:Gồm hai phần:

+Stato giống stato của máy phát điện

xoay chiều ba pha+Rôto: hình trụ có tác dụng giống như một cuộn dây quấn trên lõi thép

III MÁY BIẾN THẾ:

Máy biến thế là thiết bị dùng để thay đổi hiệu

điện thế nhưng không làm thay đổi tần số của dòng điện xoay chiều

ids1392047214.doc năm 2010- Lục Thị Bích - Trường THPT Hạ Lang – Cao Bằng + Một lỏi thép kỷ thuật điện hình khung gồm nhiều lá thép mỏng ghép sát nhau và cách điện với nhau.

+ Hai cuộn dây có số vòng dây N1, N2 khác nhau quấn trên lỏi thép Cuộn mắc vào mạng điện xoay chiều gọi là cuộn sơ cấp, cuộn mắc vào tải tiêu thụ gọi là cuộn thứ cấp

2 Nguyên tắc hoạt động

Dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ

Nối hai đầu cuộn sơ cấp vào mạng điện xoay chiều, dòng điện xoay chiều chạy trong cuộn sơ cấp tạo ra từ trường biến thiên trong lỏi thép Từ thông biến thiên của từ trường đó qua cuộn thứ cấp gây ra dòng điện cảm ứng chạy trong cuộn thứ cấp và trong tải tiêu thụ

3 Sự biến đổi hiệu điện thế và cường độ dòng điện

1

I

I

=1

2

N N

4 Truyền tải điện năng

+ Công suất hao phí trên đường dây tải: ∆P = RI2 = R(

Tăng hiệu điện thế trên đường dây tải lên n lần thì công suất hao phí giảm n2 lần

5 Công dụng của máy biến thế

+ Thay đổi hiệu điện thế của dòng điện xoay chiều đến các giá trị thích hợp

+ Sử dụng trong việc truyền tải điện năng để giảm hao phí trên đường dây truyền tải

IV CÁCH TẠO RA DÒNG ĐIỆN MỘT CHIỀU

1 Sự cần thiết của dòng điện một chiều

+ Trong công nghiệp: dòng điện một chiều sử dụng để mạ điện, đúc điện, nạp điện cho ắcquy, sản xuất hoá chất, tinh chế kim loại bằng phương pháp điện phân

+ Các thiết bị vô tuyến điện tử được cung cấp năng lượng bằng dòng điện một chiều

+ Trong giao thông vận tải: những động cơ điện một chiều dùng để chạy xe điện, tàu điện, … chúng

có ưu điểm hơn động cơ điện xoay chiều ở chổ dễ khởi động và dễ thay đổi vận tốc

2 Cách tạo ra dòng điện một chiều

+ Dùng các nguồn điện một chiều như pin, ắc qui

+ Chỉnh lưu dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều bằng các điôt

+ Dùng máy phát điện một chiều

3 Chỉnh lưu dòng điện xoay chiều bằng điôt bán dẫn

Dùng các điôt để đưa dòng điện qua tải theo một chiều

Nếu chỉ dùng 1 điôt ta chỉ cho dòng điện qua tải 1 chiều trong nữa chu kì, đó là dòng điện một chiều nhấp nháy đứt quãng

Nếu dùng 4 điôt với cách mắc thích hợp ta lấy được dòng điện một chiều qua tải trong cả hai nữa chu kì

Dòng điện một chiều qua chỉnh lưu hai nữa chu kì là dòng điện một chiều nhấp nháy

Có thể làm giảm sự nhấp nháy bằng cách mắc vào giữa hai đầu của tải một tụ điện thích hợp gọi

là tụ lọc

4 Máy phát điện một chiều

+ Cấu tạo: gồm một khung dây có thể quay quanh một trục đối xứng của nó trong từ trường đều và một bộ góp gồm hai vành bán khuyên và hai chổi quét

ids1392047214.doc năm 2010- Lục Thị Bích - Trường THPT Hạ Lang – Cao Bằng Hai vành bán khuyên nối với hai đầu của khung dây và cùng quay với khung dây.

Hai chổi quét cố định tì trên các vành bán khuyên để lấy điện ra

+ Hoạt động: dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ Khi khung dây quay, từ thông qua khung dây biến thiên điều hòa làm phát sinh trong khung dây một suất điện động cảm ứng biến thiên điều hòa Nếu mạch ngoài có tải tiêu thụ thì trong mạch có dòng điện chạy qua Dòng điện trong khung là dòng điện xoay chiều, nhưng do sự bố trí hai vành bán khuyên nên khi dòng điện trong khung đổi chiều thì vành bán khuyên đổi chổi quét, do đó một chổi quét luôn có dòng điện đi ra mạch ngoài (cực dương), chổi quét còn lại luôn có dòng điện từ mạch ngoài vào (cực âm)

Để tạo ra dòng điện ổn định người ta làm phần ứng gồm nhiều khung dây đặt lệch nhau và mắc nối tiếp với nhau tạo ra dòng điện một chiều gần như không nhấp nháy

Nếu cho dòng điện một chiều chạy vào khung dây thì dưới tác dụng của lực điện từ, khung dây

sẽ quay, máy phát điện một chiều trở thành động cơ điện một chiề đó là tính chất thuận nghịch của máy phát điện một chiều

5 Ưu điểm nhược điểm của phương pháp chỉnh lưu.

Phương pháp chỉnh lưu có hiệu quả kinh tế cao, tiện lợi, thiết bị dễ chế tạo, ít tốn kém, gọn, vận chuyển dễ dàng Có thể tạo ra được dòng điện một chiều có công suất lớn

Nhược điểm của phương pháp chỉnh lưu là dòng điện một chiều tạo ra còn nhấp nháy khó sử dụng cho các thiết bị đòi hỏi sự chính xác cao, và còn phụ thuộc vào nguồn điện xoay chiều

B CÁC CÔNG THỨC CÁC DẠNG BÀI TẬP.

1 Dòng điện xoay chiều

Cảm kháng của cuộn dây: ZL = ωL

Dung kháng của tụ điện: ZC =

C

ω

1.Tổng trở của đoạn mạch RLC: Z = 2

C L

2

o U

U = ; UR = IR; UL = IZL; UC = IZC

Hệ số công suất: cosϕ =

Z R

Điện năng tiêu thụ ở mạch điện : W = A = P.t

Nếu i = Iosinωt thì u = Uosin(ωt + ϕ)

Nếu u = Uosinωt thì i = Iosin(ωt - ϕ)

ZL > ZC thì u nhanh pha hơn i ; ZL < ZC thì u chậm pha hơn i ;

ZL = ZC hay ω =

LC

1 thì u cùng pha với i, có cộng hưởng điện và khi đó: I = Imax =

2

C

Z U