TẬP bài học vật lý 12 PHÁT HUY TÍNH TÍCH cực và CHỦ ĐỘNG của học sinh THPT

Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều - Xét một cuộn dây dẫn dẹt hình tròn, khép kín, quay quanh trục cố định đồng phẳng với cuộn dây đặt trong từ trường đều Br có phương ⊥ với trục qua

Trang 1

Chương I: DAO ĐỘNG CƠ Bài 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ

Trang 2

Trường THPT Nguyễn Văn Tiếp

Vật lý 12 Cơ bản

GV: Nguyễn Văn Kim Trường Trang 2 Lưu hành nội bộ

1 Thế nào là dao động cơ

- Là những chuyển động qua lại ……… ………

………

- VTCB: ……….……….

2 Dao động tuần hoàn - Là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau, gọi là chu kì, ………

……… ………

II Phương trình của dao động điều hoà 1 Ví dụ - Giả sử một điểm M chuyển động tròn đều trên đường tròn theo chiều dương (ngược chiều kim đồng hồ) với tốc độ góc ω - P là hình chiếu của M lên Ox - Giả sử lúc t = 0, M ở vị trí M0 với POM·1 0=ϕ (rad) - Sau t giây, vật chuyển động đến vị trí M, vớiPOM·1 =(ω ϕt+ ) (rad) - Toạ độ x = OPcủa điểm P có phương trình: ……….

. Đặt OM = A  phương trình toạ độ x được viết thành ……… ………

Vậy: ………

………

2 Định nghĩa: Dao động điều hoà là ……… …………

……… ………

3 Phương trình - Phương trình dao động điều hoà: ………… ………

Trong đó : + x: li độ của dao động (cm, m, )

+ A: biên độ dao động, là xmax, (A > 0) (cm, m, )

+ ω: tần số góc của dao động, đơn vị là rad/s + (ωt + ϕ): pha của dao động tại thời điểm t, đơn vị là rad Pha là đại lượng xác định vị trí và chiều của chuyển động của Ví dụ:………

………

Ví dụ:… ………

………

MÔ HÌNH DAO ĐỘNG: ………

………

Bài 7 trang 9 SGK………

………

Bài 9 trang 9 SGK

………

M M0 P1

x P O

ω t ϕ

+

A

t 0

x

A

−

2

T

3 2

T

x O

A

x O

Trang 3

Bài 2: CON LẮC LỊ XO

I Con lắc lị xo

1 Cấu tạo:

Con lắc lị xo gồm ……… ………

……….……….

……….

2 Đặc điểm chuyển động: - VTCB: là vị trí khi ………

- Khi đưa vật ra khỏi VTCB rồi thả nhẹ thì vật sẽ dao động qua lại quanh VTCB II Khảo sát dao động của con lắc lị xo về mặt động lực học 1 Chọn trục toạ độ x song song với trục của lị xo, chiều dương là chiều tăng độ dài l của lị xo Gốc toạ độ O tại VTCB, giả sử vật cĩ li độ x - Lực đàn hồi của lị xo Fr= − ∆k lr→ F = -kx 2 Hợp lực tác dụng vào vật:P N F mar+ + =r r r - Vì P Nr+ =r 0 → F mar= r Do vậy: a k x m = − 3 Đặt ω =2 k mvà so sánh với biểu thức a = -ω2x suy ra: dao động của con lắc lị xo là dao động điều hồ với: - Pt: x = Acos( ω t + ϕ ) - Tần số gĩc và chu kì của con lắc lị xo: ………… ………

……… ……….

……… …….………….

………

Trong đĩ: ω:………

m:………

k:………

T:………

P r

F r

v = 0

k F = 0

m

N r

P r

k

m

N r

P r

F r

O A

Trang 4

4 Lực kéo về

- Lực luôn hướng về VTCB gọi là lực kéo về Vật dao động

điều hoà chịu lực kéo về có độ lớn tỉ lệ với li độ

F = - kx

Trong đó: + x là ……….(…….)

+ k là ……… …… (…………)

+ dấu trừ chỉ rằng lực F luôn luôn hướng về VTCB III Khảo sát dao động của lò xo về mặt năng lượng 1 Động năng của con lắc lò xo ……….

……….

2 Thế năng của con lắc lò xo ……….

……….

3 Cơ năng của con lắc lò xo Sự bảo toàn cơ năng a Cơ năng của con lắc lò xo là tổng của động năng và thế năng của con lắc ……….

……….

b Khi không có ma sát: =1 2 =1 ω2 2 = 2 2 W kA m A const - Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương biên độ dao động - Khi không có ma sát, cơ năng của con lắc lò xo được bảo toàn. - Khi vật đi từ VT biên  VTCB thì W đ tăng , Wt giảm ( tức là thế năng biến đổi thành động năng) và ngược lại ……….

……….

………

* Chú ý: - Cần phân biệt giữa F đh và F k tác dụng vào vật + x trong biểu thức F đh là độ biến dạng của lò xo (tính từ vị trí lò xo không bị biến dạng) + x trong biều thức F k là li độ của vật - Khi vật dao động theo phương ngang thì độ biến dạng của lò xo cũng chính là li độ của vật. - Khi vật dao động theo phương thẳng đứng thì độ biến dạng của lò xo khác

với li độ của vật ………

………

* Đơn vị của W đ , W t và W là………

………

* Giá trị của Wđ , Wt, W không âm, luôn dương. Bài 5 trang 13 SGK

……….

………

Bài 6 trang 13 SGK

………

Trang 5

……….

………

Bài 3: CON LẮC ĐƠN I Thế nào là con lắc đơn 1.Cấu tạo Con lắc đơn gồm ……… ……

……… ……….

……… ………….

2 Đặc điểm chuyển động - VTCB: ……… …………

……… ……….

- Kéo nhẹ vật cho dây treo lệch khỏi VTCB một góc nhỏ rồi thả nhẹ, con lắc sẽ dao động quanh VTCB trong mặt phẳng thẳng đứng đi qua điểm treo và vị trí ban đầu của vật II Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học 1 Chọn chiều (+) từ phải sang trái, gốc toạ độ tại O + Vị trí của vật được xác định bởi li độ góc α =·OCM hay bởi li độ cong s OM l=¼ = α + α và s dương khi con lắc lệch khỏi VTCB theo chiều dương và ngược lại 2 Vật chịu tác dụng của các lực Tr và Pr - Phân tích P P Pr= +rt rn→ thành phần Prt là lực kéo về có giá trị: ……….

NX: Dao động của con lắc đơn nói chung không phải là dao động điều hoà - Nếu α nhỏ thì sinα ≈ α (rad), khi đó thành phần Prt là lực kéo về có giá trị: ………

……….………

Vậy, khi dao động nhỏ (sinα ≈ α (rad)), con lắc đơn dao động điều hoà theo pt: s = s0 cos(ωt + φ) ………

………

m

l

α

M

l

α > 0

α < 0

O +

T u r

P

ur P uu rn t

P

ur

s = lα C

Trang 6

Trong đĩ: s

0

= lα

0

là biên độ dao động

Với chu kì: ………

………

Vậy đối với các dao động nhỏ chu kì con lắc đơn chỉ phụ thuộc vào l và g mà không phụ thuộc vào biên độ A và khối lượng vật nặng m Tại một điểm treo (g không đổi) dao động con lắc đơn là dao động tự do III Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng 1 Động năng của con lắc ………

………

2 Thế năng trọng trường của con lắc đơn (chọn mốc thế năng là VTCB) ………

………

3 Nếu bỏ qua mọi ma sát, cơ năng của con lắc đơn được bảo tồn ………

………

IV Ứng dụng: Xác định gia tốc rơi tự do Đo gia tốc rơi tự do

2 2 4 l g T π = ………

Bài 7 trang 17 SGK………

………

Bài 6 trang 17 SGK ………

………

Trang 7

………

Bài 4 : DAO ĐỘNG TẮT DẦN DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC Khi không có ma sát con lắc dao động điều hoà với tần số riêng (f0) Gọi là tần số riêng vì nó chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của con lắc. I Dao động tắt dần 1 Thế nào là dao động tắt dần ……….………

……….………

VD: dao động của mặt trống 2 Giải thích (nguyên nhân) ……….………

……… ………

………

3 Ứng dụng ……….………

……….………

II Dao động duy trì ……….…………

………

……….………

………

III Dao động cưỡng bức ………

………

Đối với dao động tắt dần chậm thì chu kì của dao động coi như không đổi (T không đổi) ………

………

Trang 8

1 Thế nào là dao động cưỡng bức

………

……… ……

……… …

………

2 Ví dụ ( )

3 Đặc điểm ……… ………

……… ………

……… …

……… ……

……… ………

……… …………

……… ………

……… …………

IV Hiện tượng cộng hưởng 1 Định nghĩa ……… ………

……… …………

……… ………

- Điều kiện cộng hưởng: ……… …

2 Giải thích ( )

3 Tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng - Cộng hưởng có hại: hệ dao động như toà nhà, cầu, bệ máy, ………

………

Trang 9

khung xe …

- Cộng hưởng có lợi: hộp đàn của các đàn ghita, viôlon …

………

Bài 5 TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ CÙNG PHƯƠNG, CÙNG TẦN SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN I Vectơ quay - Dao động điều hoà: x = Acos(ωt + ϕ) được biểu diễn bằng vectơ quay OMuuuuurcó: + Gốc: tại O + Độ dài OM = A + (OMuuuuur,Ox)=ϕ (Chọn chiều dương là chiều dương của đường tròn lượng giác). II Phương pháp giản đồ Fre-nen 1 Đặt vấn đề - Xét hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số: x1 = A1cos(ωt + ϕ1) x2 = A2cos(ωt + ϕ2) - Li độ của dao động tổng hợp: x = x1 + x2 2 Phương pháp giản đồ Fre-nen a - Vectơ OMuuuurlà một vectơ quay với tốc độ góc ω quanh O - Mặc khác: OM = OM1 + OM2 → OMuuuurbiểu diễn phương trình dao động điều hoà tổng hợp: x = Acos( ω t + ϕ ) Vậy, ……….……

………

M +

ϕ

y

y1

y2

x1 x2

ϕ1

ϕ2 ϕ

M1

M2

M

A

A1

A2

Trang 10

………

b Biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp: ………

………

3 Ảnh hưởng của độ lệch pha - Nếu các dao động thành phần cùng pha ∆ϕ = ϕ1 - ϕ1 = 2nπ (n = 0, ± 1, ± 2, …) Thì: A = A 1 + A 2 - Nếu các dao động thành phần ngược pha ∆ϕ = ϕ1 - ϕ1 = (2n + 1)π (n = 0, ± 1, ± 2, …) Thì : A = |A 1 - A 2 | 4 Ví dụ ………

………

Trang 11

………

BẢNG SO SÁNH CÁC LOẠI DAO ĐỘNG CƠ DAO ĐỘNG TỰ DO DAO ĐỘNG DUY TRÌ DAO ĐỘNG TẮT DẦN DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC SỰ CỘNG HƯỞNG Lực tác dụng *Do tác dụng của nội lực tuần hoàn *Do tác dụng của lực cản ( do ma sát)

*Do tác dụng của ngoại lực tuần hoàn

Biên độ A * Phụ thuộc điều kiện ban đầu * Giảm dần theo thời gian

*Phụ thuộc biên độ của ngoại lực và hiệu số

0 (f cb− f )

Chu kì T

(hoặc tần số

f)

* Chỉ phụ thuộc đặc tính riêng của hệ, không phụ thuộc các yếu tố bên ngoài

*Không có chu kì hoặc tần số do không tuần hoàn Nếu là dao động tắt dần chậm thì T = không đổi

*Bằng với chu kì ( hoặc tần số) của ngoại lực tác dụng lên hệ

Hiện tượng

đặc biệt

trong dao

động

Không có

- Sẽ không dao động khi ma sát quá lớn

- Tắt nhanh khi ma sát lớn

* Sẽ xãy ra hiện tượng cộng hưởng (biên độ A đạt max) khi tần số 0

cb

f = f

Ứng dụng

*Chế tạo đồng hồ quả lắc

*Đo gia tốc trọng trường của Trái Đất

*Chế tạo lò xo giảm xóc trong ôtô, xe máy

*Chế tạo khung xe, bệ máy phải có tần số khác

xa tần số của máy gắn vào nó

*Chế tạo các loại nhạc

cụ

Trang 12

Chương II: SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM Bài 7: SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ

I Sóng cơ

1 Thí nghiệm

a Mũi S cao hơn mặt nước, cho cần rung dao động mũi S

không chạm mặt nước, ta thấy……… ….……….

……….………

b S vừa chạm vào mặt nước tại O, cho cần rung dao động, ta thấy ……… ……….………

……… ……….

Vậy, ……… ………

……….

2 Định nghĩa: Sóng cơ ……….……….

……….

* Chú ý: sóng cơ không truyền được trong chân không Sóng cơ gồm hai loại là sóng ngang và sóng dọc 3 Sóng ngang: ………… ………

………

……… ………

4 Sóng dọc: ………

……….………

………

II Các đặc trưng của một sóng hình sin 1 Sự truyền của một sóng hình sin Quan sát hình 7.3 SGK Trả lời câu C1……….

……….

* Chú ý: sóng ngang chỉ truyền trong chất rắn và trên bề mặt chất lỏng. ………

* Chú ý: sóng dọc truyền được trong chất rắn, lỏng, khí ……….

……….

M

S O

Trang 13

- Sau thời gian t = T, sóng truyền được một đoạn:

λ = PP1 = v.t

- Sóng truyền với tốc độ v, bằng tốc độ truyền của biến

dạng

- Hai đỉnh liên tiếp cách nhau một khoảng λ không đổi, λ

gọi là bước sóng.

- Hai điểm cách nhau một khoảng λ thì dao động cùng

pha.

2 Các đặc trưng của một sóng hình sin

+ Biên độ sóng A là ………

……….………

……… ………

+ Chu kì T, tần số f của sóng: ……… ……

……… …………

……… ……….

……….

+ Tốc độ truyền sóng v: ………

……….………

* Đối với mỗi môi trường, v không đổi v phụ thuộc vào môi trường và nhiệt độ môi trường. + Bước sóng λ : ………

……….

+ Hai phần tử cách nhau một bước sóng thì dao động cùng pha với nhau. + Năng lượng sóng ……….………

……….

……….……….

*Chú ý: quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng Truyền càng xa thì năng lượng càng giảm và biên độ cũng giảm theo ……….

……….

Chú ý: theo chiều truyền sóng (từ Trái sang Phải) thì phần tử vật chất nằm trên phần sóng có chiều hướng xuống thì nó sẽ chuyển động đi lên và ngược lại Trường hợp chiều truyền sóng hướng từ Phải sang Trái thì ngược lại với trường hợp trên Trả lời câu C2……….

……….

Trang 14

3 Phương trình sóng

- Giả sử phương trình dao động của đầu O của dây là:

………

- Điểm M cách O một khoảng x Sóng từ O truyền đến M mất khoảng thời gian t x v ∆ = - Phương trình dao động của M là:

Với 2

T π ω = và λ = vT Phương trình trên là phương trình sóng của một sóng hình sin theo trục x * Phương trình sóng là một hàm vừa tuần hoàn theo ………

… ………

*Chú ý: khi đã biết phương trình sóng tại O như trên + Nếu O là nguồn sóng thì phương trình sóng tại một điểm M bất kì (cách O một đoạn là x) trên phương truyền sóng là: u M Acos( t 2 x) Acos( t x) Acos2 (t x) v T π ω ω π λ λ = − = − = − ( luôn lấy dấu (-) ) + Nếu O là không phải nguồn sóng thì phương trình sóng tại một điểm M bất kì (cách O một đoạn là x) và dao động trước O ( nằm trước O theo chiều truyền sóng) là: 2 2 cos( ) cos( ) cos ( ) M x x t x u A t A t A v T π ω ω π λ λ = + = + = + ( lấy dấu (+) vì M dao động với thời gian nhiều hơn O) + Nếu O là không phải nguồn sóng thì phương trình sóng tại một điểm M bất kì (cách O một đoạn là x) và dao động ……….

……….

Trả lời câu C3……….

……….

Bài 6 trang 40 SGK………….

……….

Trang 15

sau O ( nằm sau O theo chiều truyền sóng) là:

2

M

π

( lấy dấu (-) vì M dao động với thời gian ít hơn O)

……….

Bài 8: GIAO THOA SÓNG I Hiện tượng thoa của hai sóng mặt nước - Gõ cho cần rung nhẹ: Trên mặt nước xuất hiện những loạt gợn sóng cố định có hình các đường hypebol, có cùng tiêu điểm S1 và S2 Trong đó: * Có những điểm đứng yên hoàn toàn không dao động * Có những điểm đứng yên dao động rất mạnh - Hiện tượng giao thoa: …… ………

………

……… ………

……… ……….

- Hiện tượng giao thoa là một hiện tượng đặc trưng của sóng. - Các đường hypebol gọi là vân giao thoa của sóng mặt nước II Cực đại và cực tiểu 1 Dao động của một điểm trong vùng giao thoa - Hai nguồn kết hợp: ………

……….………

……….….………

……….………

- Hai nguồn đồng bộ: ……….………

……….………

- Hai sóng do hai nguồn kết hợp phát ra gọi là ……….

………

- Xét điểm M trên mặt nước cách S1, S2 những khoảng d1, d2 + δ = d2 – d1: hiệu đường đi của hai sóng Trả lời câu C1 ……….

……….

S1 S

2

S

2

S1 S2

d 2

d1

M

Trang 16

+ Phương trình sóng tại S1 và S2:

2 cos π

S S

t

T

- Phương trình sóng tại M do S1 truyền tới:

……….…….

- Phương trình sóng tại M do S2 truyền tới: ……… ………

- Dao động tổng hợp tại M: uM = u1M + u2M ……… ………

……… ………

Vậy: ……….………

……….………

………

……… ……….

2 Vị trí cực đại và cực tiểu giao thoa (Áp dụng trong trường hợp hai nguồn cùng pha) a Những điểm dao động với biên độ cực đại (cực đại giao thoa) là ……… ………

……….

d2 – d1 = k λ Với k = 0, ±1, ±2… Quỹ tích những điểm này ………

……….

………

……….

b Những điểm đứng yên, hay là có dao động triệt tiêu (cực tiểu giao thoa) là ………

……… ……… ……….

……….

Trang 17

2 1 1 2 d − =d k+ ÷λ   Với (k = 0, ±1, ±2…) Quỹ tích những điểm này ……….….

……….…

………

c Với mỗi giá trị của k, quỹ tích của các điểm M được xác định bởi: d2 – d1 = hằng số Đó là một hệ hypebol mà hai tiêu điểm là S 1 và S 2 III ĐK GIAO THOA – SÓNG KẾT HỢP - Điều kiện : Hai nguồn kết hợp -Dao động cùng phương , cùng tần số, có hiệu số pha không đổi theo thời gian -Hai nguồn kết hợp phát ra 2 sóng kết hợp -Hiện tượng giao thoa là một hiện tượng đặc trưng của sóng Quá trình vật lý nào gây ra được hiện tượng giao thoa là một quá trình sóng ……….

………

* Trường hợp hai nguồn dao động ngược pha ………

……….………

* Công thức xác định số cực đại và cực tiểu trên khoảng S1S2. ……… ………… ….

* Chú ý: Khoảng cách giữa hai cực đại hoặc hai cực tiểu trên đường thẳng chứa hai nguồn cách nhau nửa bước sóng ( 2 λ ) ……….

……….

………

……….

………

……….

………

……….

………

……….

………

……….

Trang 18

……….……….……

……… ……… ……

……… ……

……….…….………

……….… …………

……… …………

……… ……….….

……… ……….

……….………

………

……….

………

Bài 9: SÓNG DỪNG

Trang 19

1 Phản xạ của sóng trên vật cản cố định

Thí nghiệm ( )

- Sóng truyền trong một môi trường, mà gặp một vật cản thì bị phản xạ - Khi phản xạ trên vật cản cố định, biến dạng bị đổi chiều - Vậy,

2 Phản xạ của sóng trên vật cản tự do - Khi phản xạ trên vật cản tự do, biến dạng không bị đổi chiều - Vậy,

II Sóng dừng - Sóng tới và sóng phản xạ, nếu truyền theo cùng một phương, thì có thể giao thoa với nhau, và tạo thành một hệ sóng dừng + Những điểm luôn luôn đứng yên là những nút dao động (tại đó sóng tới và sóng phản xạ ngược pha) + Những điểm luôn luôn dao động với biên độ lớn nhất là những bụng dao động (tại đó sóng tới và sóng phản xạ cùng pha) - Sóng truyền trên sợi dây trong trường hợp xuất hiện các nút và bụng dao động gọi là sóng dừng 1 Sóng dừng trên sợi dây có hai đầu cố định (hình vẽ) a Hai đầu A và P là

b Vị trí các nút: - Các nút nằm cách đầu A và đầu P những khoảng bằng ……….

………

2 d k = λ - Hai nút liên tiếp ……….

……….

c Vị trí các bụng - Các bụng nằm cách hai đầu cố định những khoảng bằng …….

……….

Bài 7 trang 49 SGK ……….

……….

* Sóng dừng với hai đầu cố định + Số bụng sóng = k + Số nút sóng = k +1 + Số bó sóng = số bụng sóng = k Bài 9 trang 49 SGK ………….

……….

A

Bụng Nút

P

2

λ

4

λ

2

λ

Trang 20

Bài 10: ĐẶC TRƯNG VẬT LÍ CỦA ÂM

Trang 21

1 Âm là gì

- Sóng âm là ………

………

- Tần số của sóng âm cũng là ………

2 Nguồn âm - Một vật dao động phát ra âm là ………

- Tần số âm phát ra bằng ………

……….

3 Âm nghe được, hạ âm và siêu âm - Âm nghe được (âm thanh) là ………

………

- Âm nghe được (âm thanh) có tần số từ ……….

(hay từ 0 ÷ 130 dB) - Âm có tần số ……… gọi là hạ âm - Âm có tần số ………gọi là siêu âm 4 Sự truyền âm a Môi trường truyền âm - Âm truyền được qua các môi trường ………

nhưng không truyền được trong chân không. - Âm hầu như không truyền được qua ………

……….

b Tốc độ âm Trong mỗi môi trường, âm truyền với một tốc độ xác định (v rắn > v lỏng > v khí ) II Những đặc trưng vật lí của âm - Nhạc âm: những âm có tần số xác định - Tạp âm: những âm có tần số không xác định 1 Tần số âm : ………

………

2 Cường độ âm và mức cường độ âm a Cường độ âm (I) ……….

……….

Trả lời câu C1

……….

.“ nghe“ được hạ âm. ………có thể “nghe“ được siêu âm Bài 6 trang 55 SGK

……….

Bài 7 trang 55 SGK ………….

……….

Trang 22

Bài 11: ĐẶC TRƯNG SINH LÍ CỦA ÂM

* Chú ý: không thể nói âm có

tần số 880 Hz cao gấp đôi âm

Chương III.DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

Bài 12: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

I Khái niệm về dòng điện xoay chiều

- Dòng điện xoay chiều hình sin (gọi tắt là dòng điện xoay

……….

Trang 23

* ϕ: pha ban đầu

II Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều

- Xét một cuộn dây dẫn dẹt hình tròn, khép kín, quay quanh

trục cố định đồng phẳng với cuộn dây đặt trong từ trường đều

Br có phương ⊥ với trục quay

- Giả sử lúc t = 0, α = 0

- Lúc t > 0 →α = ωt, từ thông qua cuộn dây cho bởi :

………

với N là số vòng dây, S là diện tích mỗi vòng

-Vì từ thông Φ biến thiên theo thời gian t nên trong cuộn dây

xuất hiện suất điện động cảm ứng:

α

Trang 24

Nguyên tắc: dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ

III Giá trị hiệu dụng

- Cho dòng điện xoay chiều i = I0cos(ωt + ϕ) chạy qua R, công

suất tức thời tiêu thụ trong R: p = Ri2 = RI2 cos2(ωt + ϕ)

- Giá trị trung bình của p trong 1 chu kì:

………

- Kết quả tính toán, giá trị trung bình của công suất trong 1 chu

kì (công suất trung bình):

Thì = 0

2

I I

I: giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện xoay chiều (cường

2 Ngoài ra, đối với dòng điện xoay chiều, các đại lượng như

hiệu điện thế, suất điện động, cường độ điện trường, … cũng

là hàm số sin hay cosin của thời gian, với các đại lượng này

………

……….

……… Trả lời câu C4………….

……….

……… Trả lời câu C5………….

Trang 25

Bài 13: CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

- Nếu cường độ dòng điện xoay chiều trong mạch:

Trang 26

+ Nếu ϕ = 0: ………

I Mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở

- Nối hai đầu R vào điện áp xoay chiều:

1 Định luật Ôm đối với mạch điện xoay chiều thuần điện trở

(chỉ chứa điện trở thuần R): ………

- Kết quả: + Tụ điện không cho dòng điện một chiều đi qua.

+ Dòng điện xoay chiều có thể ………

………

2 Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện

a - Đặt điện áp u giữa hai bản của tụ điện:

u = U0cos ω t = U 2cos ω t

- Điện tích tấm bên trái của tụ điện: ………

………

 u và q ………

- Giả sử tại thời điểm t, dòng điện có chiều như hình 13.4, điện

tích tụ điện tăng lên

- Sau khoảng thời gian ∆t, điện tích trên bản tăng ∆q

- Cường độ dòng điện ở thời điểm t: ………

Trang 27

trong đó Z C gọi là dung kháng của mạch.

- Định luật Ôm đối với mạch chỉ chứa tụ điện:

Trang 28

III Mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần

Cuộn cảm thuần là cuộn cảm có điện trở không đáng kể.

1 Hiện tượng tự cảm trong mạch điện xoay chiều

- Khi có dòng điện i chạy qua một cuộn cảm, từ thông tự cảm

có biểu thức:

………

với L là độ tự cảm của cuộn cảm

- Trường hợp i là một dòng điện xoay chiều, suất điện động tự

cảm:………

………

- Khi ∆t → 0: ………

2 Khảo sát mạch điện xoay chiều có cuộn cảm thuần

- Đặt vào hai đầu L một điện áp xoay chiều Giả sử i trong

Trong đó Z L gọi là cảm kháng của mạch.

- Định luật Ôm đối với đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảm thuần:

Trang 29

b Trong đoạn mạch chỉ có một cuộn cảm thuần, cường độ

Bài 14: MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP

GV: Nguyễn Văn Kim Trường Trang 29 ~ Lưu hành nội bộ

u i

Trang 30

I Phương pháp giản đồ Fre-nen

1 Định luật về điện áp tức thời

2 Phương pháp giản đồ Fre-nen

a Một đại lượng xoay chiều hình sin được biểu diễn bằng 1

vectơ quay, có độ dài tỉ lệ với giá trị hiệu dụng của đại lượng

đó

b Các vectơ quay vẽ trong mặt phẳng pha, trong đó đã chọn

một hướng làm gốc và một chiều gọi là chiều dương của pha

để tính góc pha

c Góc giữa hai vectơ quay bằng độ lệch pha giữa hai đại

lượng xoay chiều tương ứng

d Phép cộng đại số các đại lượng xoay chiều hình sin (cùng f)

được thay thế bằng phép tổng hợp các vectơ quay tương ứng.

e Các thông tin về tổng đại số phải tính được hoàn toàn xác

định bằng các tính toán trên giản đồ Fre-nen tương ứng

II Mạch có R, L, C mắc nối tiếp

1 Định luật Ôm cho đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp

Trang 31

Đó là hiện tượng cộng hưởng điện.

- Điều kiện để có cộng hưởng điện là:

Trang 33

Bài 15 CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY

CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT

I Công suất của mạch điện xoay chiều

1 Biểu thức của công suất

- Điện áp hai đầu mạch: ……….

- Cường độ dòng điện tức thời trong mạch:

- Nếu thời gian dùng điện t >> T, thì P cũng là công suất tiêu

thụ điện trung bình của mạch trong thời gian đó (U, I không

thay đổi)

2 Điện năng tiêu thụ của mạch điện

………

II Hệ số công suất

1 Biểu thức của hệ số công suất

cosϕ được gọi là ………

2 Tầm quan trọng của hệ số công suất

- Các động cơ, máy khi vận hành ổn định, công suất trung bình

được giữ không đổi và bằng: P = UIcosϕ với cosϕ > 0

→ Cường độ dòng điện hiệu dụng: ………

→ Công suất hao phí trên đường dây tải điện: ………

………

- Nếu cosϕ nhỏ → P hp sẽ lớn, ảnh hưởng đến sản xuất kinh

doanh của công ty điện lực Vì vậy, các cơ sở tiêu thụ điện

năng phải bố trí các mạch điện sao cho cosϕ lớn

……….

……… Bài 2 trang 85 SGK …….

……….

……… Bài 4 trang 85 SGK ……….

Trang 34

 cosϕ = 0,85

3 Tính hệ số công suất của mạch điện R, L, C nối tiếp

cos R Z

Trang 35

Bài 16: TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG MÁY BIẾN ÁP

Trang 36

- Công suất phát từ nhà máy: ………

- Đặt điện áp xoay chiều tần số f ở hai đầu cuộn sơ cấp Nó gây

ra sự biến thiên từ thông trong hai cuộn

- Gọi từ thông này là: ………

- Từ thông qua cuộn sơ cấp và thứ cấp:

* Kí hệu máy biến áp

Trang 37

Bài 17: MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU

I Máy phát điện xoay chiều một pha

+ Từ thông qua mỗi cuộn dây biến thiên tuần hoàn với tần số f

(tần số của suất điện động xoay chiều hình sin):

* Chú ý: Đối với máy phát điện một pha thì phần cảm và phần

ứng có thể là rôto hoặc stato.

III Máy phát điện xoay chiều ba pha

Hệ ba pha gồm máy phát ba pha, đường dây tải điện 3 pha,

động cơ ba pha

1 Máy phát điện xoay chiều 3 pha

- Là máy tạo ra 3 suất điện động xoay chiều hình sin cùng tần

số, cùng biên độ và lệch pha nhau 120 0 từng đôi một.

Hay = cosω + π

2( )3

Trang 38

- Máy phát mắc hình tam giác: Ud = Up

- Tải tiêu thụ mắc hình sao: Id = Ip

- Tải tiêu thụ mắc hình tam giác: Id = 3 Ip

- Ở máy phát và tải tiêu thụ thường chọn cách mắc tương ứng với

Trang 39

Bài 18: ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA

I Nguyên tắc họat động của động cơ không đồng bộ

- Tạo ra từ trường quay bằng cho nam châm chữ U quay

quanh trục thẳng đứng hoặc cho dòng điện xoay chiều ba pha

chạy qua ba cuộn dây giống nhau đặt lệch nhau 1200 (như hình

bên)

- Đặt trong từ trường quay một (hoặc nhiều) khung kín có thể

quay xung quanh trục trùng với trục quay của từ trường

- Tốc độ góc của khung luôn luôn nhỏ hơn tốc độ góc của từ

trường, nên động cơ hoạt động theo nguyên tắc này gọi là

động cơ không đồng bộ.

 Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ dựa

vào hiện tượng cảm ứng điện từ và sử dụng từ trường quay

2 Stato (phần cảm) là những ống dây có dòng điện xoay chiều

tạo nên từ trường quay

- Sử dụng hệ dòng 3 pha để tạo nên từ trường quay

2 Hoạt động :

-Cho dòng 3 pha vào 3 cuộn dây từ trường tổng hợp do 3 cuộn

dây tạo ra ở tâm O là từ trường quay

-Rôto quay theo với tốc độ góc < tốc độ quay của từ trường

(2)

Trang 40

+ 2 cuộn dây:

Sơ cấp: N1 vòng, nối với nguồn

Thứ cấp: N2 vòng, nối với tải tiêu thụ

Dòng điện xoay chiều qua cuộn sơ cấp gây ra sự biến thiên từ thông Φ ở

2 cuộn →làm xuất

hiện ở cuộn thứ cấp một suất điện động cảm ứng xoay chiều

 nguyên tắc hoạt

động: dựa vào hiện

tượng cảm ứng điện từ

1

2 2

1 2

1

I

I N

N U

U

=

+ Nếu U2 > U1 (N2 > N1) ⇒ Máy tăng áp.+ Nếu U1 > U2 (N1 > N2) ⇒ Máy hạ áp

+Phần ứng: là các cuộn dây giống nhau đặt cố định trên một vòng tròn

Phần quay: RôtoPhần đứng yên: Stato

+ Khi rôto quay, từ thông qua khung dây biến thiên, trong khung xuất hiện dòng điện cảm ứng

+Để tăng Φ, các cuộn dây phải quấn quanh lõi thép gồm nhiều lá thép cách điện (↓dòng fucô)

 nguyên tắc hoạt

động: dựa vào hiện

tượng cảm ứng điện từ

*f : tần số của dòng điện (Hz)

+ Để giảm tốc độ quay của rôto nhưng vẫn giữ được tần số f của dòng điện xoay chiều, người

ta thường tăng số cặp cực p của nam châm

dây giống nhau được đặt định, lệch nhau 1200 trên

một vòng tròn (Stato)

+ Khi rôto quay, từ thông qua 3 cuộn dây biến thiên lệch pha nhau 2

3

suất điện động cảm ứng xuất hiện trong

3 cuộn dây cũng lệch pha nhau 2

- Máy phát mắc hình tam giác: Ud = Up

- Tải tiêu thụ mắc hình sao: Id = Ip

- Tải tiêu thụ mắc hình tam giác: Id = 3 Ip

Định dạng
Số trang	93
Dung lượng	2,51 MB