nên 1 giây đổi chiều 2/T lần hay 2f lần - Các đặc trng của dòng điện xoay chiều : các giá trị tức thời , hiệu dụng , cực đại ; tần số, chu kỳ ; pha và pha ban đầu - Khi tÝnh toµn hay ®o [r]
Trang 1Chủ đề 10 đại cơng dòng điện xoay chiều
i ôn tập lý thuyết
1 Tóm tắt lý thuyết
- Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cờng độ biến thiên điều hoà theo quy luật hàm sin hoặc hàm cos
- Dòng điện xoay chiều tạo ra nhờ hiện tợng cảm ứng điện từ
- Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều : Tạo ra suất điện động xoay chiều nhờ hiện tợng cảm ứng điện từ
+ Cách 1 Cho khung daõy kim loaùi kớn quay ủeàu vụựi vaọn toỏc goực quanh truùc quay cố định đồng phẳng với khung dây, trong tửứ trửụứng ủeàu coự veực tụ caỷm ửựng tửứ B→ vuoõng goực vụựi truùc quay
+ Cách 2 Cho từ trờng biến thiên với tần số góc xuyên qua một khung dây kim loại kín
- Khi khung daõy quay moọt voứng (moọt chu kỡ) doứng ủieọn trong khung daõy ủoồi chieàu 2 laàn nên 1 giây đổi chiều 2/T lần hay 2f lần
- Các đặc trng của dòng điện xoay chiều : các giá trị tức thời , hiệu dụng , cực đại ; tần số, chu kỳ ; pha và pha ban đầu
- Khi tính toàn hay đo lờng ngời ta chủ yếu sử dụng giá trị hiệu dụng vì :
+ Vụựi doứng ủieọn xoay chieàu ta khoự xaực ủũnh caực giaự trũ tửực thụứi cuỷa i vaứ u vỡ chuựng bieỏn thieõn raỏt nhanh, cuừng khoõng theồ laỏy giaự trũ trung bỡnh cuỷa chuựng vỡ trong moọt chu kyứ, giaự trũ ủoự baống 0
+ Khi sửỷ duùng doứng ủieọn xoay chieàu, ta caàn quan taõm tụựi khoõng phaỷi laứ taực duùng tửực thụứi cuỷa noự ụỷ tửứng thụứi ủieồm maứ laứ taực duùng cuỷa noự trong moọt thụứi gian daứi
+ Taực duùng nhieọt cuỷa doứng ủieọn tổ leọ vụựi bỡnh phửụng cuỷa cửụứng ủoọ doứng ủieọn neõn khoõng phuù thuoọc vaứo chieàu doứng ủieọn
+ Ampe keỏ vaứ voõn keỏ ủo cửụứng ủoọ doứng ủieọn vaứ ủieọn aựp xoay chieàu dửùa vaứo taực duùng nhieọt cuỷa doứng ủieọn
- Các biểu thức
+ Cường độ dòng điện tức thời: i I cos t 0 ( i)
Trong đó i
là pha ban đầu của dũng điện + Điện áp tức thời : u U cos t 0 ( u)
Trong đó u
là pha ban đầu của điện áp -Độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện : = u - i
+ Nếu > 0 thì điện áp sớm pha hơn dòng điện góc
+ Nếu < 0 thì điện áp chậm (trễ) pha hơn dòng điện góc ||
+ Nếu = 0 thì điện áp cùng pha dòng điện
- Giá trị hiệu dụng = giá trị cực đại / √ 2
=>
0
2
E
E
;
0
2
I
I
;
0
2
U
U
- Công suất trung bình (toả nhiệt) :
0
1 2
P I R I R
=> nhiệt lợng
0
1 2
Q I Rt I Rt
2 Câu hỏi trắc nghiệm
Câu1 Nguyên tắc tạo dòng điện xoay chiều dựa trên
A hiện tợng tự cảm B hiện tợng cảm ứng điện từ C từ trờng quay D hiện tợng quang điện
Câu 2 Gọi i, I0, I lần lợt là cờng độ tức thời, cờng độ cực đại và cờng độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều đi qua một điện trở R Nhiệt lợng toả ra trên điện trở R trong thời gian t đợc xác định bởi hệ thức nào sau ?
2 Rt
Câu 2 Nếu dòng điện xoay chiều có tần số f = 50Hz thì trong mỗi giây nó đổi chiều bao nhiêu lần ?
Câu 3 Giá trị của hiệu điện thế hiệu dụng trong mạng điện dân dụng:
Câu 4 Cờng độ hiệudụng của dòng điện xoay chiều đợc định nghĩa theo công thức nào ?
Câu 5 Tại thời điểm t = 0,5s, cờng độ dòng điện xoay chiều qua mạch bằng 4A, đó là
A cờng độ hiệu dụng B cờng độ cực đại C cờng độ tức thời D cờng độ trung bình
Câu 6.Câu nào sau đây đúng khí nói về dòng điện xoay chiều?
A Có thể dùng dòng điện xoay chiều để mà điện, đúc điện
B Điện lợng chuyển qua tiết diện của dây dẫn trong một chu kì dòng điện bằng 0
C Điện lợng chuyển qua tiết diện của dây dẫn trong mọi khoảng thời gian bất kì bằng 0
D Công suất toả nhiệt tức thời trên một đoạn mạch có giá trị cực đại bằng công suất toả nhiệt trung bình nhân với √ 2
Câu 7 Đối với suất điện động xoay chiều hình sin, đại lợng nào sau đây luôn thay đổi theo thời gian?
ii phơng pháp giảI toán
- Khai thác biểu thức :
+ Biên độ I0 và Uo là hệ số dơng nhân với Cos
+ Tần số góc là hệ số nhân t trong pha
+ Pha ban đầu là hệ số tự do trong pha
- Xác định dòng điện hay điện áp tại một thời điểm :
+ Thay t vào các biểu thức và biến đổi lợng giác
+ Lu ý : Dòng điện hay điện áp tăng khi pha âm và ngợc lại giảm khi pha dơng
Trang 2- Thời gian đốn sỏng trong nT (n_bất kỳ) : Nếu điện áp u = U0cos(t + u) thì đốn chỉ sỏng lờn khi u ≥ Ux.
+ Tìm theo công thức 0
c U
với điều kiện 0 < < /2
+ Tính thời gian sáng (mở) :
s
, thời gian tối (tắt) : tt nT t s
Ví dụ
1 Biểu thức điện ỏp xoay chiều giữa hai đầu một đoạn mạch điện xoay chiều và cường độ dũng điện chạy qua đoạn mạch điện đú lần lượt
là :
4
u t V
6 ) ( A )
, với t tớnh bằng giõy (s).
a Xỏc định giỏ trị cực đại, tần số gúc, chu kỡ, tần số, pha ban đầu của điện ỏp giữa hai đầu đoạn mạch
b Xỏc định giỏ trị cực đại, tần số gúc, chu kỡ, tần số, pha ban đầu của dũng điện chạy trong đoạn mạch
c Xỏc định độ lệch pha giữa điện ỏp giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dũng điện chạy trong đoạn mạch
d Xác định điệp áp và dòng điện sau 10-2s kể từ ban đầu
e Xác định thời điểm điện áp bằng giá trị hiệu dụng
g Xác định thời điểm dòng điện bằng nửa giá trị cực đại và đang giảm
h Giả sử ở thời điểm t điện áp bằng nửa giá trị cực đại và dòng điện bừng cờng độ hiệu dụng Tính điện áp, dòng điện sau đó 5.10-3s
2 Một đốn ống sử dụng hiệu điện thế xoay chiều cú giỏ trị hiệu dụng 220V Biết đốn sỏng khi hiệu điện thế đặt vào đốn khụng nhỏ hơn
155V Tớnh tỉ số giữa thời gian đốn sỏng và đốn tắt trong một chu kỳ
iii bài tập trắc nghiệm
Câu 1 Giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều có biểu thức i = 2 √ 3 cos200 π t(A) là
Câu 2 Giá trị hiệu dụng của hiệu điện thế xoay chiều có biểu thức u = 220 √ 5 cos100 π t(V) là
Câu 3 Dòng điện xoay chiều có tần số f = 60Hz, trong một giây dòng điện đổi chiều
Câu 4 Dòng điện xoay chiều có tần số f = 50Hz, trong một chu kì dòng điện đổi chiều
Câu 5 Một dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở R = 10 Ω Biết nhiệt lợng toả ra trong 30phút là 9.105(J) Biên độ của cờng độ dòng
điện là
Cõu 6 Một đốn ống được mắc vào mạng điện xoay chiều tần số f = 50(Hz), U = 220(V) Biết rằng đốn chỉ sỏng khi hiệu điện thế giữa hai
cực của đốn đạt giỏ trị u 155(V) Trong một chu kỳ thời gian đốn sỏng là:
2
4
5
Cõu 7 Mắc vào đốn neon một hiệu điện thế xoay chiều u = 220 2 sin(100 t)(V).Đốn chỉ sỏng khi hiệu điện thế đặt vào 2 đầu búng
đốn thoả món: u 110 2 V Thời gian đốn sỏng trong trong một chu kỡ
Cõu 8 Dũng điện chạy qua đoạn mạch cú biểu thức i =I0sin(100 t)A.Trong khoảng thời gian từ 0 đến 0,01s cường độ dũng điện cú giỏ
trị tức thời 0,5I0 vào những thời điểm
A.(1/400)s và (2/400)s B.(1/500)s và (3/500)s C.(1/300)s và (2/300)s D.(1/600)s và (5/600)s
Cõu 9 Vào cựng một thời điểm nào đú, hai dũng điện xoay chiều i1 = Iocos(t + 1) và i2 = Iocos(t + 2) đều cựng cú giỏ trị tức thời là 0,5Io, nhưng một dũng điện đang giảm, cũn một dũng điện đang tăng Hai dũng điện này lệch pha nhau một gúc bằng
Cõu 10 Tại thời điểm t, điện ỏp u 200 2 cos(100 t / 2) (trong đú u tớnh bằng V, t tớnh bằng s) cú giỏ trị 100 2V và đang
giảm Sau thời điểm đú 1/300, điện ỏp này cú giỏ trị là
Câu29: Mắc vào đèn neon một nguồn điện xoay chiều có biểu thức u = 220 √ 2 cos(100 π t - π /2 )(V) Đèn chỉ sáng khi điện áp đặt vào đèn thoả mãn | u | 110 √ 2 (V) Thời gian đèn sáng trong một chu kì là
2
1
1
Câu30: Biểu thức điện xoay chiều giữa hai đầu một đoạn mạch là u = 200cos( ω t - π /2 )(V) Tại thời điểm t1 nào đó,
điện áp u = 100(V) và đang giảm Hỏi đến thời điểm t2, sau t1 đúng 1/4 chu kì, điện áp u bằng bao nhiêu?
A 100 √ 3 V B -100 √ 3 V C 100 √ 2 V D -100 √ 2 V
Câu31: Điện áp giữa hai đầu một đoạn mạch có biểu thức u = U0cos(100 π t)(V) Những thời điểm t nào sau đây điện áp tức thời u U0/ √ 2 ?
Trang 3A 1/400s B 7/400s C 9/400s D 11/400s.
Câu25: Điện áp giữa hai đầu một đoạn mạch điện là u = 310cos(100 π t - π /2 )(V) Tại thời điểm nào gần nhất sau đó,
điện áp tức thời đạt giá trị 155V?