Nội dung của tài liệu là tổng hợp toàn bộ công thức cũng như những lý thuyết trọng tâm trong chương trình vật lý 12 cơ bản. Tài liệu sẽ giúp người học nhanh chóng hệ thông được kiến thức của môn học cũng như các công thức cần nhớ, ngoài ra tài liệu còn hướng dẫn cách bấm máy tính casio để vận dụng vào giải các bài toán
Trang 1Lý thuyết – Công thức Lý 12CB
Chương I DAO ĐỘNG CƠ
I DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
1 Lý thuyết
+ Dao động cơ là chuyển động lặp đi lặp lại của một vật quanh một vị trí đặcbiệt gọi là vị trí cân bằng Vị trí cân bằng thường là vị trí khi vật đứng yên.+ Dao động tuần hoàn là dao động mà trạng thái chuyển động của vật đượclặp lại như cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau Trạng thái chuyểnđộng được xác định bởi vị trí và chiều chuyển động
+ Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm côsin(hay sin) của thời gian
+ Phương trình dao động điều hoà: x = Acos(t + ), trong đó:
x là li độ hay độ dời của vật khỏi vị trí cân bằng; đơn vị cm, m;
A là biên độ dao động, luôn dương; đơn vị cm, m;
là tần số góc của dao động; đơn vị rad/s;
(t + ) là pha của dao động tại thời điểm t; đơn vị rad;
là pha ban đầu của dao động, có thể dương, âm hoặc bằng không; đơn vịrad
+ Điểm P dao động điều hòa trên một đoạn thẳng luôn luôn có thể được coi
là hình chiếu của một điểm M chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạnthẳng đó
+ Chu kì T của dao động điều hòa là khoảng thời gian để thực hiện một daođộng toàn phần; đơn vị giây (s)
+ Tần số f của dao động điều hòa là số dao động toàn phần thực hiện đượctrong một giây; đơn vị héc (Hz)
+ Liên hệ giữa , T và f: = T
2 = 2f
+ Vận tốc là đạo hàm bậc nhất của li độ theo thời gian:
v = x' = - Asin(t + ) = Acos(t + + 2
)
Véc tơ�vluôn hướng theo chiều chuyển động; khi vật chuyển động theo
chiều dương thì v > 0; khi vật chuyển động ngược chiều dương thì v < 0.+ Gia tốc là đạo hàm bậc nhất của vận tốc (đạo hàm bậc hai của li độ) theothời gian: a = v' = x’’ = - 2Acos(t + ) = - 2x
Véc tơ�aluôn hướng về vị trí cân bằng, có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ.
Trang 2+ Khi đi từ vị trí cân bằng ra biên: |v| giảm; |a| tăng; �v �a.
+ Khi đi từ biên về vị trí cân bằng: |v| tăng; |a| giảm; �v �a.
+ Tại vị trí biên (x = A): v = 0; |a| = amax = 2A
+ Tại vị trí cân bằng (x = 0): |v| = vmax = A; a = 0
+ Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của li độ, vận tốc và gia tốc của vật daođộng điều hòa theo thời gian là một đường hình sin
+ Quỹ đạo chuyển động của vật dao động điều hòa là một đoạn thẳng
2 Công thức
+ Li độ: x = Acos(t + )
+ Vận tốc: v = x’ = - Asin(t + ) = Acos(t + + 2
)
+ Gia tốc: a = v’ = x’’ = - 2Acos(t + ) = - 2x
+ Liên hệ giữa tần số góc, chu kì và tần số: = T
2 = 2f
+ Công thức độc lập: A2 = x2 +
2 2
v
=
2 4
a
+
2 2
v
+ Những cặp lệch pha nhau 2
(x và v hay v và a) sẽ thỏa mãn công thứcelip:
về phía vị trí cân bằng
Fhp max = kA khi vật đi qua các vị trí biên (x = A);
Fhp min = 0 khi vật đi qua vị trí cân bằng
+ Trong một chu kì, vật dao động điều hòa đi được quãng đường 4A Trongnữa chu kì, vật đi được quãng đường 2A Trong một phần tư chu kì, tính từbiên hoặc vị trí cân bằng thì vật đi được quãng đường bằng A, nhưng tính từcác vị trí khác thì vật đi được quãng đường A
2
Trang 3+ Tốc độ trung bình: vtb =
s t
+ Các vị trí đặc biệt (ghi nhớ để viết nhanh phương trình dao động):
Vị trí cân bằng x = 0: |v| = vmax = A; Wđ = Wđmax; a = 0; Wt = 0; chọn t
= 0 khi x = 0 thì = 2
( > 0 khi v < 0; < 0 khi v > 0)
Vị trí biên x = A: v = 0; |a| = amax = 2A; Wđ = 0; Wt = Wtmax; chọn t = 0khi x = A thì = 0; chọn t = 0 khi x = - A thì = π
Vị trí x = 2
A
: |v| =
ax 32
(v > 0 thì < 0; v < 0 thì > 0)
Vị trí x =
22
A
: |v| =
ax 22
m
v
; Wđ = Wt; chọn t = 0 khi x =
22
A
thì =
3 4
Vị trí x =
32
A
thì = 6
;khi x = -
.+ Đọc, tính các số liệu của dao động điều hoà trên đồ thị:
- Biên độ A: đó là giá trị cực đại của x theo trục Ox
- Chu kì T: khoảng thời gian giữa hai thời điểm gần nhau nhất mà x = 0hoặc |x| = A là 2
T
Trang 4
; x0 = A thì = 0; x0 = - A thì = ; x0 = 2
A
và x tăngkhi t tăng thì = -3
A
và x giảmkhi t tăng thì = 6
Trang 6+ Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động.
+ Cơ năng của con lắc được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát
+ Wđ = Wđ khi x =
22
A
; thời gian giữa 2 lần liên tiếp để Wđ = Wđ là 4
T
+ Li độ, vận tốc, gia tốc, lực kéo về biến thiên điều hòa cùng tần số
+ Thế năng, động năng của vật dao động điều hòa biến thiên tuần hoàn cùngtần số và tần số đó lớn gấp đôi tần số của li độ, vận tốc, gia tốc
+ Khi vật đi từ vị trí cân bằng ra biên: Wđ ; Wt
+ Khi vật đi từ biên về vị trí cân bằng: Wđ ; Wt
+ Tại vị trí cân bằng (x = 0): Wt = 0; Wđ = Wđmax = W
+ Tại vị trí biên (x = A): Wđ = 0; Wt = Wtmax = W
k m
2
W
1 W
d t
A x
Trang 7Lý thuyết – Công thức Lý 12CB
+ Tỉ số giữa động năng và cơ năng:
2W
1W
A n
Chiều dài cực đại của lò xo: lmax = l0 + l0 + A
Chiều dài cực tiểu của lò xo: lmin = l0 + l0 – A
Chiều dài lò xo ở li độ x:
l = l0 + l0 + x nếu chiều dương hướng xuống;
l = l0 + l0 - x nếu chiều dương hướng lên
Lực đàn hồi cực đại: Fmax = k(A + l0)
Lực đàn hồi cực tiểu: A l0: Fmin = 0; A < l0: Fmin = k(l0 – A)
Độ lớn của lực đàn hồi tại vị trí có li độ x:
Fđh= k|l0 + x| nếu chiều dương hướng xuống
Fđh = k|l0 - x| nếu chiều dương hướng lên
Trong 1 chu kì nếu (l0: độ giãn của lò xo ở vị trí cân bằng; A: biên độ):
- Thời gian lò xo bị giãn bằng 2 lần lò xo bị nén thì l0 = A - 2
A
- Thời gian lò xo bị giãn bằng 5 lần lò xo bị nén thì l0 = A -
32
A
.+ Lực tác dụng lên điểm treo lò xo là lực đàn hồi: F = k|l0 + x|
Trang 8Lý thuyết – Công thức Lý 12CB
Con lắc lò xo nằm trên mặt phẵng nghiêng góc : l0 =
sin
mg k
.+ Hai lò xo ghép: nối tiếp: k =
+ Thao tác trên máy: SHIFT MODE 1 (màn hình xuất hiện Math) MODE
2 (màn hình xuất hiện CMPLX để diễn phức) SHIFT MODE 4 (chọn đơn
+ Con lắc đơn gồm một sợi dây có khối lượng không đáng kể, không dãn,
chiều dài l, một đầu được gắn cố định, đầu kia được gắn vật nặng có kích
thước không đáng kể và có khối lượng m
+ Phương trình dao động của con lắc đơn khi sin (rad):
s = S0cos(t + ) hoặc = 0 cos(t + ); trong đó = l
độ địa lí trên Trái Đất và phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường đặt con lắc.+ Xác định gia tốc rơi tự do nhờ con lắc đơn: g =
2 2
4 l T
.+ Khi con lắc đơn dao động điều hòa có sự chuyển hóa qua lại giữa độngnăng và thế năng nhưng tổng của chúng tức là cơ năng sẽ được bảo toàn nếu
bỏ qua mọi ma sát
+ Khi vật chuyển động từ vị trí cân bằng ra biên: Wđ ; Wt
+ Khi vật chuyển động từ biên về vị trí cân bằng: Wđ ; Wt
+ Tại vị trí cân bằng (α = 0): Wt = 0; Wđ = Wđmax = W
8
Trang 9+ Nếu con lắc có chiều dài l1 dao động với chu kì T1, con lắc có chiều dài l2
dao động với chu kì T2, con lắc có chiều dài (l1 + l2) dao động với chu kì T+,
con lắc có chiều dài (l1 – l2) với l1 > l2 dao động với chu kì T- thì ta có mốiliên hệ:
).+ Chu kỳ của con lắc đơn thay đổi theo độ cao, độ sâu so với mặt đất:
- Khi đưa lên độ cao h: Th = T(1 +
h
R );
- Khi đưa xuống độ sâu d: Td = (1 +
1 2
Trang 10Lý thuyết – Công thức Lý 12CB
+ Khi đưa xuống sâu mà nhiệt độ thay đổi:
2 1
86400
T
T
.+ Con lắc đơn chịu thêm các lực khác ngoài trọng lực:
)(
m
F
g
Thang máy đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều: T = 2 g
l
.Thang máy đi lên nhanh dần đều hoặc đi xuống chậm dần đều với gia tốc
* Tìm đại lượng chưa biết trong một biểu thức nhờ chức năng SOLVE trong
máy tính fx-570ES (dùng trong COMP: tính toán chung; bấm MODE 1):
10
Trang 11Lý thuyết – Công thức Lý 12CB
Bấm MODE 1 (để tính toán chung), bấm SHIFT MODE 1 (màn hình xuất hiện Math), nhập biểu thức có chứa đại lượng cần tìm (để có dấu = trong biểu thức, bấm ALPHA CALC, để nhập đại lượng cần tìm (được gọi
là X), bấm ALPHA ), để hiển thị giá trị của X, bấm SHIFT CALC = (với
những biểu thức hơi phức tạp thì thời gian chờ để hiễn thị kết quả hơi lâu,đừng sốt ruột)
IV DAO ĐỘNG TẮT DẦN DAO ĐỘNG CƯỞNG BỨC
1 Lý thuyết
+ Khi không có ma sát, con lắc dao động điều hòa với tần số riêng f0; tần sốriêng của con lắc chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của con lắc
+ Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian
+ Nguyên nhân: Do ma sát, do lực cản của môi trường làm cơ năng giảm nênbiên độ giảm
+ Đặc điểm: Biên độ của dao động giảm càng nhanh khi lực cản của môitrường càng lớn
+ Trong quá trình vật dao động tắt dần thì chu kỳ, tần số của dao động khôngthay đổi
Các thiết bị đóng cửa tự động hay bộ phận giảm xóc của ôtô, xe máy, … lànhững ứng dụng của dao động tắt dần
+ Dao động cưỡng bức là dao động chịu tác dụng của một ngoại lực tuầnhoàn F = F0cos(t + )
+ Đặc điểm: Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằngtần số f của lực cưỡng bức Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vàobiên độ của lực cưỡng bức, vào lực cản trong hệ dao động và vào sự chênhlệch giữa tần số cưỡng bức f và tần số riêng f0 của hệ Biên độ của lực cưỡngbức càng lớn, lực cản càng nhỏ và sự chênh lệch giữa f và f0 càng ít thì biên
độ của dao động cưỡng bức càng lớn
+ Dao động duy trì là dao động có biên độ không đổi, có tần số bằng tần sốriêng (f0)
+ Đặc điểm: Dao động duy trì có biên độ không đổi và dao động với tần sốriêng của hệ; biên độ không đổi là do trong mỗi chu kỳ đã bổ sung nănglượng đúng bằng phần năng lượng hệ tiêu hao do ma sát
+ Hiện tượng cộng hưởng là hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăngnhanh đến giá trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức tiến đến bằng tần sốriêng f0 của hệ dao động
+ Điều kiện cộng hưởng: f = f0
+ Đặc điểm: Khi lực cản nhỏ thì sự cộng hưởng rỏ nét (cộng hưởng nhọn),khi lực cản lớn thì sự cộng hưởng không rỏ nét (cộng hưởng tù)
2 Công thức
Trang 12; đó cũng là khoảng cáchgiữa vị trí cân bằng mới so với vị trí cân bẵng cũ
Độ giảm biên độ sau mỗi chu kì: A = k
mg
4
� �.
A mg
Ak A
Thời gian chuyển động: t = N.T
+ Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi f = f0 hay = 0 hoặc T = T0
V TỔNG HỢP DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
1 Lý thuyết
+ Mỗi dao động điều hòa được biểu diễn bằng một véc tơ quay Véc tơ này
có gốc tại gốc tọa độ của trục Ox, có độ dài bằng biên độ dao động A và hợpvới trục Ox một góc bằng pha ban đầu
+ Phương pháp giãn đồ Fre-nen: lần lượt vẽ hai véc tơ quay biểu diễn haidao động thành phần, sau đó vẽ véc tơ tổng của hai véc tơ trên Véc tơ tổng
là véc tơ quay biểu diễn dao động tổng hợp
+ Công thức tính biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp:
Khi x1 và x2 cùng pha (2 - 1 = 2kπ) thì A = A1 + A2 (cực đại)
Khi x1 và x2 ngược pha (2 - 1 = (2k + 1)π) thì A = |A1 - A2| (cực tiểu) Khi x1 và x2 vuông pha (2 - 1 = (2k + 1) 2
) thì A =
Trang 13Lý thuyết – Công thức Lý 12CB
x = x1 + x2 = Acos(t + ); với A và được xác định bởi:
A2 = A1 + A2 + 2 A1A2 cos (2 - 1); tan = 1 1 2 2
2 2 1 1
coscos
sinsin
A A
.Hai dao động cùng pha (2 - 1 = 2k): A = A1 + A2
Hai dao động ngược pha (2 - 1)= (2k + 1)): A = |A1 - A2|
Hai dao động vuông pha (2 - 1) = (2k + 1) 2
): A =
2 2
1 2
A A .
Với độ lệch pha bất kỳ: | A1 - A2 | A A1 + A2
* Dùng máy tính fx-570ES, giải bài toán tổng hợp dao động:
+ Thao tác trên máy: bấm SHIFT MODE 4 (trên màn hình xuất hiện chữ
R để dùng đơn vị góc là rad); bấm MODE 2 (để diễn phức); nhập A1; bấm
SHIFT (-) (trên màn hình xuất hiện dấu để nhập góc); nhập 1; bấm +;
nhập A2; bấm SHIFT (-); nhập 2; bấm =; bấm SHIFT 2 3 =; màn hình hiễn thị A .
+ Trường hợp biết một dao động thành phần x1 = A1cos(t + 1) và dao độngtổng hợp x = Acos(t + ) thì dao động thành phần còn lại x2 = x – x1: thựchiện phép trừ số phức
+ Trường hợp tổng hợp nhiều dao động điều hòa cùng phương cùng tần số
x = x1 + x2 + + xn: thực hiện phép cộng nhiều số phức
Trang 14Lý thuyết – Công thức Lý 12CB
Chương II SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM
I SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ
1 Lý thuyết
+ Sóng cơ là dao động cơ lan truyền trong môi trường vật chất
+ Sóng ngang là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theophương vuông góc với phương truyền sóng
Sóng ngang chỉ truyền được trên mặt nước và trong chất rắn
+ Sóng dọc là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theophương trùng với phương truyền sóng
Sóng dọc truyền được cả trong chất khí, chất lỏng và chất rắn
Sóng cơ (cả sóng dọc và sóng ngang) không truyền được trong chânkhông
+ Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào môi trường: vrắn > vlỏng > vkhí
+ Khi truyền từ môi trường này sang môi trường khác tốc độ truyền sóngthay đổi, bước sóng thay đổi còn tần số (chu kì, tần số góc) của sóng thìkhông thay đổi
+ Trong sự truyền sóng, pha dao động truyền đi còn các phần tử của môitrường không truyền đi mà chỉ dao động quanh vị trí cân bằng
+ Bước sóng : là khoảng cách giữa hai phần tử sóng gần nhau nhất trênphương truyền sóng dao động cùng pha Bước sóng cũng là quãng đường màsóng truyền đi được trong một chu kỳ: = vT =
.
14
Trang 152) thì hai dao động ngược pha
II GIAO THOA SÓNG
1 Lý thuyết
+ Hai nguồn kết hợp là hai nguồn dao động cùng phương cùng tần số (cùngchu kì, cùng tần số góc) và có hiệu số pha không thay đổi theo thời gian Hainguồn kết hợp cùng pha là hai nguồn đồng bộ
+ Hai sóng do hai nguồn kết hợp phát ra là hai sóng kết hợp
+ Giao thoa sóng là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng kết hợp trong khônggian, trong đó có những vị trí biên độ sóng tổng hợp được tăng cường hoặc
2 Công thức
+ Nếu phương trình sóng tại hai nguồn S1; S2 là: u1 = Acos(t + 1); u2
= Acos(t + 2) thì phương trình sóng tại M (tổng hợp hai sóng từ S1 và S2
truyền tới) là (với S1M = d1; S2M = d2):
(d 2 d1)
+ 2
)|
(d 2 d1)
+ 2
= kπ; k Z
(d 2 d1)
+ 2
= (k +
1
2)π; k Z
+ Số cực đại, cực tiểu trên đoạn thẳng nối hai nguồn (S1S2) là số các giá trịcủa k Z; tính theo công thức:
Trang 16
S S
.+ Số cực đại, cực tiểu trên đoạn thẳng MN trong vùng giao thoa là số giá trịcủa k Z; tính theo công thức:
Cực tiểu:
+ Sóng phản xạ cùng tần số và cùng bước sóng với sóng tới
+ Nếu vật cản cố định thì tại điểm phản xạ, sóng phản xạ ngược pha với sóngtới và triệt tiêu lẫn nhau (ở đó có nút sóng)
+ Nếu vật cản tự do thì tại điểm phản xạ, sóng phản xạ cùng pha với sóng tới
và tăng cường lẫn nhau (ở đó có bụng sóng)
+ Sóng tới và sóng phản xạ nếu truyền theo cùng một phương, thì có thể giaothoa với nhau, và tạo ra một hệ sóng dừng
+ Trong sóng dừng có một số điểm luôn luôn đứng yên gọi là nút, và một sốđiểm luôn luôn dao động với biên độ cực đại gọi là bụng
+ Khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liền kề của sóng dừng là 2
.+ Khoảng cách giữa nút và bụng liền kề của sóng dừng là 4
16
Trang 17Lý thuyết – Công thức Lý 12CB
+ Hai điểm đối xứng qua bụng sóng luôn dao động cùng biên độ và cùngpha Hai điểm đối xứng qua nút sóng luôn dao động cùng biên độ và ngượcpha
+ Các điểm nằm trên cùng một bó sóng thì dao động cùng pha Các điểmnằm trên hai bó sóng liền kề thì dao động ngược pha
2 Công thức
+ Khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liền kề trong sóng dừng là 2
.+ Khoảng cách giữa nút và bụng liền kề trong sóng dừng là 4
.+ Biên độ dao động của điểm M trên dây cách nút sóng (hay đầu cố định)một khoảng d: AM = 2A|cos(2π
d
+ 2
)|
+ Biên độ dao động của điểm M trên dây cách bụng sóng (hay đầu tự do)một khoảng d: AM = 2A|cos2π
+ Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây có chiều dài l với:
Hai đầu là hai nút: l = k 2
; một đầu là nút, một đầu là bụng: l = (2k + 1)4
.+ Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp để tất cả các điểm trên sợi dây cósóng dừng đi qua vị trí cân bằng (sợi dây duỗi thẳng) là 2
T
Trang 18
ALPHA ); nhập xong hàm bấm = (màn hình hiện Start?); bấm giá trị ban
đầu của X (thường là 0); bấm = (màn hình hiện End?); bấm giá trị cuối của
X (thường là 9); bấm = (màn hình hiện Step?); bấm giá trị của bước nhảy
(thường là 1); bấm = (màn hình xuất hiện bảng (3 cột) các giá trị của f (X) theo X; bấm �(xuống); (lên) để chọn các giá trị của k (X) và , v hoặc f(f(X)) thích hợp
18
Trang 19+ Tần số của âm phát ra bằng tần số dao động của nguồn âm.
+ Sóng âm truyền được trong môi trường đàn hồi (rắn, lỏng, khí)
+ Âm không truyền được trong chân không
+ Trong một môi trường, âm truyền với một tốc độ xác định
+ Trong chất lỏng và chất khí thì sóng âm là sóng dọc, còn trong chất rắn thìsóng âm có thể là sóng dọc hoặc sóng ngang
+ Âm nghe được (âm thanh) có tần số từ 16 Hz đến 20000 Hz
+ Âm có tần số dưới 16 Hz gọi là hạ âm; trên 20000 Hz gọi là siêu âm + Về phương diện vật lí, âm được đặc trưng bằng tần số của âm, cường độ
âm (hoặc mức cường độ âm) và đồ thị dao động của âm
+ Ba đặc trưng sinh lí của âm là: độ cao, độ to và âm sắc
+ Độ cao của âm là đặc trưng liên quan đến tần số của âm
+ Độ to của âm là đặc trưng liên quan đến mức cường độ âm L
+ Âm sắc là đặc trưng của âm giúp ta phân biệt được các âm phát ra từ cácnguồn khác nhau (âm sắc liên quan đến đồ thị dao động âm)
+ Tần số sóng âm do dây đàn phát ra (hai đầu cố định): f = k l
v
2 .+ Tần số sóng âm do ống sáo phát ra (một đầu cố định một đầu từ do:
f = (2k + 1) l
v
4 .
+ Trong một quãng tám gồm các nốt nhạc đồ, rê, mi, pha, sol, la, xi, đô thì
nốt mi và nốt pha, nốt xi và nốt đô cách nhau nữa cung còn các nốt liền kềnhau khác cách nhau một cung Hai nốt nhạc cách nhau nữa cung thì có:f
cường độ âm): lga = b a = 10b; lg(a.b) = lga + lgb; lg
a
b = lga – lgb.
Trang 20Lý thuyết – Công thức Lý 12CB
20
Trang 21Lý thuyết – Công thức Lý 12CB
Chương III DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
I ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
1 Lý thuyết
+ Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến thiên điều hòa theothời gian
+ Biểu thức của i và u: i = I0cos(t + i); u = U0cos(t + u)
Trong một giây dòng điện xoay chiều đổi chiều 2f lần
+ Những đại lượng đặc trưng cho dòng điện xoay chiều:
- Các giá trị tức thời, cực đại, hiệu dụng của i, u, e
- Tần số góc, tần số, chu kì, pha và pha ban đầu
+ Người ta tạo ra dòng điện xoay chiều bằng máy phát điện xoay chiều Máyphát điện xoay chiều hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ
+ Để đo các giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều người ta dùng cácdụng cụ đo hoạt động dựa vào tác dụng nhiệt của dòng điện xoay chiều
+ Suất điện động cực đại trong khung dây (có N vòng dây) của máy phátđiện: E0 = 0 = NBS
+ Các giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều:
U
; E =
02
E
; số chỉ của dụng cụ đo dòng điện xoay chiều
là giá trị hiệu dụng của đại lượng cần đo
II CÁC LOẠI MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
Trang 22
Lý thuyết – Công thức Lý 12CB
Tụ điện cho dòng điện xoay chiều “đi qua”, nhưng cũng cản trở dòng điệnxoay chiều Đại lượng đặc trưng cho tác dụng cản trở dòng điện xoay chiềucủa tụ điện gọi là dung kháng: ZC = C
1 =
2 Công thức
+ Cảm kháng: ZL = L = 2πfL Dung kháng: ZC = C
1 =
1
2 fC .+ Định luật Ôm: I =
Giữa hai đầu điện trở thuần: uR = RI0cos(t + i)
Giữa hai đầu cuộn cảm thuần: uL = LI0cos(t + i + 2
)
Giữa hai bản của tụ điện: uC =
0
I C
cos(t + i - 2
)
+ Đoạn mạch chỉ có L hoặc C hoặc có cả L và C (mà không có R) thì:
2 0
2 2 0
2
U
u I
i
= 1
III MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP
Trang 23Lý thuyết – Công thức Lý 12CB
- Nếu ZL > ZC thì > 0 (u sớm pha hơn i): mạch có tính cảm kháng
- Nếu ZL < ZC thì < 0 (u trể pha hơn i): mạch có tính dung kháng
+ Cộng hưởng: Khi ZL = ZC hay =
1
LC thì Z = Zmin = R; I = Imax =
U
R ;
= 0 Đó là trường hợp đoạn mạch có cộng hưởng điện
+ Giãn đồ véc tơ cho các điện áp trên đoạn mạch RLC:
I
I
;
02
U
U
; UR = IR; UL = IZL; UC = IZC.+ Công thức tính độ lệch pha giữa u và i: tan = R
Nếu u = U0cos(t + u) thì i = I0cos(t + u - ).+ Cộng hưởng điện: Khi: ZL = ZC hay = 2f = LC
Trang 24R LC R C .
+ Mạch RLC có f thay đổi: Khi f = f1 hoặc f = f2 (f1 ≠ f2) trong mạch có cácđại lượng Z; I; UR; UC; P; cos là như nhau, còn 1 = - 2 thì mạch có cộnghưởng khi f2 = f1f2
* Giải một số bài tập về dòng điện xoay chiều nhờ máy tính fx-570ES:
Trang 25Thao tác trên máy: Bấm MODE 2 (để diễn phức); bấm SHIFT MODE 4
(chọn đơn vị đo góc là rad); nhập I0; bấm SHIFT (-) (màn hình xuất hiện
Thao tác trên máy: Bấm MODE 2 (để diễn phức), bấm SHIFT MODE 4
SHIFT (-) (màn hình xuất hiện để nhập góc), nhập i, bấm � (xuống
mẫu số), nhập R + r, bấm +, bấm (ZL – ZC), bấm ENG (nhập đơn vị ảo i),
bấm > (lên khỏi mẫu số), bấm = (hiễn thị kết quả dạng a + bi); bấm
SHIFT 2 3 = (hiễn thị kết quả I0 i)
+ Xác định các thông số Z, R, ZL, ZC khi biết u và i (bài toán hộp đen): thựchiện phép chia hai số phức: Z =
u
i
Bấm MODE 2 (màn hình xuất hiện CMPLX để diễn phức); bấm SHIFT
MODE 4 (chọn đơn vị đo góc là rad); bấm (để nhập phân số);nhập U0; bấm SHIFT (-) (màn hình xuất hiện để nhập góc); nhập u; bấm
� (xuống mẫu số); nhập I
0; bấm SHIFT (-) (màn hình xuất hiện để nhập
góc); nhập i; bấm > (lên khỏi mẫu số); bấm = (hiễn thị kết quả dạng
a + bi) Xác định được R = a; (ZL – ZC) = b (b > 0: đoạn mạch có tính cảmkháng; b < 0: đoạn mạch có tính dung kháng) Để xác định Z và , bấm
SHIFT 2 3 (hiễn thị Z )
+ Cộng trừ các điện áp tức thời trên đoạn mạch xoay chiều mắc nối tiếp:thực hiện bài toán cộng trừ số phức như bài toán tổng hợp dao động