Tài liệu Dòng điện xoay chiều nâng cao docx

Sóng âm là sóng dọc do đó các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền âm Trong hiện tượng giao thoa, ta tổng hợp hai giao động theo quy tắc U U tức là ta đã

Bài 12: Dòng điện xoay chiều

A/ Trả lời cầu hỏi kỳ trước:

1 Sóng âm là sóng dọc do đó các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền âm

Trong hiện tượng giao thoa, ta tổng hợp hai giao động theo quy tắc U U tức là ta

đã tổng hợp 2 giao động điều hoà xảy ra trên cùng 1 phương Vậy dể có kết quả về giao thoa như trong bài học thì 2 âm gặp nhau phải có cùng phương giao động nghĩa là hiện tượng giao thoa sóng âm chỉ xảy ra trên đường thẳng nối 2 nguồn âm Ngoài đường thẳng

đó sẽ không thu được kết quả giao thoa như giao thoa trên mặt chất lỏng

1

M = +U2

2 Bài tập:

a) Tính λ và f:

Khi dịch chuyển ổng từ vị trí cộng hưởng (giao động cực đại) đến vị trí âm gần như tắt hẳn (biên độ giao động cực tiểu) thì khoảng cách này chính là khoảng cách giữa 1 bụng và 1 nút kế nhau, bằng ¼ λ Vậy:

λ /4 =0,51 – 0.34 = 0,17m => λ = 4.0,17 = 0,68m => f= V/λ=340/0,68=500Hz b) Chiều dài AB

Trong ống (không kể A) có 3 bụng sóng => vì có cộng hưởng âm => A là bụng thứ 4: k=3 AB = (2k + 1) λ/4 = (2.3 + 1)λ/4 = 7.0,68/4 = 1,19m

Trạng thái dao động tại C

2asin2 π c os2 (ft - ) π

ở đây d = BC = 1,19 – 0,255 = 0,935m

2asin2 os2 (500t -

2 ) os(100 t - 4 + )

d

C A

B

2a 3

os(100 t + )

sin = 2 os(100 t + )

2

Dao động tại C có biên độ băng 2lần biên độ của nguồn và sơm pha hơn nguồn λ/2

B Bài giảng Dòng điện xoay chiều

I Cách tạo ra dòng điện xoay chiều

Cho 1 khung dây quay đều trong 1 từ trường đều => trong khung xuất hiện suất điện động cảm ứng: e = − φ ( ) t = NBS ω sin( ω ϕ t + ) Eosin( t+ ) = ω ϕ trong đó: Eo = NBS ; pha ban đầu ω

ϕ phụ thuộc điều kiện ban đầu

II Mạch xoay chiều có R, L, C nối tiếp

1 Tổng trở: Z = R2+(Z L−Z c)2

Lưu ý: Nếu cho trước L, C Hai số chỉ có 1 giá trị duy nhất Z

Nều biết Z, R và 1 trong 2 hai đại lượng ZL , ZC thì số có hai giá trị khác

L C

Z −Z = Z −R

2 Góc lệch pha giũa u và i là ϕ

Với tgϕ= ZL ZC

R

−

ϕ>o thi u sớm pha hơn i ; ϕ<o thi u trễ pha hơn i

Chú ý : Trong các bài tập, bài thi, thông thường người ta cho biểu thức của u trước

và yêu cầu viết biểu thức của i sau vì thế nều tính theo công thức trên, khi ϕ<o trong biểu thức của i phải lấy giá trị (+) và ngược lại

Ví dụ: Cho mạch điện như hình vẽ, hiệu điện thế đặt vào mạch

200 2 sin100 ( )

K2

C2

K1

C1

L,R2

R1

A

U

R1 = 50Ω

2

3

F C

π − = π − F

RA không đáng kể

+ Khi K1 đóng, K2 mở chỉ 98

5A và i trễ pha hơn u gócϕ1

: A

+ Khi K1 mở, K2 đóng: i sớm pha hơn u góc 2 1

2

π

ϕ = − ϕ

a) Tính R2, L, ϕ ϕ1, 2

b) Đóng cả 2K, Ămpe kế chỉ bao nhiêu? viết biểu thức của i

Giải:

a) Tính R2, L, ϕ ϕ1, 2:

ZC1=

4 1

50 2

10 100

π −

2

4 2

300 2

10 100

C

Z

π −

K 1 đóng K 2 mở:

50 5 0,8 5

U Z I

Từ

( L c) (50 5) (50 ) ( L 50)

(1)

I trước pha hơn u => UL > UC :tg 1

1

1 2 50

L c L

2

50

(2)

U

L

U→

U→

R

U→

1 ϕ I

C

→

K 1 mở, K 2 đóng:

i sớm pha hơn u => UC>UL => Về độ lớn

2 2

300 50

tg

π

1

g

1 2 1

tg tgϕ ϕ = (4)

→

L

U

2 ϕ

I

→

U→

U→

Từ (1) và (4)

(50 5) ( 50)(300 ) ( 50)

2500 5 ( 50)(300 50) ( 50)250

2500.5

50 100 250

100 1 100

L L

Z Z

Thay vào (4)

2 2

1

1 2

(50 ) (100 50)(300 100) 50.200

0 50 50.200 100 50

100 50 1

0, 464

50 50 2 1,57 0, 464 1,106 2

L c

R

rad

π

b) Đóng cả 2 K

π + π − = π −

4

1 2

2

1 300

10

3

300

7

3 100 65

100 1 (1 )

c

L C

Z

π −

2

ămpe kế chỉ

1 2

200 200.7

1,763

100 65 / 7 100 65

100 300 / 7 7

0,519 0

L C

U

Z

R R rad

ϕ ϕ

+

tg

i trước pha hơn u

Biểu thức của i:i I = 2 sin( ω ϕ t − ) 1,736 2 sin(100 = π t − 0,519) A

3 Công suất cuả dòng xoay chiều

Công suất tiêu thụ trong mạch xoay chiều P=UIcosϕ từ giản đồ vectơ:

1

os =

Như vậy công suất tiêu thụ trong mạch xoay chiều chỉ là công suất tiêu thụ trên điện trở R, còn ZL,ZC không tiêu thụ công suất

Chú ý: Dù u sớm pha hơn i hay trễ pha hơn i thì cosϕ có giá trị như nhau Do đó nêư biết cosϕ ta chưa thể xác định được u sớm pha hơn i hay ngược lại

Ví dụ 2:

A L

U

C R

V

240 2 sin100

75 ,

π

=

= Ω Θ ≈ ∞

L

π

2

B

a) Tính C và số chỉ vônkế

b) viết biểu thức của i và cảu UAB trong 2 trường

hợp Tính công suất tiêu thụ

Giải :

2 2

1 2

1

100 100

Z 2

(75 2) 75 75

100 75 25

100 75 175

L

C C

C

2

Z Z

Z

π ϕ





Có 2 giá trị của C

4 1

1

5 2

2

1, 27.10 25.100.3,14

1,82.10 175.100.3,14

240

1,6 2

75 2

C

C

Z

Z

U

I

ω

ω

−

−

1 75 25 25 10

Vônkế chỉ UAB = I ZAB = 1,6 2.25 10 80 5 178,9 = ≈ V

Nếu ZC2 = 175Ω ZAB = 752+ 1752 = 25 32+ 72 = 25 9 49 190, 4 + ≈ Ω

Vônkế chỉ UAB = I ZAB = 1,6 2 190, 4 403,8 x = V

b) Viết biểu thức của i, u

os =

2

ϕ

4

π

ϕ =

1 1, 27.10

Zc1<ZL => i trễ pha hơn u

1

2 1,6 2 2 3, 2

3, 2sin(100 )

4

o

L

U→

U→

R

U→

V

U→

1

C

U→

ϕ2

ϕ1

R

25 1

0,322

75 3

C c

ϕ = = = = ⇒ ϕ ≈

UAB trễ pha hơn u góc ϕ1 + ϕ2 =π/4 + 0,322 = 1,107rad

178,9 2 sin(100 1,107)

Trường hợp C2= 1,82.10-5F

ZC2>ZL => i sớm pha hơn u 2 3, 2sin(100 )

4

π π

UC

ϕ2

ϕ

UL

UR

UAB trễ pha hơn u gócϕ2

2 2 2

175 350 7

75 150 3 1,166

c Z tg

R rad

ϕ ϕ

V

UAB trễ pha hơn u ϕ2 - ϕ1=1,166 - π/4 = 0,381 rad

403,8 2 sin(100 0,381)( )

os =240.1,6 2 384w

2

Câu hỏi và bài tập về nhà:

1) Làm thế nào để nhận biết cuộn dây trong mạch co điện trử hay không ?

2) Bài tập: Một khung dây hình chữ nhật kích thước 15cmx20cm gồm 200 vòng dây quay đều trong 1 từ trường đều B=0,15T với tốc độ 3000vòng/phút

a) viết biểu thức của suất điện động cảm ứng trong khung lấy thước điểm là t=0 là lúc mật khung vuông góc với đường sức

b) tính e tại các thời điểm t1=0,005s và t2 =0,01s

3) Làm các bài tập trong bộn đề thi tuyển sinh 43(2), 4(2), 2(2)