Tóm tắt các công thức và cách giải bài tập vật lý doc

dòng điện xoay chiều
I. HIU IN TH DAO NG IU HềA
1. T thụng:
0
cos( ) cos( ) ( )NBS t t Wb

= + = +
2. Sut in ng tc thi:
'
d
e
dt

= =
;
0
sin( ) ( ) sin( )e NBS t V E t

= + = +
0 0
sin( ) cos( )
2
e E t E t


= + = +
;
sin cos( )
2

=
3. Hiu in th tc thi:
0
cos( )
u
u U t

= +
II. DềNG IN XOAY CHIU
1. Cng dũng in tc thi:

= +
0
cos( ) (A)
i
i I t
2. Cỏc giỏ tr hiu dng:
0 0 0
; ;
2 2 2
I U E
I U E
= = =
3. Tn s gúc ca dũng in xoay chiu:
2
2 (rad/s)f
T


= =

Chỳ ý: Nu dũng in xoay chiu dao ng vi tn s
f
thỡ trong
1s
i chiu
2 f
ln.
Nam chõm in c to ra bng dũng in xoay chiu dao ng vi tn s
f
thỡ
nú rung vi tn s
' 2f f=
. Hoc t trng ca nú bin thiờn tun hon vi tn s
' 2f f=
4. Cỏc phn t tiờu th in
a. in tr:
( )R
nh lut Ohm:
0 0
;
R R
U IR U I R
= =

cuứng pha vụựi i: 0
R
u

=
b. Cm khỏng:

2 ( )
L
Z L L f

= =
nh lut Ohm:
0 0
;
L L L L
U IZ U I Z
= =

nhanh pha vụựi i:
2
L
u


=
c. Dung khỏng:
1 1
( )
2
C
Z
C C f

= =

nh lut Ohm:

0 0
;
C C C C
U IZ U I Z
= =

chaọm pha vụựi i:
2
C
u


=
5. c im on mch thun RLC ni tip:
a. Tng tr:
2 2
( )
L C
Z R Z Z
= +
b. lch pha (u so vi i):
: u sụựm pha hụn i
tan : u cuứng pha vụựi i
: u treó pha hụn i
L C
L C L C
L C
R
L C
Z Z

Z Z U U
Z Z
R U
Z Z

>



= = =


<

R
L
C


c. Định luật Ohm:
= =
0
0
;
U
U
I I
Z Z
d. Cơng suất tiêu thụ trên đoạn mạch:
cos ; Hệ số công suất:cos

R
UR
P UI
Z U
ϕ ϕ
= = =
Chú ý: Với mạch hoặc chỉ chứa L, hoặc chỉ chứa C, hoặc chứa LC khơng tiêu thụ cơng suất (
0P =
)

ω ω ϕ
ϕ ϕ ϕ ϕ
ω ω ϕ
= =

= − =−

= =

0 0
u i
0 0
Nếu cos t thì cos( t+ )
;
Nếu cos t thì cos( t- )
i u i u
i I u U
u U i I
e. Giản đồ véc tơ: Ta có:
0 0 0 0

R L C
R L C
u u u u
U U U U
= + +



= + +


uur uuur uuur uuur
6. Liên hệ giữa các hiệu điện thế hiệu dụng trong đoạn mạch thuần RLC nối tiếp:
Từ
2 2
( )
L C
Z R Z Z
= + −
suy ra
2 2
( )
R L C
U U U U
= + −
Tương tự
2 2
RL L
Z R Z
= +

suy ra
2 2
RL R L
U U U
= +
Tương tự
2 2
RC C
Z R Z
= +
suy ra
2 2
RC R C
U U U
= +
ng tự
LC L C
Z Z Z
= −
suy ra
LC L C
U U U= −
III. BÀI TỐN CỰC TRỊ
1. Hiện tượng cộng hưởng:
Điều kiện cộng hưởng
2
1
0
L C
u

i
Z Z
LC
ω
ϕ

=


=


=


thì
min Max
min
I
U U
Z R
Z R
= ⇒ = =
.
R
L
C
•
•
0

U
R
uuur
0
U
L
uuur
0
U
C
uuur
0
U
LC
uuuur
0
U
AB
uuuur
0
I
uur
O
i
0
U
R
uuur
0
U

L
uuur
0
U
C
uuur
0
U
LC
uuuur
0
U
AB
uuuur
0
I
uur
O
i
0
U
R
uuur
0
U
L
uuur
0
U
C

uuur
0
U
AB
uuuur
0
I
uur
O
i
Suy ra
2
2
min
cos 1
Max M M
U
P I R UI
R
R
Z
ϕ
= = =
= =
. Chú ý
0 0
0 0
R
U U
U I


↑↑

↑↑


uuur uur
uur uur
2. Khi L,C không đổi R thay đổi:
Công suất
2
2
2
2
( )

( )
L C
M
L C
m
Z z
U
P I R P R
Z Z
R
R
R
 
−

= = ⇒ ⇔ +
 
−
 
+
2 2
2
2 2
R
( ) ( )
Maø . ( ) const, neân
2 U
suy ra ; cos khi ñoù U =
2 2 2
2
L C L C
L C
L C M
L C
Z z Z Z
R Z Z R
R R
U U
R Z Z P
R Z Z
ϕ
− −
= − = =
⇒ = − = = =
−

3. Khi R,L không đổi C thay đổi:
Hiệu điện thế
2 2 2 2
2
2
( ) 2
1
C C
L C L L
C C
C
U U
U IZ
R Z Z R Z Z
Z Z
Z
= = =
+ − +
− +
Khi
2 2
2
( )
2
( 1)
C M
L L
m
C C
U

U
R Z Z
Z Z
=
+
− +
Suy ra

+
=



+

=


2 2
2 2
( )
L
C
L
L
C M
R Z
Z
Z
U R Z

U
R
4. Khi R,C không đổi L thay đổi: :
Hiệu điện thế
2 2 2 2
2 2
( ) 2
1
L L
L C C C
L L L
U U
U IZ
R Z Z R Z Z
Z Z Z
= = =
+ − +
− +
Khi
2 2
2
( )
2
( 1)
L M
C C
m
L L
U
U

R Z Z
Z Z
=
+
− +
Suy ra

+
=



+

=


2 2
2 2
( )
C
L
C
C
L M
R Z
Z
Z
U R Z
U

R
5. Liên quan độ lệch pha:
a. Trường hợp 1:
1 2 1 2
tan .tan 1
2
π
ϕ ϕ ϕ ϕ
+ = ⇒ =

X
X
X
X
X
X
X
X
X
b. Trường hợp 2:
1 2 1 2
tan .tan 1
2
π
ϕ ϕ ϕ ϕ
− = ⇒ =−

c. Trường hợp 3:
1 2 1 2
tan .tan 1

2
π
ϕ ϕ ϕ ϕ
+ = ⇒ =±

IV. BÀI TOÁN HỘP KÍN (BÀI TOÁN HỘP ĐEN)
1. Mạch điện đơn giản:
a. Nếu
NB
U
cùng pha với
i
suy ra chỉ chứa
0
R
b. Nếu
NB
U
sớm pha với
i
góc
2
π
suy ra chỉ chứa
0
L
c. Nếu
NB
U
trễ pha với

i
góc
2
π
suy ra chỉ chứa
0
C
2. Mạch điện phức tạp:
a. Mạch 1
Nếu
AB
U
cùng pha với
i
suy ra chỉ chứa
0
L
Nếu
AN
U
và
NB
U
tạo với nhau góc
2
π
suy ra chỉ chứa
0
R
Vậy chứa (

0 0
, LR
)
b. Mạch 2
Nếu
AB
U
cùng pha với
i
suy ra chỉ chứa
0
C
Nếu
AN
U
và
NB
U
tạo với nhau góc
2
π
suy ra chỉ chứa
0
R
Vậy chứa (
0 0
, CR
)
R
L

C
•
•X
•
A N B
R
L
•
•X
•
A N B
R
C
•
•
X•
A
N B
V. SẢN XUẤT VÀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG
1. Dòng điện xoay chiều một pha, máy phát điện xoay chiều một pha:
a. Suất điện động tức thời:
'
d
e
dt
Φ
= − = −Φ
;
π π
ω ω ϕ ω ϕ

= + − = + −
0
cos( ) ( ) cos( )
2 2
e NBS t V E t
b. Tần số dao động:
; n (voøng/s)
; n (voøng/phuùt)
60
f np
np
f
=



=


; p: số cặp cực từ
Chú ý: Một máy phát điện có
1
cặp cực từ muốn phát ra với tần số
50Hz
thì phải quay với tốc
độ
50 voøng/sn =
; có
10
cặp cực từ muốn phát ra với tần số

50Hz
thì phải quay với tốc độ
5 voøng/sn =
. Số cặp cực tăng lên bao nhiêu lần thì tốc độ quay giảm đi bấy nhiêu lần.
2. Dòng điện xoay chiều ba pha, máy phát điện xoay chiều ba pha:
Dòng điện: Dòng điện xoay chiều ba pha là hệ thống gồm ba dòng điện xoay chiều, được tạo ra
bỡi ba suất điện động xoay chiều có cùng tần số, cùng biên độ nhưng lệch pha nhau từng đôi
một một góc
2
3
π
.
Các biểu thức suất điện động:
ω
π
ω
π
ω


=


= −



= +



1 0
2 0
3 0
cos
2
cos( )
3
2
cos( )
3
e E t
e E t
e E t
Mắc sao
0
0
3
d p
d p
I I
I
U U

=


=


=



Mắc tam giác
3
d p
d p
I I
U U

=


=




3. Máy biến thế, truyền tải điện năng:
a. Máy biến thế:
Biến đổi hiệu điện thế
1 1
2 2
U N
k
U N
= =
Biến đổi dòng điện
2 1
1 2
I N

k
I N
= =

b. Hao phí khi truyền tải:
2
2 2
maø
cos
P l
P R R
S
U
ρ
ϕ
∆ = =
4. Hiệu suất:
t
r r
v c v
P
P U
H
P P U
= = =
Chú ý: Các dạng mạch: RL nối tiếp, RC nối tiếp, RLC nối tiếp mà cuộn dây có điện
trở trong về công thức tổng trở, định luật Ohm, độ lệch pha, hệ số công suất, liên hệ
giữa các hiệu điện thế hiệu dụng, …