TỔNG hợp KIẾN THỨC về DÒNG điện XOAY CHIỀU

VẬT LÍ [3K] 2014 - 2015 Thầy Lâm Phong
Gieo hành vi gặt thói quen. Gieo thói quen gặt tính cách. Gieo tính cách gặt số phận. ( Dick Lyles)

1
U
u
O
M'2
M2
M'1
M1
-U
U
0
0
1
-U
1
Sáng
Sáng
Tắt
Tắt
TỔNG HỢP KIẾN THỨC VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

♥Bài 1: ĐẠI CƢƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
■ Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay
chiều:dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ (
Là hiện tượng có sự biến thiên của từ trường
qua một khung dây kín thì trong khung xuất
hiện một suất điện động cảm ứng để sinh ra

một dòng điện cảm ứng )
■ Cách tạo ra dòng điện xoay chiều:
Cho khung dây dẫn diện tích S, có N vòng
dây, quay đều với tần số góc  trong điện
trường đều có cảm ứng từ B (


B  trục
quay) thì trong mạch có dòng điện biến thiên điều hòa với tần số góc  gọi là DĐXC.
► Từ thông có phƣơng trình:  = NBScos(t + ) Wb (Vê-be) = N

o
cos(t + ) Wb
(Trong đó 

o
= BS là từ thông cực đại qua mỗi vòng dây, S là diện tích của khung quay, N là số vòng
dây quấn vào khung quay,  là góc hợp giữa pháp tuyến của khung và cảm ứng từ B)
► Suất điện động trong khung dây: e = - ' = NBSsin(t + ) = E

o
cos(t +  -

2
)
(Trong đó E

o
= NBS là suất điện động cực đại qua các cuộn dây)
■ Khái niệm về giá trị hiệu dụng, giá trị tức thời, giá trị cực đại:

i: dòng điện tức thời, I : giá trị hiệu dụng, I

o
: giá trị cực đại. Tương tự ta có: I =
I

o
2
, U =
U

o
2
, E =
E

o
2

( E là suất điện động dùng cho nơi phát sinh dòng điện, U là hiệu điện thế nơi tiêu thụ dòng điện )
► Các biểu thức điện áp và dòng điện xoay chiều:
+ Biểu thức điện áp tức thời và dòng điện tức thời:
u = U

o
cos(t + 
u
) V và i = I

o

cos(t + 
i
) A
Với  = 
u
– 
i
là độ lệch pha của u so với i, có
22


  

► Công thức tính thời gian đèn huỳnh quang sáng trong một chu kỳ:
Khi đặt điện áp u = U

o
cos(t + 
u
) vào hai đầu bóng đèn,
biết đèn chỉ sáng lên khi u ≥ U
1
.
t =
4

với cos  =
U

1

U

o
, (0 <  < /2)

♥Bài 2: SƠ LƢỢC VỀ MẠCH R - L - C MẮC NỐI TIẾP
■ Nguyên tắc mắc nối tiếp: I

R
= I

L
= I

C
, tuân thủ định luật Ohm: I =
U
Z
.
► Dung kháng Z

C
=
1
C
( với C (F: Faraday) là điện dung của tụ điện).
► Cảm kháng Z

L
= L ( với L (H: Henry) là độ tự cảm của cuộn dây).

► Cách mắc các phần tử trong mạch:
+ Mắc nối tiếp R

1
, R

2
, R

n
thì R

tương đương
= R

1
+ R

2
+ + R

n
.
+ Mắc nối tiếp L

1
, L

2
, L

n
thì Z

L

tương đương
= Z

L

1
+ R

L

2
+ + R

L

n
.

VẬT LÍ [3K] 2014 - 2015 Thầy Lâm Phong
Gieo hành vi gặt thói quen. Gieo thói quen gặt tính cách. Gieo tính cách gặt số phận. ( Dick Lyles)

2
► Mắc nối tiếp C

1
,C

2
, C

n
thì
1
C

tương đương
=
1
C

1
+
1
C

2
+ +
1
C

n

■ Cách mắc ampe kế A và vôn kế V:
+ Để đo cường độ dòng điện I,

 ta mắc ampe kế NỐI TIẾP vào mạch.
+ Để đo điện áp U hai đầu các phần tử bất kỳ,
 ta mắc vôn kế SONG SONG với phần tử đó.
■ Hiện tƣợng Đoản Mạch:
Như các bạn đã biết, Dòng điện rất "thông minh", nó
có thể lựa chọn đường đi sao cho ít cản trở dòng điện
nhất ! Hầu hết các vật dụng sử dụng điện đều có điện
trở, nghĩa là có khả năng cản trở dòng điện.
Do đó như trong hình vẽ ta thấy:
+ Nếu khóa K đóng, thì khi dòng điện truyền từ M đến N sẽ xảy ra hiện tượng đoản mạch. Khi đó thay
vì đi qua tụ điện (có sự cản trở dòng điện lớn) thì dòng điện sẽ đi vòng qua dây dẫn nối của khóa K ( do
điện trở trên dây ít cản trở hơn )  dòng điện không đi qua tụ C  không tồn tại phần tử C trong mạch 
Đoản mạch.
+ Như vậy có thể hiểu đơn giản, đoản mạch là hiện tượng mất phần tử của mạch.
+ Ngoài ra ta có thể thay thế khóa K bằng ampe kế A mắc song song như hình vẽ. Khi đó chức năng
của ampe kế không còn ( do ampe kế chỉ đo cường độ dòng điện khi mắc nối tiếp) nên dòng điện thay vì
qua C sẽ đi vòng qua ampe kế ( có điện trở nhỏ hơn )
► Lƣu ý về dòng điện một chiều với dòng điện xoay chiều:
+ Đối với dòng điện xoay chiều khi mắc nối tiếp thì các phần tử R - L - C đều có thể đi qua.
+ Nhưng đối với dòng điện không đổi ( hay còn gọi là dòng điện 1 chiều mà các em học ở lớp 9 và 11)
thì dòng điện không qua được tụ điện C, nhưng có thể qua được điện trở thuần R và cuộn cảm L. Tuy nhiên,
với cuộn cảm dù đi qua nhưng không xuất hiện hiện tƣơng tự cảm nên không có cảm kháng khi đó Z

L
= 0.
■ Mạch điện một phần tử với R - L - C mắc nối tiếp:
* Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R: u
R
cùng pha với i, ( = 
u

– 
i
= 0):
U
I
R

và
0
0
U
I
R


Lưu ý: Điện trở R cho dòng điện không đổi đi qua và có
U
I
R


* Đoạn mạch chỉ có cuộn thuần cảm L: u
L
nhanh pha hơn i là /2, ( = 
u
– 
i
= /2)

L

U
I
Z

và
0
0
L
U
I
Z

với Z
L
= L là cảm kháng
Lưu ý: Cuộn thuần cảm L cho dòng điện không đổi đi qua hoàn toàn (không cản trở).
* Đoạn mạch chỉ có tụ điện C: u
C
chậm pha hơn i là /2, ( = 
u
– 
i
= -/2)

C
U
I
Z

và

0
0
C
U
I
Z

với
1
C
Z
C


là dung kháng
Lưu ý: Tụ điện C không cho dòng điện không đổi đi qua (cản trở hoàn toàn).
* Đoạn mạch RLC không phân nhánh

2 2 2 2 2 2
0 0 0 0
( ) ( ) ( )
L C R L C R L C
Z R Z Z U U U U U U U U          


tan ;sin ; os
L C L C
Z Z Z Z
R
c

R Z Z
  

  
với
22


  

+ Khi Z
L
> Z
C
hay
1
LC


  > 0 thì u nhanh pha hơn i

VẬT LÍ [3K] 2014 - 2015 Thầy Lâm Phong
Gieo hành vi gặt thói quen. Gieo thói quen gặt tính cách. Gieo tính cách gặt số phận. ( Dick Lyles)

3
+ Khi Z
L
< Z
C
hay

1
LC


  < 0 thì u chậm pha hơn i
+ Khi Z
L
= Z
C
hay
1
LC


  = 0 thì u cùng pha với i.
Lúc đó
Max
U
I=
R
gọi là hiện tượng cộng hưởng dòng điện

♥Bài 3: CÔNG SUẤT VÀ HỆ SỐ CÔNG SUẤT CỦA MẠCH R - L - C
■ Công suất tiêu thụ trên một mạch điện là: P = UICos = UI
R
Z
= U
2

R

Z
2

= RI
2

.
( tùy dữ kiện để bài mà ta tính công suất phù hợp, có thể tìm được góc  = 

u
- 

i
)
► Mạch điện chỉ tiêu thụ công suất khi có điện trở R hoặc r.
+ Nếu mạch chỉ có L hoặc C thì công suất P = 0
► Hệ số công suất: cos =
P
UI
=
R
Z
=
U

R
U

► Đặc biệt, nếu mạch có R-r-L-C thì cos =
R + r

Z
=
U

R
+ U

r
U

+ Công suất phụ thuộc vào cos, để sử dụng hiệu quả điện năng tiêu thụ thì ta phải mắc thêm vào
mạch những tụ điện có điện dung lớn. Qui định trong các cơ sở sử dụng điện thì cos  0,85.
■ Chú ý: nếu mạch điện u,i có 2 thành phần như u = U

1
+ U

2
cos(t) hay i = I

1
+ I

2
cos(t) thì:
+ thành phần U

1
( hay I

1
) được xem là phần không đổi ( dòng điện 1 chiều ),
+ thành phần U

2
( hay I

2
) được xem là thành phần xoay chiều
Đặc biệt:
+ nếu mạch là R-C thì I

1
và U

1
không tồn tại do C không dòng điện đi qua  P = RI

2
2

.
+ nếu mạch là R-L thì I

1
và U

1
tồn tại nhưng Z

L
= 0 đối với DĐ1C  P = RI

1
2

+ RI

2
2

.

♥Bài 4: Cách Sử Dụng Giản Đồ Vectơ Trƣợt Để Giải Các Bài Toán R-L-C và Hộp Đen.
PHƢƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ VECTƠ TRƢỢT ( Giải toán điện bằng hình học )
 Chọn ngang là trục dòng điện. (Chuyên đề do thầy Chu Văn Biên biên soạn )
 Chọn điểm đầu mạch (A) làm gốc.
 Vẽ lần lượt các véc-tơ biểu diễn các điện áp, lần lượt từ A sang B nối đuôi
nhau theo nguyên tắc:
+ L - lên.
+ C – xuống.
+ R – ngang.
Độ dài các véc-tơ tỉ lệ với các giá trị hiệu dụng tương ứng.
* Nối các điểm trên giản đồ có liên quan đến dữ kiện của bài toán.
* Biểu diễn các số liệu lên giản đồ.
* Dựa vào các hệ thức lượng trong tam giác để tìm các điện áp hoặc góc chưa
biết.

 Giới thiệu một số giản đồ thông dụng.
+ Giản đồ R-L-C: Cho mạch điện gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L,

điện trở thuần R, tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp.

VẬT LÍ [3K] 2014 - 2015 Thầy Lâm Phong
Gieo hành vi gặt thói quen. Gieo thói quen gặt tính cách. Gieo tính cách gặt số phận. ( Dick Lyles)

4

+ Giản đồ R-Lr : Cho mạch điện gồm điện trở thuần R, cuộn dây có độ tự cảm L và điện trở thuần r mắc
nối tiếp.

+ Giản đồ Lr-R-C : Cho mạch điện gồm cuộn dây không thuần cảm, điện trở thuần R và tụ điện có điện
dung C mắc nối tiếp.

+ Giản đồ R-C-L : Cho mạch điện gồm cuộn điện trở thuần R, tụ điện có điện dung C và cuộn dây có độ
tự cảm L mắc nối tiếp.

+ Giản đồ R-C-Lr : Cho mạch điện gồm cuộn điện trở thuần R, tụ điện có điện dung C và cuộn dây
không thuần cảm có điện trở r mắc nối tiếp.

VẬT LÍ [3K] 2014 - 2015 Thầy Lâm Phong
Gieo hành vi gặt thói quen. Gieo thói quen gặt tính cách. Gieo tính cách gặt số phận. ( Dick Lyles)

5


+ Giản đồ C-R-Lr : Cho mạch điện gồm tụ điện có điện dung C, điện trở thuần R và cuộn dây không
thuần cảm có điện trở r mắc nối tiếp.

+ Giản đồ R-Lr-C : Cho mạch điện gồm điện trở thuần R và cuộn dây không thuần cảm có điện trở r và
tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp.

+ Kinh nghiệm cho thấy khi trong bài toán có liên quan đến độ lệch pha hoặc quá nhiều số liệu thì nên
giải bằng phương pháp giản đồ véc tơ sẽ được lời giải ngắn gọn hơn giải bằng phương pháp đại số.

♥Bài 5A: BÀI TOÁN CỘNG HƢỞNG CỦA MẠCH R - L - C
Khi trong mạch có hiện tượng Cộng Hưởng Điện là khi:  = 

u
- 

i
= 0
► Khi  = 0  cos = 1  cos lớn nhất và khi đó R = Z  U

R
= U
► Khi  = 0  tan = 0  Z

L
- Z

C
= 0  Z

L
= Z

C
 U

L
= U

C

► Khi  = 0  P

max
= UI =
U
2

R

► Khi Z

L
= Z

C
 Z

min
= R mà I =
U
Z
 I

max
=

U
R
hay LC
2

= 1   =
1
LC

►Khi đó u, i cùng pha nhau ( Vẽ giản đồ vectơ thì chúng trùng lên nhau )
► Khi đó 

u
lệch pha so với U

C
một góc 90
o

.
► Và rất nhiều trường hợp khác đưa về các trường hợp trên đều được xem là Cộng hưởng.


♥Bài 5B: Mạch R - L - C - f -  Có Các Phần Tử Thay Đổi.
 Mạch R Thay đổi.

VẬT LÍ [3K] 2014 - 2015 Thầy Lâm Phong
Gieo hành vi gặt thói quen. Gieo thói quen gặt tính cách. Gieo tính cách gặt số phận. ( Dick Lyles)

6

+ Chỉnh


R = R

1

R = R

2
thì


P

1
= P

2

I

1
= I

2
 R

1
+ R

2
=
U
2

P
và R

1
R

2
= (Z

L
- Z

C
)
2

( Thỏa mãn PT Vi-et).
Khi đó tương ứng ta có 

1
+ 

2
= 90

o

hay sin

1
= cos

2

+ Chỉnh R = R

o
thì P

toàn mạch
Cực đại  R

o
= |Z

L
- Z

C
| = R

1
R

2

( bằng điện trở nhóm còn lại).
Khi đó P

max
=
U
2

2R

o
( Với R

o
ứng với giá trị trên )
Và Hệ số công suất cos =
R
Z
=
R
R
2

+ (Z

L
- Z

C
)

2

=
R
R
2

+ R
2

=
1
2

+ Nếu mạch R-rL-C, chỉnh R = R

o
thì P

trên R
Cực đại  R

o
= r
2

+ (Z

L
- Z

C
)
2


+ Nếu mạch R-rL-C, chỉnh R = R

o
thì P

toàn mạch
Cực đại  R

o
+ r = |Z

L
- Z

C
|

 Mạch L Thay đổi.
+ Chỉnh


L = L

1

L = L

2
thì


P

1
= P

2

I

1
= I

2
 Z

C
=
Z

L1
+ Z

L2

2
và 

u
=


i1
+ 

i2
2

+ Chỉnh


L = L

1

L = L

2
thì


P

1
= P

2

I

1
= I

2
và chỉnh L = L

3
thì U

Lmax

2
L

3
=
1
L

1
+
1
L

2

+ Chỉnh L để U

Lmax
 Z

L
=
R
2

+ Z

C
2

Z

C
, U

Lmax
=
U
R
R
2

+ Z

C
2

=
U
U

R
U

R
2

+ U

C
2


Khi đó U

Lmax
2

= U
2

+ U

RC

2

 U

Lmax
2

= U
2

+ U

R
2

+ U

C
2


 U

RC
 U  tan

RC
. tan = -1
(1) U

L
.U

C
= U

R
2

+ U

C
2

(2) U

L
2

= U

R
2

+ U

C
2

+ U

2


(3) U

L
= U. 1 +



U

C
U

R



2
(4)
1
U
2

+
1
U

R

2

+ U

C
2

=
1
U

R
2


+ Chỉnh L để U

RLmax

22
4
2
CC
L
Z R Z
Z


thì
ax

22
2R
4
RLM
CC
U
U
R Z Z


(R-L mắc nối tiếp)
+ Chỉnh L để P

max
, I

max
, U

Cmax
, U

Rmax
, v.v ( Những phần tử khác MAX ngoài U

Lmax
)
 CỘNG HƯỞNG ( Xem bài 5)
+ Mạch L-RC có R và L thay đổi, Chỉnh L để U

RC
không phụ thuộc vào R
 khi đó U

RC
= U và Z

L
= 2Z

C
 LC
2

= 2

 Mạch C Thay đổi. ( tƣơng tự L )
+ Chỉnh


C = C

1

C = C

2
thì



P

1
= P

2

I

1
= I

2
 Z

L
=
Z

C1
+ Z

C2
2
và 

u
=


i1
+ 

i2
2

+ Chỉnh


C = C

1

C = C

2
thì


P

1
= P

2

I

1
= I

2
và chỉnh C = C

3
thì U

Cmax
 C

3
=
1
2
(C

1
+ C

2
)
+ Chỉnh C để U

Cmax
 Z

C
=
R
2

+ Z

L
2

Z

L
, U

Cmax
=
U
R
R
2

+ Z

L
2

=
U
U

R
U

R
2

+ U

L
2


Khi đó U

Cmax
2

= U
2

+ U

RL
2

 U

Cmax
2

= U
2

+ U

R
2

+ U

L
2


 U

RL
 U  tan

RL
. tan = -1
+ Chỉnh C để U

RCmax

22
4
2
LL
C
Z R Z
Z



thì
ax
22
2R
4
RCM
LL
U
U
R Z Z


( R và C mắc nối tiếp)
+ Chỉnh C để P

max
, I

max
, U

Lmax
, U

Rmax
, v.v ( Những phần tử khác MAX ngoài U

Cmax
)

VẬT LÍ [3K] 2014 - 2015 Thầy Lâm Phong
Gieo hành vi gặt thói quen. Gieo thói quen gặt tính cách. Gieo tính cách gặt số phận. ( Dick Lyles)

7
 CỘNG HƯỞNG ( Xem bài 5)
+ Mạch C-RL có C và R thay đổi, Chỉnh C để U

RL
không phụ thuộc vào R
 khi đó U

RL
= U và Z

C
= 2Z

L
 LC
2

= 0,5

 Mạch  thay đổi. ( tƣơng tự với tần số f )
+ Chỉnh



 = 

1

 = 

2
thì


P

1
= P

2

I

1
= I

2
, nếu chỉnh  = 

3
thì I

max
hoặc P

max
 

3
2

= 

1
.

2

+ Chỉnh



 = 

1

 = 

2
thì I

1
= I

2

=
I

max
n
(n > 1) thì khi đó R =
L(

1
- 

2
)
n
2

- 1
với ( 

1
> 

2
)
Hoặc R =
|

1
- 

2
|
C

1


2
n
2

- 1

+ Chỉnh  để U

Lmax
thì 
2

=
2
2LC - R
2

C
2

và
ax
22

2.
4
LM
UL
U
R LC R C


=
U
1 -
Z

C
2

Z

L
2


+ Chỉnh  để U

Cmax
thì 
2

=
2LC - R

2

C
2

2L
2

C
2

và
ax
22
2.
4
CM
UL
U
R LC R C


=
U
1 -
Z

L
2

Z

C
2


+ Chỉnh




 = 

1
thì U

Lmax

 = 

2
thì U

Cmax

 = 

3
thì U

Rmax
thì 

3
2

= 

1


2
.
+ Chỉnh



 = 

1

 = 

2
thì U

C1
= U

C2

. Nếu chỉnh  = 

3
thì U

Cmax
 

3
2

=
1
2
(

1
2

+ 

2
2

)
+ Chỉnh



 = 

1

 = 

2
thì U

L1
= U

L2
. Nếu chỉnh  = 

3
thì U

Lmax

1


3
2

=
1
2
(
1



1
2

+
1


2
2

)
+ Chỉnh  = 

1
và  = 

2
= n

1
thì mạch tiêu thụ cùng hệ số công suất nghĩa là cos

2
= cos

1

với L = CR

2

. Khi đó: tan

1
=


1


2
-


2


1
=
f

1
f

2
-
f

2

f

1
(công thức này chỉ áp dụng khi L = CR
2

)
Chú ý: nếu có thêm r = R hay L = CR
2

= Cr
2

thì tan

1
=
1
2






1


2
-



2


1





Khi đã tính được tan ta dùng 1 + tan
2

 =
1
cos
2



+ Đặt điện áp xoay chiều u = U 2cost (U không đổi,  thay đổi được) vào hai đầu mạch có R, L ,C
mắc nối tiếp. Khi  = 

1
thì cảm kháng và dung kháng của đoạn mạch lần lượt là Z

L1
và Z

C1
. Khi  = 

2
thì
trong đoạn mạch xảy ra hiện tưởng cộng hưởng. Hệ thức đúng là: 

1
= 

2

Z

L1
Z

C1



♥Bài 6: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA
■ Dòng điện xoay chiều ba pha là hệ thống ba dòng điện xoay chiều, gây bởi ba suất điện động xoay chiều
cùng tần số, cùng biên độ nhưng độ lệch pha từng đôi một là
2
3

( Dựa trên hiện tƣợng ứng điện từ )
■ Cấu tạo: Phần ứng là ba cuộn dây giống nhau gắn cố định trên một đường tròn tâm O tại ba vị trí đặt
cách nhau một góc 120

o

. Phần Cảm là một nam châm có thê quay quanh trục O với tốc góc  không đổi.

VẬT LÍ [3K] 2014 - 2015 Thầy Lâm Phong
Gieo hành vi gặt thói quen. Gieo thói quen gặt tính cách. Gieo tính cách gặt số phận. ( Dick Lyles)

8

10
20
30
os( )
2
os( )
3
2
os( )
3
e E c t
e E c t
e E c t


















trong trường hợp tải đối xứng thì
10
20
30
os( )
2
os( )
3
2
os( )
3
i I c t
i I c t
i I c t





















♥Bài 7: HIỆU SUẤT TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG.
■ Công suất tiêu thụ: P = UIcos và P

hao phí
= RI
2

 P

hao phí
= R
P
2

U
2

cos
2



 U tăng n lần thì P hao phí giảm n
2


Trong đó: P là công suất truyền đi ở nơi cung cấp
U là điện áp ở nơi cung cấp
cos là hệ số công suất của dây tải điện

l
R
S


là điện trở tổng cộng của dây tải điện (lưu ý: dẫn điện bằng 2 dây)
+ Độ giảm điện áp trên đường dây tải điện: U = IR
+ Hiệu suất tải điện: H =
P - P
P
.100 %
■ S là tiết diện tròn của dây.Do đó ta có S = r
2

= 
d
2

4
(d = 2r : là đường kính của dây )
Từ các mối quan hệ tỉ lệ thuận - nghịch ta có:
P

1
P

2
=



U

2
U

1



2
=
S

2
S

1
=



r

2
r

1



2
trong đó P = 100 - H

■ Trong quá trình truyền tải điện đi xa, độ giảm điện áp hiệu dụng trên đường dây tải điện một pha bằng n
lần (n < 1) điện áp ở cuối đường dây này. Coi rằng cường độ dòng điện luôn cùng pha với điện áp. Để công
suất hao phí trên đường dây giảm m lần (m > 1) nhưng vẫn đảm bảo công suất tiêu thụ nhận được không
đổi. Cần phải tăng điện áp đưa vào truyền tải :
n + m
m(n +1)


♥Bài 8: MÁY BIẾN ÁP
■ Hoạt động: dựa trên hiện tượng Cảm Ứng Điện Từ.
■ Tác dụng: biến đổi điện áp ( và cường độ dòng điện ) của dòng xoay chiều mà vẫn giữ nguyên tần số,
không có tác dụng biến đổi năng lượng.
■ Công thức quan trọng nhất của máy biến áp:

1 1 2 1
2 2 1 2
U E I N
U E I N
  
= k
+ Nếu k > 1  N

1
> N

2
 U

1
> U

2
: Máy hạ áp
+ Nếu k < 1  N

1
< N

2
 U

1
< U

2
: Máy tăng áp
■ Đối với bài toán này khi thay đổi số vòng dây ở các cuộn sơ cấp (N

1
) hay thay đổi cuộn thứ cấp (N

2
) đều
ảnh hưởng đến U

1
và U

2
.
■ Hiệu suất máy biến áp: H =
P

2
P

1
=
U

2
I

2

cos

2
U

1
I

1
cos

1


♥Bài 9 : NHỮNG LƢU Ý KHI GIẢI BÀI TẬP ĐIỆN XOAY CHIỀU
■ Hai đoạn mạch AM gồm R
1
L
1
C
1
nối tiếp và đoạn mạch MB gồm R
2
L
2
C
2
nối tiếp mắc nối tiếp với nhau có
U
AB

= U
AM
+ U
MB
 u
AB
; u
AM
và u
MB
cùng pha  tanu
AB
= tanu
AM
= tanu
MB


VẬT LÍ [3K] 2014 - 2015 Thầy Lâm Phong
Gieo hành vi gặt thói quen. Gieo thói quen gặt tính cách. Gieo tính cách gặt số phận. ( Dick Lyles)

9
■ Hai đoạn mạch R
1
L
1
C
1
và R
2

L
2
C
2
cùng u hoặc cùng i có pha lệch nhau 
+ Với
11
1
1
tan
LC
ZZ
R



và
22
2
2
tan
LC
ZZ
R



(giả sử 
1
> 

2
)
Có 
1
– 
2
=  
12
12
tan tan
tan
1 tan tan







+ Trường hợp đặc biệt  = /2 (vuông pha nhau) thì tan
1
tan
2
= -1.

■ Mạch điện xoay chiều một pha chứa các phần tử R-L-C
+  = 

o
cos(t + ) (với 

o
= NBS : từ thông cực đại và  là góc hợp giữa pháp tuyến n và cảm ứng từ B)
+ Đặc biệt suất điện động tạo ra điện áp xoay chiều là e = -  ' = NBS.cos(t + ) ( với E

o
= NBS)

TH1: Mạch chỉ có L: khi đó: I =
E
Z

L
=
NBS
L
=
NBS
L
= hằng số
 Dù có thay đổi tốc độ quay n thế nào ? thì I không đổi.
TH2: Mạch chỉ có C: khi đó I =
E
Z

C
=
NBS
1
C

= NBSC
2


 Nếu tốc độ quay tăng n lần thì I tăng n
2

lần
TH3: Mạch gồm L-R. và I =
E
Z

LR
=
E

o
2 R
2

+ Z

L
2

=
NBS
2 R
2

+ Z

L
2

, Đặt ♥ =
NBS
2
= const  I =
♥
R
2

+ Z

L
2


Mối liên hệ nằm ở chỗ tốc độ quay rôto tỉ lê với

,

tỉ lệ với Z

L
theo
n

1

n

2
=
f

1
f

2
=


1


2
=
Z

L1
Z

L2
=
Z

C2
Z

C1


( Các trường hợp còn lại tương tự )

■ Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn mạch ngoài RLC nối tiếp. Bỏ
qua điện trở dây nối, coi từ thông cực đại gửi qua các cuộn dây của máy phát không đổi. Khi rôto của máy
phát quay với tốc độ n
1
vòng/phút và n
2
vòng/phút thì công suất tiêu thụ ở mạch ngoài có cùng một giá
trị. Khi rôto của máy phát quay với tốc độ n vòng/phút thì công suất tiêu thụ ở mạch ngoài đạt cực đại.
Khi đó:
1


1
2

+
1


2
2

=
2


o
2

hay
1
f

1
2

+
1
f

2
2

=
2
f

o
2

hay
1
n

1

2

+
1
n

2
2

=
2
n

o
2



■ Cho mạch điện xoay chiều gồm cuộn cảm (L,r) nối tiếp với tụ điện, có cảm kháng và dung kháng lần lượt là
Z
L
và Z
C
. Biết điện áp gữa hai đầu cuộn dây vuông pha với hai điện áp hai đầu mạch. Hệ số công suất mạch
được tính: Cos =
Z

L
Z

C


■ Sự Vuông Pha của 2 thành phần bất kì trong mạch R-L-C.
TH1: Nếu mạch chỉ có C. Khi đó u

C
 i 
i
2

I

o
2

+
u
2

U

o
2

= 1
Chứng minh: Giả sử u = U

o
cost (1). Do i sớm pha hơn u 1 góc /2  

i
= /2
 i = I

o
cos(t + /2) = - I

o
sint (2).
Từ (1) 
u
2

U

o
2

= cos
2

t ,
i
2

I

o
2

= sin
2

t. Cộng vế ta được
i
2

I

o
2

+
u
2

U

o
2

= 1.
TH2: Nếu mạch chỉ có L. Chứng minh tương tư ta có
i
2

I

o

2

+
u
2

U

o
2

= 1
TH3: Nếu u

RC
 u 
u

RC
2

U

oRC
2

+
u
2

U

o
2

= 1

VẬT LÍ [3K] 2014 - 2015 Thầy Lâm Phong
Gieo hành vi gặt thói quen. Gieo thói quen gặt tính cách. Gieo tính cách gặt số phận. ( Dick Lyles)

10
TH4: Nếu u

RL
 u 
u

RL
2

U

oRL
2

+
u
2

U

o
2

= 1 ( Cứ như vậy ta mở rộng ra các trường hợp có sự vuông góc )

■ Bài toán liên quan đến độ lệch pha vuông góc:
+ TH1: 

1
+ 

2
= 90
o

 tan

1
.tan

2
= 1
+ TH2: 

1
- 

2
= 90

o

 tan

1
.tan

2
= -1
+ TH3: |

1
| + |

2
| = 90
o

 tan

1
.tan

2
=  1

■ Các xác định phần tử trong bài toán hộp đen X.
+ Mạch điện đơn giản:
a. Nếu đoạn NB cùng pha với i  X chứa R

o

b. Nếu đoạn NB sớm pha với i một góc /2  X chứa cuộn cảm L.
c. Nếu đoạn NB trễ pha với i một góc /2  X chứa tụ điện C.

+ Mạch điện phức tạp:
a. Mạch 1






Nếu U

AB
cùng pha với i  X chỉ chứa L
Nếu U

AN
 U

NB
 X chứa R

 Vậy X chứa R và L

b. Mạch 2







Nếu U

AB
cùng pha với i  X chứa C
Nếu U

AN
 U

NB
 X chứa R

 Vậy X chứa R và C

+ Mạch điện có cuộn dây chƣa biết thuần cảm hay chƣa thuần cảm ?
Nếu cuộn dây lệch pha với i 1 góc  = /2  cuộn dây chỉ có L
Nếu cuộn dây lệch pha với 1 góc  với 0 <  < /2  Cuộn dây có L và r
( Có thể dùng giản đồ vecto trượt để chứng minh. Thường ta giả sử L thuần cảm rồi biện luận )


CHÚC CÁC EM ÔN TẬP HIỂU QUẢ VÀ ĐẠT KẾT QUẢ CAO NHẤT TRONG KÌ
THI TUYỂN SINH ĐẠI HỌC 2014 - 2015
-


R

C

•
•
X
•
A
N
B
R

L

C

•
•
X
•
A
N
a
.
N
ế
u

NB
U

c
ù
n
g

p
h
a

v
ớ
i

i

s
u
y

r
a

c
h
ỉ

c
h
ứ

a

0
R

B
R

L

•
•
X
•
A
N
B