Ôn tập vật lí 12

oR
U
o
I
)(∆
oL
U
o
I
)(∆
CHƯƠNG 3: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Suất điện động tức thời
e NBS sin t E sin t
o
ω ω ω
= =
Hiệu điện thế tức thời
( )
u U sin t
o u
ω ϕ
= +
 Dòng điện, hiệu điện thế xoay chiều
Cường độ dòng điện tức thời
( )
i I sin t
o
i
ω ϕ
= +
Liên hệ

u
i
ϕ ϕ ϕ
= −
Các giá trị hiệu dụng
2
U
o
U =
,
2
I
o
I =
,
2
E
o
E =
 Dòng điện xoay chiều trong các loại đoạn mạch
Điện trở của mạch R
Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch
( )
u
u U sin t
oR
ω ϕ
= +
Dòng điện qua mạch
( ) ( )

oR
i o i
U
i sin t I sin t
R
ω ϕ ω ϕ
= + = +
 Đoạn mạch chỉ chứa điện trở R
u và i cùng pha (
u i
ϕ ϕ
=
)
Định luật Ôm
oR
o
U
I
R
=
hoặc
R
U
I
R
=
Giản đồ véc tơ
Cảm kháng của mạch
2
L

Z L fL
ω π
= =
Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch
( )
u
u U sin t
oL
ω ϕ
= +
Dòng điện qua mạch
( ) ( )
oL
i o i
L
U
i sin t I sin t
Z
ω ϕ ω ϕ
= + = +
 Đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảm L
u sớm pha
2
π
so với i (
2
u i
π
ϕ ϕ
− =

)
Định luật Ôm
oL
o
L
U
I
Z
=
hoặc
L
L
U
I
Z
=
Giản đồ véc tơ
oC
U
o
I
)(∆
ϕ
O
i
OC
U
OL
U
OR

U
O
U
OC
U
+
Dung kháng của mạch
1 1
2
C
Z
C fC
ω π
= =
Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch
( )
u
u U sin t
oC
ω ϕ
= +
Dòng điện qua mạch
( ) ( )
oC
i o i
C
U
i sin t I sin t
Z
ω ϕ ω ϕ

= + = +
 Đoạn mạch chỉ chứa tụ điện C
u trễ pha
2
π
so với i (
2
u i
π
ϕ ϕ
− = −
)
Định luật Ôm
oC
o
C
U
I
Z
=
hoặc
C
C
U
I
Z
=
Giản đồ véc tơ
Tổng trở của mạch của mạch
( )

2
2
2 2
1
L C
Z R Z Z R L
C
ω
ω
 
= + − = + −
 ÷
 
Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch
( )
u
u U sin t
o
ω ϕ
= +
Dòng điện qua mạch
( ) ( )
o
i o i
U
i sin t I sin t
Z
ω ϕ ω ϕ
= + = +
 Đoạn mạch RLC không phân nhánh

1
L C
L
Z Z
C
tg
R R
ω
ω
ϕ
−
−
= =
với
u
i
ϕ ϕ ϕ
= −
u, i biến thiên điều hòa cùng tần số, lệch pha nhau góc ϕ
+ Z
L
> Z
C
⇒ ϕ > 0: u sớm pha hơn i (mạch có tính cảm
kháng)
+ Z
L
< Z
C
⇒ ϕ < 0: u sớm trễ hơn i (mạch có tính dung

kháng)
+ Z
L
= Z
C
⇒ ϕ = 0: u cùng pha với i (mạch có cộng hưởng
điện)
Định luật Ôm
o
o
U
I
Z
=
hoặc
U
I
Z
=
Giản đồ véc tơ
Điều kiện có công hưởng điện: Z
L
= Z
c
hay
1
ωL
ωC
=
Khi có cộng hưởng điện thì u và i cùng pha và cùng pha với u

R
 Cộng hưởng điện Khi có cộng hưởng dòng điện qua mạch đạt cực đại
U
L
= U
C
và có thể đạt cực đại nếu R nhỏ nhất
Dòng điện hiệu dụng
max
U
I
R
=
+ Mạch chỉ có RL  u luôn sớm pha hơn i
+ Mạch chỉ có RC  u luôn trễ pha hơn i
 Lưu ý
+ Mạch chỉ có LC (Z
L
> Z
C
)  u sớm pha hơn i góc
2
π
+ Mạch chỉ có LC (Z
L
< Z
C
)  u trễ pha hơn i góc
2
π

Công thức tính:
P UI cos=
ϕ
hoặc
2
P I R=
Cho R thay đổi
⇒
công suất đạt cực đại khi
L C
R Z Z= −

2
2
max
U
P
R
⇒ =
 Công suất
Hệ số công suất
R
cos
Z
=
ϕ
+ cosϕ = 1 ⇒ ϕ = 0: mạch chỉ chứa R hoặc mạch RLC có cộng hưởng điện,
công suất tiêu thụ P = UI
+ cos ϕ = 0 ⇒ ϕ =
2

π
±
: mạch chỉ có L hoặc C hoặc cả LC, không tiêu thụ
công suất P = 0
+
10
<<
ϕ
cos
: mạch RLC thông thường và P = UIcosϕ < P
cungcấp

Để tăng hệ số công suất
cos
ϕ
lớn thì ϕ nhỏ, tức giảm độ lệch pha giữa u và i
+ Nguyên tắc hoạt động: dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ
+ Cấu tạo: - Phần cảm tạo ra từ trường (nam châm)
- Phần ứng tạo ra dòng điện (khung dây)
+ Bộ góp: Hai vành khuyên và 2 chổi quét
 Máy phát điện xoay chiều 1 pha + Bộ phận quay: Rôto
Bộ phận đứng yên: Stato
+ Tần số dòng điện:
60
n
f p=
n: vận tốc quay = số vòng quay/phút
p: số cặp cực của nam châm
+ Đ/n: hệ thống 3 d.điện x.chiều 1pha cùng tần số, biên độ, nhưng
lệch pha nhau 120

o
(.... )
+ Máy phát điện x.chiều 3 pha: hoạt động dựa trên hiện tượng cảm
ứng điện từ
+ Cấu tạo: Rôto (phần cảm) và Stato (phần ứng) ..............................
 Dòng điện xoay chiều 3 pha + Cách mắc mạch điện 3 pha: hình sao (4 dây) và hình tam giác
(3dây) ,
3
d p
U U=
+ Ưu điểm: giảm hao phí, tạo ra từ trường quay
 Động cơ không đồng bộ 3 pha + Biến điện năng của d.điện x.chiều thành cơ năng trên cơ sở dựa
vào hiện tượng cảm ứng điện từ và sử dụng từ trường quay
+ Cấu tạo: Rôto: lõi thép hình trụ quấn nhiều vòng dây
Stato: 3 cuộn dây giống nhau đặt lệch nhau 120
o
trên một đ.tròn
+ Biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện xoay chiều khác có cùng tần số
nhưng hiệu điện thế khác
+ Cấu tạo: Lõi thép gồm nhiều lá thép ghép cách điện tránh dòng Phucô
Hai cuộn dây quấn chung trên lõi thép (sơ cấp-thứ cấp)
 Máy biến thế + Nguyên tắc hoạt động: dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ
+ Công thức:
1 1 2
2 2 1
U N I
U N I
= =
(chỉ số 1: sơ cấp nối mạng xoay chiều; chỉ số 2: thứ cấp nối tải tiêu thụ)
2 1 21

N N U U> ⇒ >
: Máy hạ thế ( U giảm, I tăng) và ngược lại
+ Ứng dụng: Thay đổi U theo yêu cầu
Giảm hao phí điện năng trên đường dây truyền tải (tăng thế trước khi truyền)
+ Dụng cụ: dùng điốt bán dẫn
 Chỉnh lưu dòng điện xoay chiều + Chỉnh lưu 1 nửa chu kì  dòng điện 1 chiều nhấp nháy đứt
quãng (dùng nạp ắc qui)
+ Chỉnh lưu 2 nửa chu kì  dòng điện 1 chiều còn nhấp nháy
 sử dụng bộ lọc (tụ hóa học) để giảm nhấp nháy
+ Cấu tạo: giống máy phát điện xoay chiều 1 pha
10. Máy phát điện 1 chiều + Bộ góp: 2 vành bán khuyên và 2 chổi quét
+ Nguyên tắc hoạt động: giống máy phát điện xoay chiều 1 pha