L 12 17 thaynghia cacmachdienxoaychieu tomtat

CÁC ĐOẠN MẠCH XOAY CHIỀU
I. ĐỘ LỆCH PHA GIỮA ĐIỆN ÁP VÀ CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN
Thực nghiệm chứng tỏ nếu dòng điện qua mạch có dạng :

i = I0cos( t + i ) = I 2cos(t + i )
thì điện áp ở hai đầu mạch có dạng:

u = U0cos( t + u ) = U 2cos( t + u )
Độ lệch pha của u so với i là:

 = u - i
Nếu φ > 0 thì u sớm pha φ so với i.
Nếu φ < 0 thì u trễ pha |φ| so với i.
Nếu φ = 0 thì u cùng pha với i.

II. ĐOẠN MẠCH CHỈ CÓ ĐIỆN TRỞ
Xét đoạn mạch chỉ có một điện trở R đặt dưới điện áp:

u = U0cos t
A

B
R

Trong một khoảng thời gian rất nhỏ so với một chu kỳ, cường độ và điện áp coi như
không đổi. Áp dụng định luật Ôm:

i=
Với I0 =

U0

R

u U0
=
cos t = I0cos t
R
R


Kết luận:
UR và i biến thiên điều hòa cùng tần số.
UR và i cùng pha.

I0 =

U0
R

hay I =

U
(công thức định luật Ôhm).
R

Giản đồ Fre-nen:

III. ĐOẠN MẠCH CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN
1. Thí nghiệm
Sơ đồ thí nghiệm như hình vẽ

Nối A và B với nguồn điện không đổi, đèn không sáng.
Nối A và B với nguồn điện xoay chiều, đèn phát sáng.
Kết luận:
Dòng điện xoay chiều có thể tồn tại trong những mạch điện chứa tụ điện.

2. Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện


Xét đoạn mạch chỉ chứa tụ điện có điện dung C. Giả sử điện áp ở hai đầu đoạn mạch
là:

u = uAB = U0cos t
Trong khoảng thời gian rất nhỏ dt, tụ điện tích được một điện lượng: dq = C.duC
Cường độ tức thời qua mạch là:

dq
du
=C
= -CU0sin t
dt
dt

i=



 i = I0 cos( t + )
2
với I0 =  CU0C =

U0C U0C

(ZC (): dung kháng)
1
ZC
C

3. Kết luận
UC và i biến thiên điều hòa cùng tần số.
UC chậm pha hơn i một góc

I0 =

U0C
ZC

hay

I=


.
2

UC
(công thức định luật Ôhm).
ZC

Giản đồ Fre-nen:

IV. ĐOẠN MẠCH CHỈ CÓ CUỘN CẢM THUẦN
1. Thí nghiệm
Sơ đồ thí nghiệm như hình vẽ.


Nối A và B với nguồn điện xoay chiều:
Khi khoá K ở vị trí 1 đèn sáng.
Khi khoá K ở vị trí 2 đèn sáng mờ hơn.
Kết luận:
Như vậy cuộn cảm L cho dòng điện xoay chiều đi qua nhưng gây ra một điện trở
đối với dòng điện xoay chiều.

2. Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần
Giả sử biểu thức cường độ dòng điện qua mạch có dạng:

i = I0cos t
Suất điện động tự cảm xuất hiện trong cuộn cảm là:

e = -L.i' = LI0sint
Vì r = 0, nên điện áp ở hai đầu cuộn cảm là:



u = -e = -LI0sin t = LI0cos( t + )
2



 uL = U0L cos(ωt + )
2

với U0L = LI0  ZL I0 (ZL(): cảm kháng)

3. Kết luận
UL và i biến thiên điều hòa cùng tần số.
UL nhanh pha hơn i một góc

I0 =

U0L
ZL

hay

I=

Giản đồ Fre-nen:

UL
ZL


.
2

(công thức của định luật Ôhm).


V. MỘT SỐ VÍ DỤ
Ví dụ 1
Một tụ điện có điện dung C = 31,8 F, khi mắc vào mạch điện thì dòng điện


chạy qua tụ điện có cường độ tức thời i = 2,2 2cos(100 t + ) (A) . Viết
4
biểu thức điện áp giữa hai bản của tụ điện.
Ví dụ 2
Lập công thức liên hệ giữa điện áp tức thời và cường độ tức thời cho đoạn mạch
xoay chiều chỉ chứa điện trở thuần, chỉ chứa cuộn cảm thuần và chỉ chứa
tụ điện.
Ví dụ 3


Đặt điện áp xoay chiều u = U0 cos(100 t + ) (V) vào hai đầu một cuộn cảm
6
thuần có độ tự cảm 0,318 H. Ở thời điểm điện áp giữa hai đầu cuộn cảm là
200 V thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm là 2 A. Viết biểu thức cường độ
dòng điện chạy qua cuộn cảm.
Ví dụ 4


Đặt điện áp u = U0 cos(t - ) (V) vào hai đầu một tụ điện có điện dung
6
2.10-4
(F) . Ở thời điểm điện áp giữa hai đầu tụ điện là 200 V thì cường độ

dòng điện trong mạch là 3 A. Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy trong
mạch.
C=

Ví dụ 5

Dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch chỉ có điện trở thuần. Chọn phát biểu
đúng.
A. Cùng tần số với điện áp ở hai đầu đoạn mạch và có pha ban đầu luôn bằng 0.
B. Cùng tần số và cùng pha với điện áp ở hai đầu đoạn mạch.
C. Luôn lệch pha 𝛑/2 so với điện áp ở hai đầu đoạn mạch.
D. Có giá trị hiệu dụng tỉ lệ thuận với điện trở của mạch.


Ví dụ 6
Đặt điện áp xoay chiều u = U 2cost (V) vào hai đầu một điện trở thuần
R = 110  thì cường độ dòng điện qua điện trở có giá trị hiệu dụng bằng 2 A.
Giá trị của U bằng:
A. 220 2 V

B. 220 V

C. 110 2

V

D. 110 V