Ôn tập nhanh chương 4 lớp 12

HTKH-HBT
CHƯƠNG 4: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
I. Viết biểu thức hiệu điện thế và cường độ dòng điện ,
tính I , hiệu điện thế , công suất của mạch điện
1. Tính tổng trở Z.
a. Tính điện trở thuần R.
b. Tính cảm kháng Z
L
.
c. Tính dung kháng Z
C
.
Công
thức
Ghép nối tiếp Ghép song song
Điện
trở
l
R
S
ρ
=
R= R
1
+ R
2
+…
R
n
1 2
1 1 1 1

...
n
R R R R
= + +
Tự
cảm
Z
L
=L.
ω
...
1 2
Z Z Z Z
L L L L
n
= + +
1 1 1 1
...
1 2
Z Z Z Z
L L L L
n
= + + +
Điện
dun
g
1
.
C
C

Z
Z
ω
=
1 2
...
n
C C C C
Z Z Z Z
= + + +
1 1 1 1
...
1 2
Z Z Z Z
C C C C
n
= + +
d. Tính tổng trở:
Tổng trở:
2 2
Z= R (Z Z )
L C
+ −
2. Tính I hoặc U bằng định luật Ôm :
U
I
Z
=
Với Các giá trị hiệu dụng:
0

2
I
I =
;
0
2
U
U =
;
0
2
E
E =
3. Tính độ lệch pha của u so i :
R
ZZ
tg
CL
−
=
ϕ
;
 Nếu ϕ>0; Z
L
>Z
C
; u sớm pha hơn i
 Nếu ϕ>0; Z
L
<Z

C
; u trễ pha hơn i
 Nếu ϕ>0; Z
L
=Z
C
; u cùng pha với i; ω
2
LC=1; mạch có cộng
hưởng;
R
U
Z
U
I
0
min
0
0max
==
4. Viết biểu thức:
Nếu i = I
o
cos (
ω
t +
i
ϕ
)
⇒

u = U
o
cos (
ω
t +
i
ϕ
+
ϕ
)
Nếu u = U
o
cos (
ω
t +
u
ϕ
)
⇒
i = I
o
cos (
ω
t +
u
ϕ ϕ
−
)
5. Công suất P của dòng điện xoay chiều:
P= UI cos

ϕ
= I
2
R
cos
ϕ
: hệ số công suất, chỉ có R tiêu thụ điện năng.
6. Hệ số công suất : cos
ϕ
=
.
P
U I
=
U
R
U
=
R
Z
7. Nhiệt lượng tỏa ra trên mạch (trên R):
Q= I
2
Rt
8. Cộng hưởng điện:
Z
L
=Z
C
⇔

1
L
C
ω
ω
=
⇔
2
1LC
ω
= ⇔

I
max=
U
R
,
2
axm
U
P
R
=
II. Cuộn dây có điện trở thuần :
Khi mắc cuộn dây có điện trở r và độ tự cảm L vào mạch
điện xoay chiều, ta coi cuộn dây như đoạn mạch RL và giản
đồ vectơ như hình bên :
Cường độ dòng điện chậm pha hơn hiệu điện thế hai đầu
cuộn dây một góc
d

ϕ
tính theo công thức
0
0
U
Z
tan
U r
L
L
d
r
ϕ
= =
Tổng trở cuộn dây:
2 2
Z r Z
d L
= +
Trong đó: Z
L
= L.
ω
.
Biên độ và giá trị hiệu dụng của cường độ dòng diện được
tình theo các công thức:
0 0
0
2 2
U U

I
Z
r Z
d
L
= =
+
và
2 2
U U
I
Z
r Z
d
L
= =
+
Công suất tiêu thụ của cuộn dây: P=U
d
Icos
ϕ
= I
2
r
Với hệ số công suất : cos
ϕ
d
=
2 2
r r

Z
Z r
d
L
=
+
III. Đoạn mạch RLC có các đại lượng thay đổi
1. . Điện trở R thay đổi:
+ R= 0
→
I
max
=
L C
U
Z Z−
+ R=
∞
→
U
Rmax
= U
+ R
0
=|Z
L
-Z
C
|; Khi đó P
mạch max

=
2R
U
2
; cos
ϕ
=
2
2
+ Nếu mỗi giá trị P < P
max


có hai giá trị R
1,
R
2
thì
R
1
.R
2
=
2
0
R P=
2
1 2
U
R R+

,
1 2
2
π
ϕ ϕ
+ = , tan
ϕ
1
.tan
ϕ
2
= 1
+ Nếu cuộn cảmcó điện trở r
0
mà điện trở R thay đổi thì
P
mạch max
=
)r2(R
U
0
2
+

Khi đó R=|Z
L
-Z
C
|- r
0

2. Tụ điện C thay đổi
+ C= 0
→
Z
C
=
∞
→
P= 0
+ C=
∞
→
Z
C
=0
→
P=
2
2 2
L
U R
R Z+
+ C
0
=
2
1
L
ω
hay Z

L
=Z
C0
→
mạch cộng hưởng
→
P
max
=
2
U
R

+ Nếu cùng giá trị P < P
max
có hai C
1
, C
2
thì
1
I
ur
U
d
uuur
U
L
uuur
d

ϕ
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
HTKH-HBT
Z
C1
+ Z
C2
= 2 Z
C0
hay
1 2 0
1 1 2
C C C
+ =
;
1 2
ϕ ϕ
= −
+ khi
'
2 2

L
C
L
R Z
Z
Z
+
=
hay C’ =
2 2
( )
L
L
Z
R Z
ω
+
thì
R
ZRU
U
2
L
2
AB
Cmax
+
=
(mạch không cộng hưởng)
- Nếu cùng một giá trị U

C
< U
C
max có 2 giá trị C
1
, C
2
thì
'
1 2
1 1 2
C C
C
Z Z Z
+ =


hay C
1
+ C
2
= 2C
’

Và u
RL
vuông pha với u: nên có thể tính U
Cmax
theo công

thức sau
2 2 2 2
axCm R L
U U U U= + +
3. Cuộn cảm L thay đổi
+ Z
L
= 0
→
P=
2
2 2
C
U R
R Z+
+ Z
L
=
∞
→
P= 0
+ Z
L0
=Z
C


thì mạch cộng hưởng
→
U

R
, U
C
, U
RC
, P
mạch
và
I đạt max:
→
P
max
=
2
U
R
+ Nếu cùng giá trị P < P
max
có hai L
1
, L
2
thì
Z
L1
+Z
L2
= 2 Z
L0
hay 2L

0
= L
1
+ L
2
,
1 2
ϕ ϕ
= −
+ khi
,
2 2
C
L
C
R Z
Z
Z
+
=
hay L
’
2 2
C
C
R Z
Z
ω
+
=

thì
R
ZRU
U
2
C
2
AB
Lmax
+
=

(mạch không cộng hưởng)
Và u
RC
vuông pha u nên có thể tính U
Lmax
theo công

thức sau
2 2 2 2
axLm R C
U U U U= + +
+ Nếu cùng một giá trị U
L
< U
Lmax
có 2 giá trị L
1

, L
2
thì
'
1 2
1 1 1
L L
L
Z Z Z
+ =
hay
'
1 2
1 1 2
L L L
+ =
Tần số góc
ω
thay đổi :
+ f = 0
→
P= 0
+ f=
∞
→
P= 0
+ f = f
0
P
max

=
2
U
R
,và I
max=
U/R

:khi xảy ra hiện tượng
cộng hưởng: Z
L
=Z
C
+ Nếu mỗi giá trị P < P
max


có hai giá trị f
1,
f
2
thì
f
1
. f
2
=
2
0
f

-
Để U
L
max thì
2
2 2
2
2LC R C
ω
=
−
Để U
C
max thì
2 2
2
2 2
2
2
LC R C
L C
ω
−
=
IV. Hai đại lượng liên hệ về pha
 Hiệu điện thế cùng pha với cường độ dòng điện
R
ZZ
tg
CL

−
=
ϕ
→LCω
2
=1
 Hai hiệu điện thế cùng pha: ϕ
1
=ϕ
2
tgϕ
1
=tgϕ
2
 Hai hiệu điện thế vuông pha tgϕ
1
. tgϕ
2
= -1
Ta có thể dùng giản đồ véc tơ để tìm độ lệch pha ϕ
1
, ϕ
2
đối
với i rồi suy ra kết quả
V. 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 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
)
VI. SẢN XUẤT , TRUYỀN TẢI VÀ SỬ DỤNG NĂNG
LƯỢNG ĐIỆN
1. Máy phát điện xoay chiều 1 pha :
1-1 Chu kỳ T và tần số f:
ω
2π
f
1
T == ; ω=2πf1-2

f = np=
60
n'
p.
với p: số cặp cực; n tốc độ quay của rô to (vòng /giây); n’
tốc độ quay của rô to (vòng /phút)Với f là số vòng quay trong
1 giây của khung.
1-2 Biểu thức của từ thông qua khung:
Φ=NBScosωt=Φ
0
cosωt 1-4 Biểu thức suất điện động
tsinωEωNBSsinωtΦ'
Δt
ΔΦ
e
0
==−=−=
2. Máy phát điện xoay chiều 3 pha
 Suất điện động cảm ứng ở 3 cuộn dây của máy
phát.e
1
=E
0
cos ωt; e
2
= E
0
cos(ωt-2π/3); e
3
= E

0
cos(ωt+2π/3)
2
R
•
•
X
•
A B
R
L
•
•
X•
A N B
R
C
•
•
X•
A
N B
R
•
•
X
•
A
N B
R

L
•
•
X
•
A N B
HTKH-HBT
Tải đối xứng mắc hình sao: U
d
=
3
U
p
; I
d
= I
p
Tải đối xứng mắc tam giác: U
d
=
3
U
p
; I
d
=
3
I
p
3. Biến thế

+. Suất điện động ở cuộn sơ cấp và thứ cấp:
Δt
ΔΦ
Ne
11
−=
;
Δt
ΔΦ
Ne
22
−=
→
2
1
2
1
N
N
e
e
=
+ Nếu bỏ qua sự hao phí năng lượng trong máy biến thế thì:
k===
2
1
2
1
2
1

I
I
N
N
U
U
1
1
k
k
>


<


Với k là hệ số biến đổi của máy biến thế
+ H là hiệu suất biến thế. H=
2
1
P
P

Mạch từ phân nhánh: số đường sức từ qua cuộn sơ cấp lớn
gấp n lần số đường sức từ qua cuộn thứ cấp. Từ thông qua
mỗi vòng của cuộn sơ cấp lớn gấp n lần từ thông qua mỗi
vòng của cuộn thứ cấp: Φ
1
=nΦ
2

2
1
2
1
2
1
N
N
.
U
U
e
e
n==

3. Sự truyền tải điện năng
+ Độ giảm thế trên đường dây tải: ∆U=RI; U
2
=U
3
+∆U ; với
S
l
ρR =
+ Công suất hao phí trên đường dây: ∆P=RI
2
+ Hiệu suất tải điện: H =
'
P

P
=
P
PP ∆−
;
P: công suất truyền đi; P’ là công suất nhận được nới tiêu
thụ∆P: công suất hao phí.
3
U
1
U
2
Đường dây
I
U
3

‘
Tải