TÓM TẮT LÍ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP ĐIỆN XOAY CHIỀU

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.15 MB, 14 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

TÓM TẮT LÍ THUYẾT CHƯƠNG III: ĐIỆN XOAY CHIỀU

I. ĐẠI CƯƠNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

1. Biểu thức điện áp tức thời :

Trong đó: Uo : Điện áp cực đại (Giá trị biên độ của điện áp tức thời )
 U : Điện áp hiệu dụng

Uo = U√2

u: pha ban đầu của điện áp đv: rad
2.Biểu thức dòng điện tức thời : i

Trong đó: Io : Cường độ cực đại (Giá trị biên độ của cường độ tức thời )
 I : Cường độ hiệu dụng

Io = I√2

i: pha ban đầu của cường đọ dòng điện
 Độ lệch pha của u so với i:  = u–i

II. NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG XOAY CHIỀU

1. Nguyên tắc

 Dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ.

 Xét một cuộn dây dẹt hình trịn hai đầu khép kín có thể quay

quanh trục Δ . Cả hệ thống đặt trong từ trường đều có véctơ cảm ứng từ B

 Khi khung dây quay thì từ thơng gửi qua khung dây biến thiên,nên
trong khung xuất hiện một suất điện động cảm ứng .

2. Suất điện động cảm ứng xoay chiều và từ thông.

a. Từ thông: 
  = 0cos(t + α)

0 = NBS : là từ thông cực đại gửi qua khung dây.

α : góc giữa véc tơ pháp tuyến n của mặt phẳng chứa khung
dây (P) với véctơ cảm ứng từ B => α = ( n ; B )
N: số vòng dây.

B : cảm ứng từ ;

S : diện tích vòng dây( m2 ) (1cm2 = 10-4m2)
 : tốc độ góc (vận tốc góc)

đv: rad/s hoặc vòng/phút ; 1vòng/phút = 2π/60 (rad/s)
b. Suất điện động cảm ứng e .

e = –()’= .N.S.B.cos(t + α



2 

) = E0cos(t + α



2 

)
 Với E0 = 0= .N.S.B là suất điện động cực đại

III.CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

1. Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R

 Hiệu điện thế hai đầu điện trở biến thiên điều hồ cùng pha với dịng điện: uR=i

I

U

R



;

I

0

U

R



; uR=U0Rcos(t+uR) ; i=I0cos(t+i) O



R

U

2. Đoạn mạch chỉ có tụ điện

 Dung kháng:

Z

C

1 C

2 fC







O i

 Hiệu điện thế hai đầu tụ điện biến thiên điều hồ trễ pha so với dịng điện góc

2 

U

c

  = uC - i =

2 

;

U

I

Z



; 0 0

U

I

Z



; uC=U0Ccos(t+uC), ; i=I0cos(t+i)

u = U

0

cos(

t + 

u

) V

i = I

0

cos(

t + 

i

) A

B



n



Trục Δ

A

R

B

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

 Biểu thức liên hệ giữa các giá trị tức thời u và i của đoạn mạch chỉ có C 2 2

2 2

0 0

i u

I U 

3. Đoạn mạch chỉ có cuộn cảm

 Cảm kháng:

Z

L

   

L 2 fL

 Hiệu điện thế hai đầu cuộn cảm biến thiên điều hồ sớm pha hơn dịng điện góc

2 

 = uL-i =

2 

U

I

Z



, 0L
0

U

I

Z



U



uL=U0Lcos(t+uL), i=I0cos(t+i) +

2 

o i

 Biểu thức liên hệ giữa các giá trị tức thời u và i của đoạn mạch chỉ có L

2 2

0 0

1 i

u

I



U



IV.MẠCH CĨ R,L,C NỐI TIẾP

1.ĐỊNH LÍ VỀ ĐIỆN ÁP TỨC THỜI (

U

L



U

C)

c
L
R

u





2.MẠCH R,L,C NỐI TIẾP

- Sơ đồ:

- Định luật ôm :

I

U

Z



với

;

. 2

2

o

U



I



I

Z : là tổng trở của mạch :

Z



R



(

Z

L



Z

C

)

- Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch :

U



U

R2



(

U

L



U

C

)

3.ĐỘ LỆCH PHA GIỮA ĐIỆN ÁP VÀ CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN TRONG MẠCH

0 0

tan

L C L C L C

R R

Z

U

R

U















Với  = u–i

Nếu + ZL > ZC =>  > 0 : u sớm pha hơn i

+ ZL < ZC =>  > 0 : u trể pha hơn i

+ ZL = ZC =>  = 0 : u đồng pha với i

4.CỘNG HƯỞNG ĐIỆN

- Trong mạch điện xoay chiều R – L – C khi xảy ra cộng hưởng điện thì :

Z

L



Z

C



L C

. .





1

lúc này u và i cùng pha và dòng
điện hiệu dụng đạt cực đại

I

max

U

R



- Nếu bài cho u = U0cos(t + u) (V) Thì i = I0cos(t + u ) (A) vớiI0 = Imax.

2

5.MỘTSỐ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU KHÁC

1. Mạch điện xoay chiều gồm ( Điện trở thuần R ) – ( Cuộn dây không thuần cảm L,r ) – ( Tụ điện C

)
- Định luật ôm :

I

U

Z



với

;

. 2

2

o

U



I



I

A

L

B

U

R



U

L



U

C



U

L



U

C



O

U





R C

L,r

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

Z : là tổng trở của mạch ;

Z



(

R r



)



(

Z

L



Z

C

)

- Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch :

U



(

U

R



U

r

)



(

U

L



U

C

)

-Độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện: 0 0

0 0

tan

L C L C L C

R r R r

Z

U

R r

U

















2.Mạch điện xoay chiều gồm ( Điện trở thuần R ) – ( Tụ điện C )

- Định luật ôm :

I

U

Z



với

;

. 2

2

o

U



I



I

Z : là tổng trở của mạch ;

Z



R



Z

C2

- Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch : U

U



U

R2



U

C2
- Góc  được tính như sau:

tan

C C C

R R

Z

U

R

U















< 0 mạch mạch có tính dung kháng i sớm hơn u

3. Mạch điện xoay chiều gồm ( Điện trở thuần R ) – ( Cuộn dây thuần cảm L )

- Định luật ôm :

I

U

Z



với

;

. 2

2

o

U



I



I

Z : là tổng trở của mạch ;

Z



R



Z

L2

- Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch :

U



U

R2



U

L2
- Góc  được tính như sau:

tan

L L L

R R

U

Z

U

R

U

 



> 0 mạch có tính cảm kháng i trễ hơn u một góc

4. Mạch điện xoay chiều gồm ( Điện trở thuần R ) – ( Cuộn dây không thuần cảm L,r )

- Định luật ôm :

I

U

Z



với

;

. 2

2

o

U



I



I

Z : là tổng trở của mạch ;

Z



(

R r



)



Z

L2
;

- Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch :

U



(

U

R



U

r

)



U

L2 
- Góc được tính như sau:

0 0

tan

L L L

R r R r

U

Z

U

R r

U

 





> 0 mạch có tính cảm kháng i trễ hơn u

5. Mạch điện xoay chiều chỉ gồm ( Cuộn dây không thuần cảm L,r )

- Định luật ôm :

I

U

Z



với

;

. 2

2

o

U



I



I

Z : là tổng trở của mạch ;

Z



r



Z

L2

- Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch : U

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

U



U

r2



U

L2

- Góc  được tính như sau: 0

tan

L L L

r r

U

Z

U

r

U

 



> 0 mạch có tính cảm kháng i trễ hơn u

6. Mạch điện xoay chiều gồm ( Cuộn dây không thuần cảm L,r ) - ( Tụ điện C )

- Định luật ôm :

I

U

Z



với

;

. 2

2

o

U



I



I

Z : là tổng trở của mạch ;

Z



r



(

Z

L



Z

C

)

2
 - Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch : U

U



U

r2



(

U

L



U

C

)

2
- Góc  được tính như sau:

0 0

tan

L C L C L C

r r

Z

U

r

U















7. Mạch điện xoay chiều gồm ( Cuộn dây thuần cảm L ) - ( Tụ điện C )

- Định luật ôm :

I

U

Z



với

;

. 2

2

o

U



I



I

Z : là tổng trở của mạch đv: Ω ;

Z



(

Z

L



Z

C

)

2
- Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch : U

U



(

U

L



U

C

)

2
- Góc  được tính như sau:

0 0

tan

0

L C L C L C

Z

U















Lưu ý: khi tính tan mà có dạng:

tan

ac dinh

0

2 Tu so

khong x







  



+ nếu Tử số > 0 ta chọn

2 





+ nếu Tử số < 0 ta chọn

2 



 

V.CÔNG SUẤT TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

 Công suất mạch RLC:

-P = UIcos = I2R =
2
2

Z

R

U

=UR.I - Hệ số công suất mạch:

U
U
Z
R

COS    R

 Mạch RLC khi có cuộn dây khơng thuần cảm:

+Công suất mạch:

P



(

R



r

)

I



(

U

R



U

r

)

I

; -Hệ số công suất mạch:

U

Z

r

R





R



r





cos

 Với Cuộn dây có điện trở trong r:

+ Công suất cuộn dây:

P



rI



U

r

.

I

+Hệ số công suất cuộn dây:

d
R
d
d

U

Z

r 





cos

L , r C

B
A

Điện áp giữa hai đầu cuộn dây:

U

d



U

AM



U

r2



U

L2

M
L , r = 0 C

B
A

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

VI.MÁY BIẾN ÁP.TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG

1. Máy biến áp

 Suất điện động trong cuộn sơ cấp:

e

1

N

1

.

t







 Suất điện động trong cuộn thứ cấp:

e

2

N

2

.

t









12 12

e

N

e



N

 Trong đó e1 được coi như nguồn thu: e1 = u1– i1.r1

 e2 được coi như nguồn phát: e2 = u2 + i2.r2



1 1 1 1 1

2 2 2 2 2

.

e

u

i r

N

e

u

i r

N







 Khi

r

1

 

r

2

0

thì ta có: 1 1 1 1

2 2 2 2

e

E

U

N

k

e



E



U



N



(3)
 Nếu k > 1



U1 > U2



máy hạ áp

 Nếu k < 1



U1 < U2



máy tăng áp

 Công suất của máy biến thế: - Công suất của cuộn sơ cấp: P1 = U1I1cos



1

- Công suất của cuộn thứ cấp: P2 = U2I2cos



2

 Hiệu suất của máy biến thế: 2 2 2 2

1 1 1 1

U I cos

H

U I cos









 Nếu bỏ qua hao phí tiêu thụ điện năng tức

cos



1



cos



2 và H = 1 thì ta có:

1

2

1

2

1

2 U

I

N

E

U



I



N



E

2.Truyền tải điện năng.

 Công suất truyền đi tại trạm phát
P=UIcos



 Cơng suất hao phí trên đường dâylà:



P

= I2.R = 
2

.

( os )

P

R

Uc



Trong đó

R

l

S





là điện trở tổng cộng của dây tải điện (lưu ý: dẫn điện bằng 2 dây) 
P là công suất nhà máy phát điện (P = PA); U hiệu điện thế ở hai đầu đường dây (U = U’A).

 .Nếu độ chênh lệch chỉ số công tơ từ nơi phát điện tới nơi tiêu thụ. ΔA thì cơng suất hao phí là

P

A

t



 

 Phần trăm công suất bị mất mát trên đường dây tải điện:

P

.100

P



 Độ giảm thế trên đường dây là:



U

= U’A– UB = U – UB = I.R

 Hiệu suất tải điện: B A

A A

P

H

P

 



VII.MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU.

1.Máy phát điện xoay chiều một pha

 Gồm có hai phần chính:

+ Phần cảm : Là một nam châm điện hoặc nam châm vĩnh cửu.Phần cảm tạo ra từ trường

+ Phần ứng: Là những cuộn dây, xuất hiện suất điện động cảm ứng khi máy hoạt động. Tạo ra dòng điện
+ Một trong hai phần này đều có thể đứng yên hoặc là bộ phận chuyển động

+ Bộ phận đứng yên gọi là Stato, bộ phận chuyển động gọi là Rôto

Nhà

máy

phát

điện

Nơi

tiêu

thụ

điện

A

B

A

U

B

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

 Tần số do máy phát điện phát ra:

f



n p

.

. Trong đó: p – là số cặp cực của máy phát điện.
n – là tốc độ quay của rơto ( vịng/giây)

 Nếu rơto quay với vận tốc n vịng/phút thì:

60 

np

f

(1a)

 Từ thơng qua phần ứng:

 

N B S cos t

. . .



 

N

.

0

cos t



với

 

0

BS

: từ thơng cực đại qua một vịng dây.
 Suất điện động tức thời qua phần ứng:

e NBS





.sin



t

 

N

0



sin



t E



0

sin



t

;

trong đó

E

0



NBS



được gọi là suất điện động cực đại.

2.Máy phát điện xoay chiều ba pha.

 Gồm: + Stato: Là hệ thống gồm ba cuộn dây riêng rẽ, hoàn toàn giống nhau quấn trên ba lõi sắt lệch nhau 1200 trên một

vòng tròn.

+Rôto là một nam châm điện hoặc nam châm vĩnh cửu

 Khi ro to quay thì trong ba cuộn dây xuất hiện 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 



1 0

2 0

3 0

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

1 0

2 0

3 0

os( )

2 os(

)

3

2 os(

)

3 i

I c

t

i

I c

t

i

I c

t













 



 







 





 Máy phát mắc hình sao: Ud =

3

 Máy phát mắc hình tam giác: Ud = Up

 Tải tiêu thụ mắc hình sao: Id = Ip; Ud =

3

 Tải tiêu thụ mắc hình tam giác: Id =

3

Ip; U=Ud

Lưu ý: Ở máy phát và tải tiêu thụ thường chọn cách mắc tương ứng với nhau.

VIII.ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA

 Cấu tạo: Ro to là khung dây dẫn có thể quay dưới tác dụng của từ trường quay.Stato là bộ phận tạo ra từ trường quay,nó 
gồm ba cuộn dây đặt lệch nhau 1200trên một lõi sắt hình trụ.

 Hoạt động:Khi chop dịng điện ba pha đi vào ba cuộn dây của stato thì từ trường tổng hợp do ba cuộn dây gây ra tại tâm 
stato là từ trường quay lảm cho rôto quay theo

 Từ trường do ba cuộn dây gây ra có biểu thức như sau:

B

1



B

0

cos(



t

)

)

3

2 cos(

0
2









B

t

B

)

3

2 cos(

0
3









B

t

B



Công suất tiêu thụ của động cơ:

P

tồn phần

=P

hao phí

+ P

có ích

Trong đó:

P

tồn phần

= UIcosφ

;

P

có ích

=

A

t

; P

hao phí

= R.I

2

Trong đó:

A: Cơng cơ học (cơng mà động cơ sản ra) 
 Pcó ích: (công suất mà động cơ sản ra) 
 t: thời gian

R: điện trở dây cuốn 
 Phao phí: cơng suất hao phí

Ptồn phần: cơng suất tồn phần ( công suất tiêu thụ của động cơ)
 cosφ: Hệ số công suất của động cơ.

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

 Hiệu suất của động cơ: H = co ich

.100

toan phan

P

=

.100

toan phan hao phi

toan phan

P



- Công suất mỗi pha:

os

.

pha
pha p p

pha

U

P

U I c

R

Z





- Công suất cả ba pha:

P



3 P

pha

- Cơng suất cả ba pha (mắc hình tam giác và sao ): 3

3 . os

3

d
pha d

I

P



U

c



IX.MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP

DẠNG 1:VIẾT BIỂU THỨC CỦA SUẤT ĐIỆN ĐỘNG XOAY CHIỀU

 Từ thông qua khung :



= NBS os(t + α)

α = ( n ; B) làgóc giữa véc tơ pháp tuyến n của mặt phẳng chứa khung với véctơ cảm ứng từ B
 Lưu ý: phương pháp xác định gócα

Gọi góc giữa mặt phẳng chứa khung dây (P) với véctơ cảm ứng từ B là : β
+ Nếu : β = 900 thì - nếu n mà cùng hướng với B thì α = 00

- nếu n mà ngược hướng với B thì α = 1800 = π (rad)

+Nếu : β < 900 thì α = 900 - β

+Nếu : β > 900 thì α = β - 900

+Nếu : β = 900 thì α = 900

 Suất điện động cảm ứng : e = –()’= .N.S.B.cos(t + α



2 

) = E0cos(t + α



2 

)

DẠNG 2: GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG CỦA CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN (I) & ĐIỆN ÁP(U)

- Số chỉ Ampe kế (giá trị hiệu dụng) : I =

C
C

L
L
R
0

Z

U

Z

U

R

U

Z

U

2 I



- Số chỉ Vôn kế(giá trị hiệu dụng) : U =

Z.I

2 U

0



; Uo=Io.Z

- Tổng trở : Z =

R



(Z

L



Z )

C 2

- Cảm kháng : ZL = L ; Dung kháng : ZC =

Cω

1

DẠNG 3:VIẾT BIỂU THỨC CỦA u VÀ i

 Biểu thức điện áp tức thời : u = U0cos(t + u) 
 Biểu thức dòng điện tức thời : i = I0cos(t + i) A

 u và i được xác định từ độ lệch pha giữa u và i:  = u - i

+Nếu mạch chỉ có R thì u =i

+Nếu mạch chỉ có c thì uC - i =

2 

+Nếu mạch chỉ có L thì i thì uL - i =

2 

Động cơ mắc hình sao :

U

d

=

3 U

p

; I

d

= I

p

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

+Nếu mạch chỉ có R ,L,C thì liên hệ giữau và i được xác định từ biểu thức

0 0

tan

L C L C L C

R R

Z Z

U U U U

R

U















DẠNG 4:LIÊN HỆ GIỮA CÁC ĐIỆN ÁP

- Mạch có R,L,C : U2 = 2
R

U

+ (UL– UC)2

- Mạch có R,L : U2 =

U

2R+

U

L2 ; Z2 = R2+Z2L ; tg =

R
L
L

U

0 U

R

0 Z







;  > 0

- Mạch có R,C : U2 = 2
R

U

2C ; Z2 = R2+Z2

c ; tg =

R
C
C

U

0 R

Z

0 





;  < 0

- Mạch có L,C : U = |UL– UC| ; Z = |ZL– ZC| ; Nếu ZL > ZC thì  =

2 

; Nếu ZL < ZC thì  =

-2



DẠNG 5 :CỘNG HƯỞNG ĐIỆN TRONG MẠCH RLC NỐI TIẾP

 Đặt vào 2 đầu đoạn mạch RLC nối tiếp 1 điện áp xoay chiều ổn định.
 Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi: Imax hay u cùng pha với i:  = 0

- ZL = ZC L. =

Cω

1

 L.C.2 = 1 ; I

max =

R

U

;

ax

m

U

P

R





- UL = Uc => U = UR

- Hệ số công suất cực đại : cos =1

DẠNG 6: PHA CỦA HAI ĐOẠN MẠCH

 Hai đoạn mạch AM gồm R1L1C1 nối tiếp và đoạn mạch MB gồm R2L2C2 nối tiếp mắc nối tiếp với nhau có

UAB = UAM + UMB

uAB ; uAM và uMB cùng pha  tanφuAB = tanφuAM = tanφuMB

 /Trường hợp đặc biệt : nếu hai đoạn mạch trên cùng một mạch điện mà có  = /2 (vng pha nhau, lệch nhau một góc 900) 
thì:

tan1.tan2 =



1.

 Hai đoạn mạch R1L1C1và R2L2C2cùng u hoặc cùng i có pha lệch nhau 

Với 1 1

tan ZL ZC

R

   và 2 2

tan ZL ZC

R

   (giả sử 1 > 2)

Có 1–2 =   1 2

1 2

ta n ta n ta n
1 ta n ta n

  

 

  



 VD: Mạch điện ở hình 1 có uAB và uAM lệch pha nhau 

Ở đây 2 đoạn mạch AB và AM có cùng i và uAB chậm pha hơn uAM
 AM –AB =  

tan

1 tan

tan















AMAM ABAB

Nếu uAB vng pha với uAM thì

tan

=-1

L L C

1

AM AB

Z

R







 

 Mạch điện ở hình 2: Khi C = C1 và C = C2 (giả sử C1 > C2) thì i1 và i2 lệch pha nhau 

Ở đây hai đoạn mạch RLC1 và RLC2 có cùng uAB 
Gọi 1 và 2 là độ lệch pha của uAB so với i1 và i2
thì có 1 > 2(Vì C1 > C2) 1 -2 = 

Nếu I1 = I2 thì 1 = -2 = /2 (vì

Z

C1



Z

C2



2 Z

L)

Nếu I1 I2 thì tính 1 2

1 2

tan

1 tan

tan















DẠNG 7:BÀI TỐN CỰC TRỊ

1. Đoạn mạch RLC có R thay đổi

:

a. Tìm R để Imax : Imax khi Zmin khi R=0 (2)

R L M C

A B

Hình 1

R L M C

A B

</div>
(9)<div class='page_container' data-page=9>

b. Tìm R để Pmax

Pmax khi R=|ZL ZC|, và

2 2

m

L C

U U

P

Z Z R

 

 (4)

Hệ quả:

Z R 2



;

I

U

R 2



;

cos =

2 

;

4 

  

(6)

c.Với 2 giá trị của điện trở R

1

và R

2

mạch có cùng cơng suất P, R

1

và R

2

là hai nghiệm của phương trình





2
2

L C

U

R

Z

0 P









(7)

Ta có:

1 2

U

R

P





R R

1 2





Z

L



Z

C



2 (8)

d. Với 2 giá trị của điện trở R

1

và R

2

mạch có cùng cơng suất P, Với giá trị R

0

thì P

max

.

0 1 2

R



R R

cịn cơng suất cực đại là:

1 2

2

m

U

P

R R



e. Mạch có R, L, r, C (cuộn dây có điện trở trong r)

+Cơng suất tồn mạch đạt cực đại khi: ax 2 2

2 2( )

L C m

L C

U U

R r Z Z P

Z Z R r

     

 

+Công suất tỏa nhiệt trên biến trở R đạt cực đại khi:

2 2

ax 2 2

(

)

2 (

)

2

L C m

L C

U

R

r

Z

P

r

Z

r

















2. Đoạn mạch RLC có L thay đổi:(Tìm giá trị của L để thỏa mãn đk của bài)

a. Khi Z

min

; I

max

; U

Rmax

;U

Cmax

;U

RCmax

P

ABmax

; cosφ

max ;

u

Ctrễ pha so

2 

với

u

AB? Tất cả các trường hợp trên đều liên quan 
đến cộng hưởng điện



Z

L



Z

C

b.Khi cộng hưởng

2
1
L

C


 thì dịng điện trong mạch đạt cực đại IMax =

U

R r



Lúc này điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở

đạt cực đại URmax = R.IMax ;

max

U

P

R r





còn hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu đoạn LC đạt cực tiểu là ULCMin = 0 ; hệ số

công suất cực đại cos = 1; Z = Zmin = R; UR = URmax = U

Lưu ý: Dùng khi mạch có L và C mắc liên tiếp nhau

-Nếu mạch có điện trở trong r thì:

2
1
LC

Ur U

U

R r R Rr

r

 

 



- Còn UCmaxkhi xảy ra cộng hưởng ZL = ZC và

U

C Max

U

.

Z

L

U

.

Z

C

R



c. Khi

2 2 2

1

C
L

C

R

Z

L CR

Z

C













thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây đạt cực đại:



ax 2 C2

L M

U R Z

U

R


 và

U

LM2 ax

  

U U U

2 R2 C2

;

U

LM2 ax



U U

C LMax

 

U

0

;

U





U



RC

d. Với L

1

và L

2

mạch có cùng P (hoặc cùng I, cùng U

R

) thì thì dung kháng thỏa mãn

:

Z

C

Z

L 2

2 



A B

M N

R L C

I



U



U



</div>
(10)<div class='page_container' data-page=10>



Pmax (hoặc Imax, URmax) khi 1 2

2

L L
L

Z





, 1 2

2 L





e.Với hai giá trị của cuộn cảm L

1

và L

2

mạch có cùng cơng suất thì dung kháng thỏa mãn:

P1=P2 Z1=Z2 |ZL1ZC| = | ZL2ZC| 

Z

C

Z

L 2

2 





giá trị của L để cơng suất tồn mạch đạt cực đại thỏa mãn: L1 L 2
L

Z Z

2


 ;L L1 L2
2




f.Với L = L

1

hoặc L = L

2

mà U

L

có cùng giá trị thì điện áp cực đại hai đầu cuộn cảm U

Lmax

khi

1 2

2
1 1( 1 1 )

L L L

L L
L

Z  Z  Z   L  L

g.Khi

2 2

4

2

C C

L

Z

R

Z





thì điện áp hiệu dụng trên đoạn RL đạt cực đại:

ax

2 2

2 R

4

RLM

C C

U

R

Z







và URL Max

2 2

0

L C L

Z

Z Z

R







- Để URLkhông phụ thuộc vào giá trị của R thì: ZC= 2ZL

3. Đoạn mạch RLC có C thay đổi

:

a. Khi Z

min

; I

max

; U

Rmax

;U

Lmax

;U

RLmax

P

ABmax

; cosφ

max

;

u trễ pha so

C
2



với

AB

u ?

Tất cả các trường hợp trên đều liên

quan đến cộng hưởng điện



Z

L



Z

C

b. Khi

C

1

2

L





thì IMax thì dịng điện trong mạch đạt cực đại IMax=

U

R r



Lúc này điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở đạt

cực đại URmax=R.IMax ; PMax còn còn hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu đoạn LC đạt cực tiểu là ULCMin = 0(khi cuộn dây thuần 
cảm)

c. Khi

2 2

2 2 2
L

C

L

R Z L

Z C

Z R L



  

 , thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện đạt cực đại:



2 2

L

CM

U R Z

U

R




và

U

CM2 ax



U



U

R2



U

L2

;

U

CM2 ax



U U

L CMax



U



0

;

U



U

RL



- Còn ULmax khi xảy ra cộng hưởng ZL = ZC và UL Max U .ZL U .ZC

R R

 

d. Với hai giá trị của tụ điện C

1

và C

2

mạch có cùng cơng suất (hoặc cùng I) thì cảm kháng thỏa mãn :

P1=P2 Z1=Z2 |ZL1ZC| = | ZL2ZC| ZL ZC1 ZC 2
2





giá trị của C để cơng suất tồn mạch đạt cực đại thỏa mãn:

C1 C 2

Z Z

2


 ,

1 2

2

1 C



C



C

1 2

2C .C

C





e. Khi C = C

1

hoặc C = C

2

mà U

C

có cùng giá trị thì U

Cmax

khi

1 2

1 (

)

2

C C C

C

Z











U



O

RL

U



I



C

</div>
(11)<div class='page_container' data-page=11>

f. Khi

4

2 2

2

L L

C

Z

R

Z





thì điện áp hiệu dụng trên đoạn RC đạt cực đại :

ax 2 2

2 R
4

R C M

L L
U

U

R Z Z



 

và 2 2 0

C L C
RC M ax

U  Z Z Z R 

Lưu ý: Dùng khi mạch có R và C mắc liên tiếp nhau.
- Để URCkhơng phụ thuộc vào giá trị của R thì: ZL= 2ZC

4. Mạch RLC có

 thay đổi:

a. Khi Zmin; Imax; URmax; PABmax; cosφmax Tất cả các trường hợp trên đều liên quan đến cộng hưởng điện.

1

2

L C

Z

f

LC













 

b.Khi cộng hưởng

C

1

2

L





thì IMax thì dịng điện trong mạch đạt cực đại

IMax=

U

R r



Lúc này điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở đạt cực đại URmax=R.IMax ; PMaxcòn còn hiệu điện thế hiệu dụng
giữa hai đầu đoạn LC đạt cực tiểu là ULCMin = 0

Lưu ý: Dùng khi mạch có L và C mắc liên tiếp nhau.

c . Khi

2 2

2 (2

)

2 f

LC R C











hoặc 2

1 1

C L R

C







thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây đạt cực đại:



ax

2 2

2 .

4

LM

U L

U

R

LC R C





d. Khi

2 2 2

1 (2

)

2 R

f

LC

L











hoặc

1

2 L

R

L C

 



thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện đạt cực đại:



ax

2 2

2 .

4

CM

U L

U

R

LC R C





e. Với



=



1

hoặc



=



2

mà các đại lượng

( P, I, Z,

cos



U

R) có giá trị như nhau thì giá trị  cần tìm để các đại lượng (P,

I, Z,

cos



U

R ) đạt giá trị cực đại là:





 

1 2 1 2 1

LC

 

   tần số

f



f f

1 2

f. Thay đổi

f

có hai giá trị

f

1



f

2 biết

f

1



f

2



a

thì

I

1



I

2

?

Ta có :

Z

1



Z

2



(

Z

L1



Z

C1

)



(

Z

L2



Z

C2

)



hệ

2
1 2

1 2

1

2

ch

LC

a

 





















DẠNG 8:BÀI TỐN VỀ DỊNG ĐIỆN VÀ HIỆU ĐIỆN THẾ BIỀN THIÊN

</div>
(12)<div class='page_container' data-page=12>

 Ta có

u

L



U

0L

cos



t

và

i

I



t



)

I

sin



t

2 cos(

0







2

1

0
2
2
0
2





I

i

U

u

L
L

 Nếu tại thời điểm

t

1và

t

2 điện áp và dịng điện có giá trị (

u

1

,

i

1

)

và (

u

2

,

i

2

)



2

1

0
2
1
2
0
2





I

i

U

u

L
= 2
0
2
2
2
0
2
2

I

i

U

u

L







2



0
2
2
2
1
L

U

u

2
0
2
1
2
2

I

i





2
1
2
2
2
2
2

1
0
0

i

u

I

U

L





Z

L

2.Mạch chỉ có C

 Ta cũng có 2

1

0
2
2
0
2





I

i

U

u

C

C và

2
1
2
2
2
2
2
1
0
0

i

u

I

U

C





Z

C

 Chú ý:Nếu thay các giá trị cực đại bằng giá trị hiệu dụng thì ta có: 2

2

2
2
2





I

i

U

u

DẠNG 9:BÀI TỐN GHÉP TỤ ĐIỆN

 Mạch RLC cần mắc thêm tụ C' như thế nào để I max ; u,i cùng pha ; hoặc cos =max; 
 Ta cần mắc sao cho

Z

L



Z

Cb hay

LC

b





1

 Nếu

C

b

 

C

Mắc song song



C

b

 C



 Nếu

C

b



C



Mắc nối tiếp

1

'

C

b







DẠNG 10:BÀI TOÁN THỜI GIAN ĐÈN SÁNG TẮT

 Đặt điện áp u = U0cos(2ft + u) vào hai đầu bóng đèn huỳnh quang, biết đèn chỉ sáng lên khi hiệu điện thế tức thời đặt vào

đèn là

u U



1. Với 1
0

os

U

c

U



 

, (0 <  <

2 

)

+ Thời gian đèn sáng trong

1

2 T

: 1

2 t









=> Thời gian đèn tắt trong

1

2 T



+ Thời gian đèn sáng trong cả chu kì T : t= 2 t1 =







4 DẠNG 11 :BÀI TỐN HỘP KÍN

1> Mạch chứa một phần tử

U
u
O
M'2
M2
M'1
M1

-U U0

0 1

-U1 Sáng Sáng

Tắt

</div>
(13)<div class='page_container' data-page=13>

Loại mạch Điện trở R Cuộn cảm thuần L Tụ điện C
Dấu hiệu

nhận biết + Về pha (u;i) cùng pha+ Tần số thay đổi  R không đổi  I không đổi + Về pha: u nhanh pha hơn i một góc 0,5π
+ Tần số thay đổi  cảm
kháng thay đổi  I thay đổi :
Khi f tăng thì cảm kháng tăng,
I giảm

+Công suất P =0

+ Về pha: u chậm pha hơn i
một góc 0,5π

+ Khơng cho dịng điện
khơng đổi đi qua

+Tần số thay đổi  dung
kháng thay đổi  I thay đổi:
Khi f tăng thì dung kháng
giảm, I tăng

+Công suất P =0

2> Mạch chứa hai phần tử

Loại mạch LC (cuộn cảm thuần) RL( cuộn cảm thuần) RC

Dấu hiệu

nhận biết +Về pha (u;i) lệch pha 0,5π+Về điện áp hiệu dụng U =|UL-UC |

 U có thể lớn hơn, nhỏ hơn hoặc bằng với UL

hoặc UC.

+Công suất P =0

+Hệ số công suất cos = 0

+Khi thay đổi tần số: góc lệch pha(u;i) vẫn là
0,5π, tuy nhiên u có thể chuyển từ nhanh pha
hơn i sang chậm pha hơn i

Chú ý : nếu cuộn dây có điện trở r

( khơng thuần cảm) thì các dầu hiệu trên không
thỏa mãn

+Về pha : u luôn nhanh pha
hơn i một góc 0 < <0,5π
+Về điện áp hiệu dụng : thỏa

(*)
 U>UR , UL

+ Khi f tăng Z tăng  I
giảm, cos giảm, P giảm

(P = )

+ Khi f giảm Z giảm  I
tăng, cos tăng , P tăng

Chú ý : nếu cuộn dây có điện 
trở r ( khơng thuần cảm) thì (*)
khơng thỏa mãn

+ Về pha : i luôn nhanh pha
hơn u một góc 0 < <0,5π
+Về điện áp hiệu dụng : thỏa

 U>UR , UC

+ Khi f tăngZ giảm  I
tăng, cos tăng , P tăng

(P = )

+ Khi f giảmZ tăng  I
giảm, cos giảm, P giảm

</div>
(14)<div class='page_container' data-page=14></div>

TÓM TẮT LÍ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP ĐIỆN XOAY CHIỀU

<b> TÓM TẮT LÍ THUYẾT CHƯƠNG III: ĐIỆN XOAY CHIỀU</b>

<b>I. ĐẠI CƯƠNG ĐIỆN XOAY CHIỀU</b>

<b>II. NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG XOAY CHIỀU</b>

<i><b>1. Nguyên tắc</b></i>

<i><b>2. Suất điện động cảm ứng xoay chiều và từ thông.</b></i>



2





2



<b>III.CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU</b>

<b>1. Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R</b>

I

U

R



I

U

R



<i>U</i>

<b>2. Đoạn mạch chỉ có tụ điện</b>

Z

1

1

C

2 fC









2



U

2



U

I

Z



U

I

Z



<i> u = U</i>

<i>cos(</i>

<i>t + </i>

<i>) V</i>

<i> i = I</i>

<i>cos(</i>

<i>t + </i>

<i>) A</i>

<i>B</i>

<i>n</i>

A

R

B

<b>3. Đoạn mạch chỉ có cuộn cảm</b>

Z

   

L 2 fL

2



2



U

I

Z



U

I

Z



U

2



1

<i>i</i>