Dòng điện xoay chiều dao động điện từ

DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU & DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ
NOTE

Điện xoay chiều là chương học có lẽ là khó nhất trong chương trình vật lý 12.
Chương này khó vì rất nhiều cơng thức, dạng bài và ln có câu hỏi phân loại học
sinh mức VDC rất khó. Khác với chương điện thì chương dao động điện từ nó dễ
thở hơn rất nhiều. Do đó các em nên học thật kỹ chương này nhé !!!
Trong đề thi THPT QG 2021, Điện Xoay chiều & Dao động điện từ có:
- 3 câu nhận biết ( 1 câu của chương IV)
- 4 câu thông hiểu (1 câu của chương IV)
- 2 câu Vận dụng
- 2 câu Vận dụng cao

A. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
I. ĐẠI CƯƠNG DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
1. Từ thơng
Từ thơng qua diện tích S được tính bởi cơng thức:
=
φ NBScos α (Wb)
Trong đó:
N: Số vịng dây
B: Độ lớn cảm ứng từ (T)
2
S: Diện tích (m )
α: Góc giữa vecto pháp tuyến của mặt
phẳng khung dây và vecto cảm ứng từ (rad)
2. Hiện tượng cảm ứng điện từ
Khi từ thông qua một khung dây biến thiên thì trong khung xuất hiện một suất điện động gọi là suất
điện động cảm ứng.
dφ

eC = − (V)
dt
Trong tốn học, ta tính eC bằng đạo hàm của φ theo thời gian.
3. Dòng điện xoay chiều
Cho khung dây quay đều trong từ trường khi đó từ thông qua khung dây biến thiên:
=
φ NBScos ( ωt + ϕ )
Trong đó:
ω: tốc độ quay của khung dây


ϕ: góc hợp bởi n và B ở thời điểm t = 0
Trong khung dây xuất hiện suất điện động cảm ứng:

e = −φ '(t) = ω NBSsin ( ωt + ϕ )

Suất điện động biến đổi theo thời gian theo định luật dạng sin gọi là suất điện động xoay chiều.

HDedu - Page 1


Đặt suất điện động xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch thì trong mạch có dịng điện xoay chiều và ở
hai đầu mạch có điện áp xoay chiều.
=
u U 0 cos ( ωt + ϕu )
=
i I0 cos ( ωt + ϕi )

Trong đó:
u, i: Giá trị tức thời

U 0 , I0 : Biên độ

ω: Tần số góc

ϕu , ϕi: : Pha ban đầu

Độ lệch pha của u so với i: ϕ = ϕu − ϕi
- Nếu ϕ > 0 thì u sớm pha so với i
- Nếu ϕ = 0 thì u cùng pha với i
- Nếu ϕ < 0 thì u trễ pha so với i
2π
(s)
ω
1 ω
Tần số của dòng điện xoay chiều:
f= =
(Hz)
T 2π
I
Cường độ dòng điện hiệu dụng:
I= 0
2
U
Điện áp hiệu dụng:
U= 0
2
Chú ý: Trong đời sống, trên các thiết bị điện thường ghi giá trị hiệu dụng.
Mạng điện dân dụng nước ta có giá trị hiệu dụng U = 200V, tần số f = 50 Hz
II. MẠCH ĐIỆN CHỈ CÓ MỘT PHẦN TỬ

LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
1. Biểu diễn bằng vecto quay
Tương tự như đối với dao động điều hòa, các dao động điện cũng được biểu
diễn bằng các vectơ quay:

i↔I

u↔U

Ta thường biểu diễn I nằm ngang làm chuẩn và biểu diễn sư lệch pha u, i
trên giản đồ
2. Đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần
Điện trở thuần R cho dòng điện xoay chiều đi qua và cản trở nó theo định
luật Ơm.
u U 0 cos ( ωt )
i =
=
= I0 cos ( ωt )
R
R
Vậy trong đoạn mạch chỉ có điện trở thuần thì u và i cùng pha nhau và có

Chu kì của dòng điện xoay chiều:

T=

I0 =

U0
R

HDedu - Page 2


Trong các bài tập ta thường sử dụng biểu thức trên đối với giá trị hiệu dụng: I =

U
R

3. Đoạn mạch xoay chiều chỉ có tụ điện
Ở lớp 11 ta biết rằng tụ điện khơng cho dịng điện một chiều chạy qua nó.
Tụ điện cho dịng điện xoay chiều đi qua và cản trở nó. Đặc trưng bởi dung kháng: ZC =
Trong đó:
ZC: dung kháng (Ω)

ω: tần số góc (rad/s)

1
ωC

C: điện dung (F)

Khi đó cường độ dịng điện hiệu dụng tính bởi biểu thức: I =

U
ZC

π
2
Vì u và i vng pha với nhau nên ta có hệ thức độc lập với thời gian:

Tụ điện làm cho u trễ pha hơn i một góc
2

2

 i   u 
1
  +
 =
 I0   U 0 
4. Đoạn mạch xoay chiều chỉ có cuộn cảm
Ở lớp 11 ta biết rằng cuộn cảm khơng cản trở dịng điện một chiều.
Cuộn cảm cho dòng điện xoay chiều đi qua và cản trở nó. Đặc trưng bởi cảm kháng: ZL = ωL

Trong đó:
ZL: Cảm kháng (Ω)

ω: Tần số góc (rad/s)

L: Độ tự cảm (H)

Khi đó cường độ dịng điện hiệu dụng tính bởi biểu thức:
Cuộn cảm làm cho u sớm pha hơn i một góc

I=

U
ZL

π
2
2

2

 i   u 
Vì u và i vng pha với nhau nên ta có hệ thức độc lập với thời gian:   + 
1
 =
 I0   U 0 
Chú ý: Nếu cuộn cảm cỏ điện trở thuần r (cuộn không thuần cảm) ta coi nó như một cuộn cảm
thuần mắc nối tiếp với một điện trở thuần r.
5. So sánh các đoạn mạch chỉ chứa một phần tử
Phần tử
So sánh

Cản trở dòng
điện
Cường độ dòng
điện hiệu dụng

R

L

C

Điện trở
R(Ω)

Cảm kháng
ZL =
ωL(Ω)

Dung kháng
1
=
ZC
(Ω)
ωC

I=

U
R

I=

U
ZL

I=

U
ZC

HDedu - Page 3

Quan hệ u với i
về pha

u cùng pha với i

Biểu thức liên
hệ u với i

u
i=
R

u sớm pha hơn i góc
π
2

2

u trễ pha hơn i góc

2

2

π
2

2

 i   u 

 i   u 
1
1
  +
 =
  +
 =
 I0   U 0 
 I0   U 0 

III. MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP
LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
1. Các giá trị tức thời
Xét đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự
cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp.
Đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều
u U 0 cos (ω t + ϕ ) .
=
Ta thấy điện áp hai đầu điện trở, cuộn cảm và tụ điện biến thiên điều hòa.
Tại 1 thời điểm các giá trị tức thời của điện áp hai đầu điện trở, cuộn cảm và tụ điện lần lượt là u R ,

uL , uC . Ta ln có: u = uR + uL + uC
2. Giản đồ vectơ ( giản đồ Fre-nen)
Để tìm mối liên hệ u và i trong mạch RLC nối tiếp ta sử dụng giản đồ:



Chọn vectơ I nằm ngang làm chuẩn.
Biểu diễn u R cùng pha với i
Biểu diễn u L sớm pha hơn i

Biểu diễn uC trễ pha hơn i
( Xét trường hợp UL > UC)
Nhận xét: u L và uC đều vuông pha với u R , u L ngược pha với uC
.
   
Với đoạn mạch RLC mắc nối tiếp ta có: U = U R + U L + U C
 
Ta tổng hợp U L + U C trước vì hai vectơ này cùng phương, ngược
 
chiều nhau: U L + U C = U L − U C
Xét tam giác vng OAB ta có: U =

U 2 R + (U L − U C )

2

Nhận xét: Từ biểu thức tính U ta thấy trong mạch RLC nối tiếp U R ≤ U
Mà ta có:
=
U R I=
.R;U C I .Z=
I .Z L ⇒ I =
C ;U L

U
R 2 + ( Z L − ZC )

2

U

Z
Ta gọi Z là tổng trở của đoạn mạch.
Z − ZC
Trong tam giác OAB ta tính được độ lệch pha giữa u và i: tan ϕ = L
R

Đặt Z=

R 2 + ( Z L − ZC ) ⇒ =
I
2

Z L > Z C ta gọi là mạch có tính cảm kháng. Khi đó u sớm pha hơn i (ϕ < 0 ) .
Z L < Z C ta gọi là mạch có tính dung kháng. Khi đó u trễ pha hơn i (ϕ > 0 )
HDedu - Page 4


3. Hiện tượng cộng hưởng điện
Khi ta thay đổi sao cho Z L = Z C ta thấy:
• Tổng trở của mạch đạt giá trị cực tiểu:

Z min = R

• Cường độ dòng điện hiệu dụng đạt giá trị cực đại:

I max =

• Các điện áp tức thời:

U

R
uL = −uC

• u cùng pha với i
Hiện tượng trên gọi là hiện tưởng cộng hưởng. Khi đó:

ω=

1
LC

IV. CƠNG SUẤT CỦA DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
1. Cơng suất của dịng điện chạy qua một đoạn mạch
Ở lớp 11 ta đã biết rằng cơng suất của dịng điện chạy qua một đoạn mạch là đại lượng đặc trưng
cho tốc độ thực hiện cơng của dịng điện và được tính bởi:
A
P= = UI
t
Đó cũng chính là cơng suất tiêu thụ điện của đoạn mạch đó
Cơng suất tỏa nhiệt trên điện trở R:

2
.R U=
=
PR I=
R .I

U R2
R

2. Cơng suất tức thời của dịng điện xoay chiều
Trong đoạn mạch xoay chiều, công suất tiêu thụ của đoạn mạch ở mỗi thời điểm có 1 giá trị khác
nhau do u và i liên tục thay đổi. Công suất ở mỗi thời điểm xác định gọi là công suất tức thời.
p = u.i
Do công suất tức thời luôn thay đổi nên để đặc trưng cho công suất tiêu thụ của dịng điện xoay
chiều ta lấy trung bình giá trị của công suất tức thời gọi là công suất trung bình hay cơng suất của
dịng điện xoay chiều
W VA rad
P = UI cos ϕ

Từ giản đồ vectơ đối với mạch RLC, ta có:
UR R
cos=
ϕ =
U
Z
Đại lượng cos ϕ được gọi là hệ số công suất của đoạn mạch xoay chiều.
Trong đoạn mạch RLC cuộn cảm và tụ điện khơng tiêu thụ cơng suất mà chỉ có điện trở nên cơng
suất của mạch RLC chính là cơng suất tỏa nhiệt trên điện trở.
2
=
P I=
.R

U R2
R

Từ đó ta thấy khi đoạn mạch xảy ra cộng hưởng thì cơng suất và hệ số công suất cực đại.

HDedu - Page 5


V. THAY ĐỔI CÁC THAM SỐ TRONG BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU
LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
Dạng 1: Mạch có L biến thiên
1. Phương pháp giải
Vận dụng các công thức đối với các bài tốn cụ thể.
Trường hợp

Cơng thức giải nhanh
Khi đó mạch xảy ra cộng hưởng Z L = Z C

U R max = U

 Pmax = UI
Z = R
 min

Thay đổi L để I max , Pmax , Z min , cos ϕ = 1 , u và i
cùng pha

ZL =
Thay đổi L để U L cực đại

U R 2 + Z C2
R 2 + Z C2
Khi đó U L max =
ZC
R

Khi đó U RC vng pha với u
U L2 = U R2 + U C2 + U 2

Khi thay đổi L có hai giá trị L cho cùng giá trị
P, I, U R để Pmax , I max , U R max thì

L=

Khi thay đổi L có hai giá trị của L mà U L
không đổi. Để U L max

L1 + L2
2

Ta có: Z C =
L=

Để U RL khơng phụ thuộc vào R

Z L1 + Z L 2
2

2 L1.L2
L1 + L2

ZC = 2Z L

Thay đổi L để U RL cực đại

Z L2 − Z L .Z C − R 2 =
0

Dạng 2: Mạch có C biến thiên
1. Phương pháp giải
Vận dụng các cơng thức đối với các bài tốn cụ thể.
Trường hợp

Cơng thức giải nhanh
Khi đó mạch xảy ra cộng hưởng Z C = Z L

U R max = U

 Pmax = UI
Z = R
 min

Thay đổi C để I max , Pmax , Z min , cos ϕ = 1 , u và I
cùng pha

ZC =
Thay đổi C để U C cực đại

U R 2 + Z L2
R 2 + Z L2
Khi đó U C max =
ZL
R

Khi đó U RL vuông pha với u

U C2 = U R2 + U L2 + U 2

HDedu - Page 6


Khi thay đổi C có hai giá trị C cho cùng giá trị
P, I, U R để Pmax , I max , U R max thì

C=

2C1.C2
C1 + C2

Khi thay đổi C có hai giá trị của C mà U C
khơng đổi. Để U C max

Ta có: Z L =
C=

Để U RC không phụ thuộc vào R

Z C1 + Z C 2
2

C1 + C2
2

Z L = 2ZC

Thay đổi C để U RC cực đại

0
Z C2 − Z L Z C − R 2 =

Dạng 3: Mạch có f biến thiên
1. Phương pháp giải
Vận dụng các công thức đối với các bài tốn cụ thể.
Trường hợp
Có hai giá trị tần số f1 f 2 mà I, P, U R có
cùng giá trị.

Thay đổi tần số góc để U R , U L , U C cực đại
lần lượt là ωR , ωL , ωC

Công thức giải nhanh
Mạch xảy ra cộng hưởng khi
f =

f1. f 2

ωR2 =

1
LC

ωL2 =

2
2 LC − R 2C 2

2
ω
=
C

2 LC − R 2C 2
1
R2
=
−
2 L2C 2
LC 2 L2

ω .ω = ωR2
Nhận xét  C L
ωC < ωR < ωL

U=
U=
C max
L max

2UL
R 4 LC − R 2C 2

Để U L cực đại thì
Có hai giá trị f1 và f 2 cho cùng giá trị U L

Có hai giá trị f1 và f 2 cho cùng giá trị U C

2
=
f2

1
1
+ 2
2
f1
f2

Để U C cực đại thì
=
f2

(

1 2
f1 + f 22
2

)

VI. CÁC LOẠI MÁY ĐIỆN
LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
1. Máy phát điện xoay chiều
Ta đã biết rằng dòng điện xoay chiều được tạo ra nhờ hiện tượng cảm ứng điện từ.
Dựa vào nguyên lí đó người ta chế tạo ra máy phát điện theo 2 cách:
Cách 1: Từ trường cố định, các vòng dây quay trong từ trường.
Cách 2: Từ trường quay, các vòng dây đặt cố định.

HDedu - Page 7


a) Máy phát điện xoay chiều một pha
Cấu tạo: gồm 2 phần
• Phần cảm: tạo ra từ trường (Nam châm vĩnh
cửu hoặc nam châm điện)
• Phần ứng: tạo ra dịng điện (Các cuộn dây)
Một trong hai phần đặt cố định (gọi là stato) và
phần còn lại quay quanh một trục (gọi là rơto)

Nếu máy phát có p cặp cực (2p cực bao gồm p
cực Bắc và p cực Nam), khi rơto quay với tốc độ
n vịng/giây thì tần số của suất điện động do máy Ví dụ: Máy có 4 cặp cực, quay với tốc độ
góc 50 vịng/giây thì tần số của suất điện
tạo ra bằng
động do máy tạo ra bằng
f = n. p

. p 4.50
=
f n=
= 200 Hz.

b) Máy phát điện xoay chiều ba pha
Cấu tạo:
• Phần cảm: 3 cuộn dây đặt lệch nhau 120° trên
một vịng trịn.
• Phần ứng: nam châm điện quay.

Sản phẩm: máy phát điện xoay chiều ba pha tạo
ra ba suất điện động xoay chiều cùng biên độ,
2π
cùng tần số và lệch pha nhau
.
3

e1 = E0 cos (ωt )

2π 
2π 


=
e2 E0 cos  ωt −=

 ; e3 E0 cos  ωt +
3 
3 



2. Động cơ khơng đồng bộ ba pha
Ngun lí hoạt động
Cho 1 nam châm quay thì từ trường do nam châm tạo
ra cũng quay theo.
Đặt 1 khung dây trong từ trường, do hiện tượng cảm
ứng điện từ nên khi từ trường quay thì khung dây
quay theo cùng chiều với tốc độ góc nhỏ hơn tốc độ
quay của từ trường (khơng đồng bộ).

Cấu tạo
• Stato: 3 cuộn dây đặt lệch nhau 120° trên 1 vịng trịn.
• Rơto: 1 hình trụ tạo bởi nhiều lá thép mỏng, ghép cách điện với
nhau. Trong các rãnh xẻ ở mặt ngồi rơto có đặt các thanh kim loại.
Hai đầu mỗi thanh được nối vào các vành kim loại tạo thành một
chiếc lồng.

HDedu - Page 8


3. Máy biến áp
Nguyên lí hoạt động: máy biến áp hoạt
động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Ví dụ: Máy biến áp cuộn sơ cấp có 1000 vịng,
Cấu tạo:
• Lõi sắt: gồm các lá thép được ghép cách
điện với nhau.
• Hai cuộn dây quấn trên 2 lõi thép với số
vòng khác nhau. Cuộn nối với nguồn vào
gọi là cuộn sơ cấp. Cuộn lấy điện áp ra
gọi là cuộn thứ cấp.
Công dụng: làm biến đổi điện áp xoay
chiều mà khơng làm thay đổi tần số của nó.
Nếu cuộn sơ cấp có N1 vịng và cuộn thứ
cấp có N 2 vịng thì ta có:
U 2 N 2 I1
= =
U1 N1 I 2

cuộn thứ cấp có 2000 vịng, điện áp và cường độ
dòng điện ở cuộn sơ cấp là 110V và 2A. Khi đó ở

cuộn thứ cấp:
U 2 = 220V
U 2 N 2 I1
U
2000 2
= = ⇒ 2 =
= ⇒
U1 N1 I 2
110 1000 I 2
 I 2 = 1A
Vì N 2 > N1 nên máy này gọi là máy tăng áp.

Nếu N 2 > N1 suy ra U 2 > U1 , ta gọi máy
biến áp là máy tăng áp.
Nếu N 2 < N1 suy ra U 2 < U1 , ta gọi máy
biến áp là máy hạ áp.
4. Truyền tải điện năng
Trong quá trình truyền tải điện năng từ nhà máy điện đến các nơi tiêu thụ, do đường dây có điện trở
R nên bị hao phí do tỏa nhiệt
.
Công suất truyền đi
2

 P 
P2 R
∆P= I R= 
.
R
=


U 2 cos 2 ϕ
 U cos ϕ 
2

Điện áp
nơi truyền đi

Hệ số cơng suất
nơi truyền đi

Hiệu suất truyền tải:
H=

Pcó ích
Ptồn phần

=

P − ∆P
P

Từ đó ta thấy có thể sử dụng máy biến áp để tăng điện áp lên khi truyền tải để giảm hao phí và làm
tăng hiệu suất.
Trong quá trình truyền tải, điện áp cũng bị giảm đi, độ giảm thế trên đường dây tính bởi cơng thức
∆U = U − U ′ = I .R
Điện áp
nơi truyền đi

Điện áp
nơi nhận được

HDedu - Page 9


B. MẠCH DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ
I. MẠCH DAO ĐỘNG
LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
1. Định nghĩa
Một cuộn cảm có độ tự cảm L mắc với một tụ điện có điện dung C thành một mạch điện kín gọi là
mạch dao động (cịn gọi là mạch LC). Nếu mạch có điện trở rất nhỏ, coi như bằng 0 thì mạch gọi là
một mạch dao động lí tưởng.
Với ω =

1
(Rad/s) gọi là tần số góc của mạch dao động
LC

Suy ra chu kì: T =
Tần số: f=

2π
= 2π LC (s)
ω

1
1
(Hz)
=
T 2π LC

Chú ý: Trong các bài tập, ta thường làm việc với các bội số của đơn vị cơ bản. Vì vậy các em cần
ghi nhớ cách đổi đơn vị về đơn vị cơ bản. Bên đây là bảng giúp các em tiện lợi trong việc đổi đúng
các đơn vị thường gặp.
Tên gọi

Kí hiệu

Bội số

Giga

G

109

Mêga

M

106

Kilơ

k

103

Mili

m

10-3

Micrơ

µ

10-6

Nanơ

n

10-9

Picơ

p

10-12

II. SÓNG ĐIỆN TỪ
LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
1. Điện từ trường
Mỗi biến thiên theo thời gian của từ trường đều sinh ra trong khơng gian xung quanh nó một điện
trường xốy biến thiên theo thời gian, và ngược lại, mỗi biến thiên theo thời gian của điện trường
cũng sinh ra một từ trường biến thiên theo thời gian trong khoảng không gian xung quanh.
Điện trường và từ trường cùng biến thiên trong một trường thống nhất gọi là điện từ trường.
2. Sóng điện từ
Điện trường biến thiên sinh ra từ trường, từ trường

biến thiên lại sinh ra điện trường. Cứ như vậy
chúng lan truyền ra khơng gian.
Q trình lan truyền của điện từ trường trong
khơng gian gọi là sóng điện từ.

HDedu - Page 10


Ta chỉ xét các sóng điện từ tuần hồn có tần số f, chu kì T, bước sóng λ.
Đặc điểm của sóng điện từ:
 
- Là sóng ngang: E, B dao động theo phương vng góc với phương
 
truyền sóng ( E, B biến thiên tuần hồn, cùng pha).
- Sóng điện từ truyền được trong chân không với tốc độ bằng tốc độ ánh
sáng (3.108 m/s).
Bước sóng của sóng điện từ trong chân không: λ= cT=

c
f

Sử dụng mạch dao động LC, ta có thể tạo ra được sóng điện từ lan truyền
trong không gian với cùng tần số của dao động điện từ trong mạch.
  
Ba vectơ E, B, v tại một điểm tạo với nhau thành một tam diện thuận
Tính chất của sóng điện từ:
- Trong q trình lan truyền nó mang theo năng lượng. Tần số càng lớn thì khả năng truyền càng xa.
- Tuân theo quy luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ.
- Tuân theo quy luật giao thoa, nhiễu xạ.
3. Nguyên tắc phát và thu sóng điện từ

- Để phát sóng điện từ đi xa, người ta mắc phối hợp anten với một máy phát dao động điều hòa (gồm
một mạch dao động LC, một tranzito và nguồn điện một chiều để bổ sung năng lượng cho mạch dao
động LC). Anten phát ra sóng điện từ với tần số f.
- Để thu sóng điện từ, người ta mắc kết hợp anten với mạch dao động LC có tụ điện có điện dung
thay đổi được. Điều chỉnh C để mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng với tần số cần thu, khi đó tín
hiệu nhận được là rõ nét nhất, gọi là sự chọn sóng.
c
- Bước sóng của sóng điện từ mà mạch phát ra, hay thu được là: λ = cT =
= 2πc LC
f
4. Ứng dụng của sóng điện từ trong truyền thơng
Các sóng điện từ có bước sóng khác nhau có đặc điểm và ứng dụng trong cơng nghệ truyền thơng
Tên sóng

Bước sóng

Đặc điểm

Ứng dụng

Sóng dài

>1000m

Sóng trung

Từ 1000m đến 100m

Sóng ngắn

Từ 100m đến 10m

Bị tầng điện li của khí quyển
phản xạ nên có thể đi vòng
quanh Trái Đất sau nhiều lần
phản xạ giữa tầng điện li và
mặt đất

Truyền thanh, truyền
hình trên mặt đất

Sóng cực ngắn

Từ 10m đến 0,01m

Xuyên thẳng qua tầng điện li

Truyền thông qua vệ
tinh

5. Ngun tắc truyền thơng bằng sóng điện từ
Để truyền được các thơng tin như âm thanh, hình ảnh, ... đến những nơi xa, người ta đều áp dụng
một quy trình chung là:
+ Biến âm thanh, hình ảnh, ... muốn truyền đi thành các dao động điện, gọi là các tín hiệu âm tần.
+ Dùng sóng điện từ có tần số cao (cao tần), gọi là sóng mang để truyền các tín hiệu âm tần đi xa
qua anten phát.

HDedu - Page 11

+ Dùng máy thu với anten thu để chọn và thu lấy sóng điện từ cao tần.
+ Tách tín hiệu ra khỏi sóng cao tần, dùng loa để nghe âm thanh đã truyền tới (hoặc dùng màn hình
để xem hình).

Sơ đồ khối của một hệ thống phát thanh và thu thanh dùng sóng điện từ
* Hệ thống phát thanh gồm:
- Dao động cao tần: Tạo ra sóng mang.
- Micro: Biến âm thanh ta nói thành dao động điện âm tần.
- Mạch biến điệu: trộn dao động âm tần và dao động cao tần, thành sóng cao tần biến điệu.
- Khuếch đại cao tần: khuếch đại dao động cao tần biến điệu để đưa ra anten phát.
- Anten phát: phát xạ sóng cao tần đã biến điệu đi xa.
* Hệ thống thu thanh gồm:
- Anten thu: thu sóng cao tần biến điệu.
- Chọn sóng: chọn lọc sóng muốn thu nhờ mạch LC có điện dung biến thiên, thay đổi C để xảy ra
hiện tuợng cộng hưởng, khi đó sẽ thu được sóng muốn thu.
- Tách sóng: lấy ra dao động âm tần từ dao động cao tần biến điệu đã thu được.
- Khuếch đại âm tần: làm cho dao động âm tần đã tách được mạnh lên, rồi đưa ra loa.

HDedu - Page 12


PHIẾU TỔNG ÔN CHƯƠNG 3 - 4
Câu 1: Nguyên tắc tạo dòng điện xoay chiều dựa trên
A. hiện tượng tự cảm
B. hiện tượng cảm ứng điện từ.
C. từ trường quay
D. hiện tượng quang điện.
Câu 2: Mắc một vôn kế đo hiệu điện thế xoay chiều vào hai đầu một điện trở có dịng điện xoay chiều
chạy qua. Số chỉ của vôn kế cho biết
A. hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu điện trở

B. hiệu điện thế cực đại ở hai đầu điện trở.
C. cường độ dòng điện hiệu dụng chạy qua điện trở
D. cường độ dòng điện cực đại chạy qua điện trở.
Câu 3: Hiện nay, hệ thống điện lưới quốc gia ở Việt Nam thường dùng dòng điện xoay chiều có tần
số là:
A. 50 Hz
B. 100 Hz
C. 120 Hz
D. 60 Hz.
Câu 4: Phát biểu nào sau đây là đúng với mạch điện xoay chiều chỉ chứa cuộn cảm.
A. Dịng điện sớm pha hơn hiệu điện thế một góc π/2
B. Dòng điện sớm pha hơn hiệu điện thế một góc π/4.
C. Dịng điện trễ pha hơn hiệu điện thế một góc π/2
D. Dịng điện trễ pha hơn hiệu điện thế một góc π/4.
Câu 5: Đặt điện áp xoay chiều u = U0cosωt vào hai đầu đoạn mạch chỉ có điện trở thuần. Gọi U là
điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch. i, I0 và I lần lượt là giá trị tức thời, giá trị cực đại và giá
trị hiệu dụng của cường độ dòng điện trong đoạn mạch. Hệ thức nào sau đây sai ?
A.

U
I
− =
0
U 0 I0

B.

U
I
+ =2

U 0 I0

C.

u i
− =
0
U I

D.

u2 i2
+ =
1
U2 I2

Câu 6: Đồ thị biểu diễn của uL theo i trong mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần có dạng là
A. đường cong parabol
B. đường thẳng qua gốc tọa độ.
C. đường cong hypebol
D. đường elip.
Câu 7: Cho mạch điện xoay chiều R, L, C. Khi chỉ nối R, C vào nguồn điện thì thấy i sớm pha π/4
so với điện áp trong mạch. Khi mắc cả R, L, C nối tiếp vào mạch thì thấy i chậm pha π/4 so với điện
áp hai đầu đoạn mạch. Xác định liên hệ ZL theo ZC.
A. ZL = 2ZC.
B. ZC = 2ZL.
C. ZL = ZC.
D. không thể xác định được mối liên hệ.
Câu 8: Mạch dao động gồm cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C. Tần số góc riêng
của mạch xác định bởi

1
1
A. ω =
B. ω =
C. ω = LC
D. ω = LC
LC
LC
Câu 9: Hiện nay người ta thường dùng cách nào sau đây để làm giảm hao phí điện năng trong q
trình truyền tải đi xa ?
A. Tăng tiết diện dây dẫn dùng để truyền tải
B. Xây dựng nhà máy điện gần nơi nơi tiêu thụ.
C. Dùng dây dẫn bằng vật liệu siêu dẫn
D. Tăng điện áp trước khi truyền tải điện năng đi xa.
Câu 10: Trong máy biến áp lý tưởng, Gọi N1, N2 là số vòng của cuộn sơ cấp và thứ cấp. Gọi U1, U2
là hiệu điện thế 2 đầu cuộn sơ cấp và thứ cấp. Hệ thức đúng dưới đây là ?
A.

U1 N 2
=
U 2 N1

B.

U1 N1
=
U 2 N2

C.

U1
=
U2

N1
N2

D.

U1
=
U2

N2
N1

HDedu - Page 13


Câu 11: Điện áp xoay chiều có phương trình u = 220cos100πt(V). Hỏi giá trị hiệu dụng của điện áp
là
220
A. 100V
B. 50V
C.
V
D. 100 2 V
2
Câu 12: Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L =
điện có điện dung C =

A. 10-6s

9
nF . Chu kì dao động của mạch bằng
π
B. 2.10-6s
C. 4.10-6s

1
mH và một tụ
π

D. 6.10-6s

Câu 13: Một tụ điện có điện dung C = 31,8 µF . Điện áp hiệu dụng hai đầu bản tụ khi có dịng điện
xoay chiều có tần số 50 Hz và cường độ dòng điện cực đại 2 2 A chạy qua nó là
A. 20 V.

B. 200 V.

C. 200 2 V.

D. 20 2 V.

Câu 14: Một dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở R = 10 Ω . Biết nhiệt lượng toả ra trong 30 phút
là 9.105 (J). Biên độ của cường độ dòng điện là
A. 5 2 A.

B. 20 A.

C. 5 A.

D. 10 A.

Câu 15: Điện áp xoay chiều u = 120 cos ( 200π t ) (V) ở hai đầu một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm
L = 1/2 π (H). Biểu thức cường độ dòng điện qua cuộn dây thuần cảm là
π
π


A. i 2, 4.cos  200πt −  (A).
B. i 1, 2.cos  200πt −  (A).
=
=
2
2


π

C. i 4,8.cos  200πt +  (A).
=
3


π

D. i 1, 2.cos  200πt +  (A).
=
2



=
Câu 16: Biểu thức cường độ dòng điện trong đoạn mạch xoay chiều
là i 2 cos (100πt ) (A) . Tần số
của dòng điện là bao nhiêu ?
A. 100 Hz
B. 50Hz

C. 100πHz

D. 50πHz

Câu 17: Mạch xoay chiều RLC nối tiếp. Trường hợp nào sau đây có cộng hưởng điện:
A. Thay đổi L để ULmax.
B. Thay đổi C để URmax.
C. Thay đổi f để UCmax.
D. Thay đổi R để UCmax.
Câu 18: Một dịng điện xoay chiều có biểu thức i = 5cos (100π t ) (A) chạy qua điện trở thuần bằng
10 Ω . Công suất toả nhiệt trên điện trở đó là
A. 125 W.
B. 160 W.

C. 250 W.

D. 500 W.

Câu 19: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Biết R = 10 Ω, cuộn

10−3

1
(H), tụ điện có C =
(F) và điện áp giữa hai đầu cuộn cảm thuần là
2π
10π
π
=
u L 20 2 cos(100πt + ) (V). Biểu thức điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là
2
π
π
A. u 40 cos(100πt + ) (V) .
B. u 40 cos(100πt − ) (V).
=
=
4
4
cảm thuần có L =

HDedu - Page 14


π
C. u 40 2 cos(100πt + ) (V).
=
4

π
D. u 40 2 cos(100πt − ) (V).
=

4

Câu 20: Cuộn thứ cấp của một máy biến thế có 110 vịng dây. Khi đặt vào hai đầu cuộn dây sơ cấp
điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng bằng 220 V thì điện áp đo được ở hai đầu thứ cấp để hở bằng
20 V. Mọi hao phí trong máy biến thế đều bỏ qua được. Số vòng dây cuộn sơ cấp sẽ là
A. 1210 vòng.
B. 2200 vòng.
C. 530 vòng.
D. 3200 vòng.
Câu 21: Để truyền công suất điện P = 40 kW đi xa từ nơi có điện áp U1 = 2000 V, người ta dùng dây
dẫn bằng đồng, biết điện áp nơi cuối đường dây là U2 = 1800 V. Điện trở dây là
A. 1 Ω .
B. 50 Ω .
C. 40 Ω .
D. 10 Ω .
Câu 22: Trong mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp. Cho L, C không đổi. Thay đổi R cho đến khi R
= R0 thì Pmax. Khi đó
A. R0 = ZL – ZC.
B. R0 = ZC – ZL.
C. R0 = (ZL – ZC)2.
D. R0 = Z L − Z C .
Câu 23: Một máy phát xoay chiều có 3 cặp cực quay với tốc độ 1200 vòng/phút. Một máy phát khác
có 5 cặp cực cần quay với tốc độ bao nhiêu để hai máy phát ra tần số như nhau?
A. 360 vòng/phút.
B. 720 vòng/phút.
C. 300 vòng/phút.
D. 750 vòng/phút.
Câu 24: Một bóng đèn ne-on được mắc vào nguồn xoay chiều có=
điện áp u 200 cos (100πt ) (V) .
Đèn chỉ bật sáng khi điện áp đặt vào đèn có độ lớn không nhỏ hơn giá trị 100 V. Trong 1 giây đèn

này bật sáng bao nhiêu lần ?
A. 100 lần
B. 50 lần
C. 200 lần
D. 10 lần
Câu 25: Một mạch dao động gồm một cuộn cảm thuần có độ tự cảm xác định và một tụ điện là tụ
xoay, có điện dung thay đổi được theo quy luật hàm số bậc nhất của góc xoay α của bản linh động.
Khi α = 0°, tần số dao động riêng của mạch là 3 MHz. Khi α =120°, tần số dao động riêng của mạch
là 1 MHz. Để mạch này có tần số dao động riêng bằng 1,5 MHz thì α bằng
A. 300.
B. 450.
C. 600.
D. 900.
Câu 26: Dòng điện xoay chiều chạy qua một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L =

1
(H) có biểu
π

π

thức i 2 2 cos 100πt −  (A) . Biểu thức điện áp xoay chiều giữa hai đầu đoạn mạch này là:
=
6

π
π


A. u 200 2 cos 100πt −  (V)

B. u 200 2 cos 100πt +  (V)
=
=
2
3


π

C. u 200 cos 100πt +  (V)
=
6


π

D. u 200 2 cos 100πt −  (V)
=
6


Câu 27: Mạch dao động ở lối vào của một máy thu thanh gồm cuộn cảm có độ tự cảm 0,3 µH và
tụ điện có điện dung thay đổi được. Biết rằng, muốn thu được một sóng điện từ thì tần số riêng của
mạch dao động phải bằng tần số của sóng điện từ cần thu (để có cộng hưởng). Để thu được sóng
của hệ phát thanh VOV giao thơng có tần số 91 MHz thì phải điều chỉnh điện dung của tụ điện tới
tới giá trị:
A. 11,2 pF
B. 10,2 nF
C. 10,2 pF
D. 11,2 nF

Câu 28: Một đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở thuần mắc nối tiếp với tụ điện. Điện áp đặt vào hai
đầu mạch có giá trị hiệu dụng 150 V thì ta thấy cường độ dịng điện hiệu dụng trong mạch bằng 2 A.
Điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện bằng 90 V. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là:
A. 200 W
B. 150 W
C. 120 W
D. 240 W

HDedu - Page 15


=
Câu 29: Đặt điện
áp: u 200 cos100πt ( V ) vào hai đầu một đoạn mạch thì cường độ dịng điện trong
π

mạch
là: i 2sin 100πt +  ( A ) . Công suất tiêu thụ của mạch là:
=
3


A. 100 W

B. 100 3 W

C. 200 3 W

D. 200 W

Câu 30: Đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở R= 50Ω , cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi

2.10−4
F mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều
π
=
u 200 cos (100πt + π ) V . Thay đổi L đến khi điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm cực đại. Giá
được và tụ điện có điện dung C =

trị L và điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm cực đại bằng
1
A. L =
B. L
=
=
H; U L max 100 2V
π
1
C. L =
D. L
=
H; U L max 200V
=
π

2
=
H; U L max 200V
π
2

=
H; U L max 100 2V
π

Câu 31: Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM có điện trở
R1 = 20Ω mắc nối tiếp với tụ điện C, đoạn mạch MB có điện trở R2 mắc với cuộn dây thuần cảm có
độ tự cảm L. Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số khơng
π
đổi thì cường độ dòng điện tức thời sớm pha
so với điện áp của hai đầu đoạn mạch. Điện áp giữa
12
π
hai đầu đoạn mạch AM và MB lệch pha
và giá trị hiệu dụng của điện áp giữa hai điểm A, M gấp
2

3 lần giá trị hiệu dụng của điện áp giữa hai điểm M, B. Giá trị của R2 là
A. 30 Ω

B. 20 Ω

C. 20 3 Ω

D.

20
Ω
3

Câu 32: Đặt một điện áp u = U0cosωt (U0, ω không đổi) vào

hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp. Cho biết R = 100 Ω, cuộn
cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi được. Hình bên là đồ thị
biểu diễn sự phụ thuộc của công suất tiêu thụ điện của đoạn
mạch theo độ tự cảm L. Dung kháng của tụ điện là
A. 100 Ω.
C. 200 Ω.

B. 100 2 Ω.
D. 150 Ω.

Câu 33: Một mạch điện gồm điện trở thuần R, cuộn cảm L và tụ điện C mắc nối tiếp, trong đó điện
dung của tụ điện có thể thay đổi được. Đặt vào mạch điện một điện áp xoay chiều, khi đó điện áp hiệu
dụng trên mỗi phần tử lần lượt=
là U R 60V,
=
U L 120V,
=
U C 40V . Nếu thay đổi điện dung của tụ C
để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu C là 60 V thì điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở R bằng
A. 57,1 V
B. 67,1 V
C. 80 V
D. 40 V
Câu 34: Điện năng được truyền từ nơi phát đến một xưởng sản xuất bằng đường dây một pha với
hiệu suất truyền tải là 80%. Ban đầu xưởng sản xuất này có 200 máy hoạt động, do ảnh hưởng của
dịch COVID 19 nên xưởng này ngừng hoạt động 1 số máy. Hiệu suất truyền tải lúc sau xấp xỉ là 86%.
Coi hao phí điện năng chỉ do tỏa nhiệt trên đường dây, công suất tiêu thụ điện của các máy hoạt động
đều như nhau và hệ số công suất trong các trường hợp đều bằng 1. Nếu giữ nguyên điện áp nơi phát
thì số máy đã ngừng hoạt động là
A. 150.

B. 70.
C. 50.
D. 160.

HDedu - Page 16


Câu 35: Đặt vào hai đầu cuộn dây sơ cấp của một máy biến thế lý tưởng một điện áp xoay chiều có
giá trị hiệu dụng khơng đổi thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở của nó là 100 V.
Nếu chỉ tăng thêm n vịng dây ở cuộn dây sơ cấp thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của cuộn
thứ cấp là U. Nếu chỉ giảm đi n vòng dây ở cuộn dây sơ cấp thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở
của cuộn thứ cấp là 2U. Nếu chỉ tăng thêm 2n vòng dây ở cuộn sơ cấp thì điện áp hiệu dụng giữa hai
đầu cuộn thứ cấp để hở là
A. 50 V.
B. 60 V.
C. 100 V.
D. 120 V.
Câu 36: Đặt
điện áp u 120 2 cos100πt ( V ) vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm biến trở R, tụ điện
=
1
1
( mF ) và cuộn cảm thuần L = ( H ) khi thay đổi giá trị của biến trở thì ứng với hai giá trị của
π
4π
biến trở là R1 và R 2 thì mạch tiêu thụ cùng một công suất P và độ lệch pha của điện áp hai đầu đoạn

C=

mạch so với dòng điện trong mạch tương ứng là ϕ1 , ϕ2 với ϕ1 = 2ϕ2 . Giá trị công suất P bằng bao

nhiêu ?
A. 120 W

B. 240 W

C. 60 3 W

Câu 37: Cho đoạn mạch AB nối tiếp gồm biến trở R, cuộn dây
có điện trở r có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi
được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một điện áp xoay chiều
u = U 2 cosωt (U và ω không đổi). Cho R biến thiên, đồ thị
biểu diễn công suất tiêu thụ trên R (đường 1) và cơng suất tiêu
thụ trên tồn mạch (đường 2) như hình vẽ. Giá trị Pm gần giá
trị nào nhất sau đây ?
A. 230 W
B. 22 W
C. 300 W
D. 245 W

D. 120 3 W

P (W)

Pm

160

(2)
(1)

O

70

R (Ω)

130

Câu 38: Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM chỉ có
biến trở R, đoạn mạch MB gồm điện trở thuần r mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L. Đặt
vào AB một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi. Điều chỉnh R đến giá trị 80
Ω thì cơng suất tiêu thụ trên biến trở đạt cực đại và tổng trở của đoạn mạch AB chia hết cho 40. Khi
đó hệ số cơng suất của đoạn mạch AB có giá trị là:
A.

1
4

B.

3
4

C.

3
4

D.

4
5

HDedu - Page 17


Câu 39: Cho mạch điện xoay chiều gồm một điện trở
thuần, một cuộn cảm thuần và một tụ điện mắc nối tiếp.
Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu
dụng khơng đổi và tần số góc ω thay đổi được. Điện áp
hiệu dụng giữa hai bản tụ điện và điện áp hiệu dụng hai
đầu cuộn cảm lần lượt là UC, UL phụ thuộc vào ω, chúng
được biểu diễn bằng các đồ thị như hình vẽ, tương ứng với
các đường UC, UL. Khi ω = ω1 thì UC đạt cực đại Um. Giá
trị của Um gần giá trị nào nhất sau đây :
A. 140 V
B. 130 V
C. 160 V
D. 147 V
Câu 40: Mạch điện xoay chiều gồm ba phần tử R,L,C mắc nối tiếp. R là
một biến trở, mạch được mắc vào mạng điện có điện áp hiệu dụng không
đổi nhưng tần số thay đổi đuợc. Lúc đầu: Giữ cố định f = f0 thì khi thay
đổi biến trở R để khảo sát điện áp hiệu dụng URL và UC thì thu được đường
(1),(2) có đồ thị như hình. Lúc sau: Giữ cố định R = a/2 (Ω), khi thay đổi
tần số đến giá trị f = f1 thì điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt cực đại.
Gọi k = UR + UL + UC là tổng điện áp hiệu dụng hai đầu từng phần tử
R,L,C. Hỏi k gần giá trị nào sau đây ?
A. 406 (V)

B. 407(V)

C. 465(V)

U RL (V); U C (V)

(1)

100

(2)
a

D. 506(V)

----------- HẾT ----------

HDedu - Page 18

R (Ω)


ĐÁP ÁN
1B
11C
21D
31D

2A
12D
22D

32B

3A
13B
23B
33B

4C
14D
24A
34C

5D
15B
25B
35B

6D
16B
26B
36C

7A
17B
27C
37D

8A
18A
28D

38B

9D
19B
29B
39A

10B
20A
30C
40A

HDedu - Page 19