Bài soạn DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU CỰC CHI TIẾT

Trung tâm bổ trợ kiến thức THPT – luyện thi tốt nghiệp & đại học IQ

  VËt lÝ 12 VËt VËt lÝ 12 lÝ VËt lÝ 12 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12

───────────────────────────────────────────────────────

Chương V : ĐIỆN XOAY CHIỀU


Phần 1 : Lý thuyết chung

Bài 1 : DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
A – Tóm tắt lý thuyết
I/ Dịng điện xoay chiều.
1- Từ thông biến thiên.
  NBS cos  (Wb)
Cơng thức xác định từ thơng:
Với N số vịng dây , B là véc tơ từ trường , S là diện tích khung dây.
 là góc tạo bởi véc tơ pháp tuyến và véc tơ từ trường B.
Giả sử ta cho N,B,S không đổi . Ta cho khung dây quay đền với tần số
góc  khi đó góc  sẽ biến thiên theo thời gian với công thức :
 t   0 (rad)

n

Vậy ta viết lại công thức của từ thông như sau:    0 cos(t   0 ) (Wb)

B

Với  0  NBS (Wb)
2- Suất điện động xoay chiều.

Theo định luật faraday khi từ thông biến thiên sẽ sinh ra một suất điện động cảm ứng là :
E c 


  '  0 . sin(t   0 ) E0 sin(t   0 ) với E 0  0 . (V)
t

Suất điện động trên gọi là suất điện động xoay chiều.
3- Hiệu điện thế xoay chiều – Dòng điện xoay chiều.
Khi dùng suất điện động xoay chiều trên gắn vào một mạch nào đó thì trong mạch có dao động điện
cưỡng bức với tần số bằng tần số của suất điện động xoay chiều, khi đó hiệu điện thế và dịng điện giữa
hai đầu đoạn mạch cũng là hiệu điện thế và dòng điện xoay chiều:
u U 0 cos(t   u ) (V)
i I 0 cos(t   i ) (A)

Khi đó :   u   i Gọi là độ lệch pha của hiệu điện thế và dòng điện.
Nếu :  > 0 Thì u sớm pha hơn so với i
Nếu :  < 0 Thì u trễ pha hơn so với i
Nếu :  = 0 Thì u đồng pha so với i
4- Giá trị hiệu dụng.
Giá trị hiệu dụng của một đại lượng trong dòng điện xoay chiều là giá trị bằng với giá trị của dòng điện
không đổi.
E
U
I
E hd  0 (V );
U hd  0 (V );
I hd  0 ( A)
2
2

2
5- Tần số góc của dòng điện xoay chiều.
2

2f (rad / s )
T

Chú ý: - Nếu dòng điện xoay chiều dao động với tần số f thì trong 1s nó đổi chiều 2f lần.
- Nếu pha ban đầu i = 



hoặc i =
thì chỉ giây đầu tiênđổi chiều (2f – 1) lần.
2
2

GV : Trương Anh Tùng - Đt: 0905 867 451 – Mai : - Web : nhanhoc.edu.vn

Trang : 1


Trung tâm bổ trợ kiến thức THPT – luyện thi tốt nghiệp & đại học IQ

  VËt lÝ 12 VËt VËt lÝ 12 lÝ VËt lÝ 12 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12

───────────────────────────────────────────────────────
- Nam châm điện được tạo ra bằng dòng điện xoay chiều dao động với tần số f thì nó rung với tần
số f = 2f hoặc từ trường của nó biến thiên với tần số f’ = 2f.
II/ Các mạch điện xoay chiều.

1- Mạch điện chỉ chứa một phần tử R,L,C.
a. Mạch điện chỉ có điện trở thuần R.
U
U
u R cùng pha với i,  u  i 0 : I  và I 0  0
R
R
U
Lưu ý: Điện trở R cho dịng điện khơng đổi đi qua và có I 
R
b. Mạch điện chỉ có cuộn thuần cảm L:
U0
U


u L nhanh pha hơn i là ,  u  i  : I 
và I 0 
ZL
ZL
2
2
’

với ZL = L (  ) là cảm kháng
Lưu ý: Cuộn thuần cảm L cho dịng điện khơng đổi đi qua hồn tồn (khơng cản trở).
c. Mạch điện chỉ có tụ điện C:
U0
U



uC chậm pha hơn i là ,  u  i 
: I
và I 0 
ZC
ZC
2
2
1
(  ) là dung kháng.
C
Lưu ý: Tụ điện C khơng cho dịng điện khơng đổi đi qua (cản trở hoàn toàn).
Chú ý: Với mạch hoặc chỉ chứa L, hoặc chỉ chứa C, hoặc chứa LC không tiêu thụ cơng suất ( P 0 )
 Nếu i I 0 cos t thì u U 0 cos( t+  )

Với  u i u  i   i u


 Nếu u U 0 cos t thì i I 0 cos( t- )
với Z C 

2- Mạch điện RLC mắc nối tiếp.
a. Tổng trở của mạch.
Z  R 2  ( Z L  Z C )2 (  )

R

L C

•
Với : R : điện trở thuần.

ZL = L (  ) : Cảm kháng
1
ZC 
(  ) : Dung kháng.
C
b. Độ lệch pha của dòng điện và hiệu điện thế :
Z  ZC
Z  ZC
R


tan   L
; sin   L
; cos 
với   
2
2
R
Z
Z
1
+ Khi ZL > ZC hay  
  > 0 thì u nhanh pha hơn i.
LC
1
+ Khi ZL < ZC hay  
  < 0 thì u chậm pha hơn i.
LC
1
+ Khi ZL = ZC hay  

  = 0 thì u cùng pha với i.
LC

•

GV : Trương Anh Tùng - Đt: 0905 867 451 – Mai : - Web : nhanhoc.edu.vn

Trang : 2


Trung tâm bổ trợ kiến thức THPT – luyện thi tốt nghiệp & đại học IQ

  VËt lÝ 12 VËt VËt lÝ 12 lÝ VËt lÝ 12 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12

───────────────────────────────────────────────────────
U
U
I
c. Định luật Ôm : I 0  0 ;
Z
Z
d. Công suất tỏa nhiệt trên đoạn mạch RLC
- Công suất tức thời: P UI cos   U 0 cos(2t  u  i )
- Cơng suất trung bình: P = UIcosφ = I2R.

B – Các dạng bài tập.
Dạng 1: Xác định các đại lượng trong mạch . Biểu thức của u và i
I/ Phương pháp.
B1 : Xác định các đại lượng : cảm kháng , dung kháng , tổng trở của mạch.
1

ZC 
ZL = L (  )
( )
C
Z  R 2  ( Z L  Z C )2 (  )
B2 : Sử dụng định luật Ôm và biểu thức hiệu dụng để xác định I0 và U0
E
U
I
E hd  0 (V );
U hd  0 (V );
I hd  0 ( A)
2
2
2
U
U
I0  0 ;
I
Z
Z
B3 : Xác định độ lệch pha giữa u và i.
Z  ZC
Z  ZC
R


tan   L
; sin   L
; cos 

với   
2
2
R
Z
Z
Biểu thức liên hệ :   pha (u )  pha (i ) (rad)

II/ Bài tập :
Câu 1: Một khung dây dẫn phẳng có diện tích S = 50 cm2, có N = 100 vịng dây, quay đều với tốc độ 50
vịng/giây quanh một trục vng góc với các đường sức của một từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,1 T.

Chọn gốc thời gian t = 0 là lúc vectơ pháp tuyến n của diện tích S của khung dây cùng chiều với vectơ

cảm ứng từ B và chiều dương là chiều quay của khung dây.
a. Viết biểu thức xác định từ thông  qua khung dây.
b. Viết biểu thức xác định suất điện động e xuất hiện trong khung dây.
c. Vẽ đồ thị biểu diễn sự biến đổi của e theo thời gian
Câu 2: Biểu thức điện áp xoay chiều giữa hai đầu một đoạn mạch điện xoay chiều và cường độ dòng điện

chạy qua đoạn mạch điện đó lần lượt là : u 220 2 cos 100t 





 (V ) và i 2 2 cos 100t   ( A) ,
4
6


với t tính bằng giây (s).
a. Xác định giá trị cực đại, tần số góc, chu kì, tần số, pha ban đầu của điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.
b. Xác định giá trị cực đại, tần số góc, chu kì, tần số, pha ban đầu của dòng điện chạy trong đoạn mạch.
c. Xác định độ lệch pha giữa điện áp giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy trong đoạn
mạch.
GV : Trương Anh Tùng - Đt: 0905 867 451 – Mai : - Web : nhanhoc.edu.vn

Trang : 3


  VËt lÝ 12 VËt VËt lÝ 12 lÝ VËt lÝ 12 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12

Trung tâm bổ trợ kiến thức THPT – luyện thi tốt nghiệp & đại học IQ

───────────────────────────────────────────────────────
Câu 3 : Cho mạch điện như hình vẽ Biết : U EB 160 cos(100t 
L

3
10  4
(H ) ; C 
(F )
5



)(V ) ; R = 30(  ) ;
3

R

A

a. Tính tổng của mạch .
b. Viết biểu thức dòng điện qua mạch.
c. Viết biểu thức hiệu điện thế uAB. Cho : tg 530 

•

E

L C

B
•

4
3

Câu 4 : Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ biết R1 = 24(  ) ; R2 = 16( 
1
10  2
(H ) ; C 
(F )
10
40

) L
U AB

A

3
150 cos(100t )(V ) cho tg 37 
4

R1

0

•

L C

R2

a. Tính tổng trở của mạch
b. Viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch.
c. Viết biểu thức điện áp qua hai đầu cuộn dây.
Câu 5 : Biểu thức cường độ dòng điện xoay chiều chạy qua một điện trở thuần R là

B
•



i  2 cos 100t   ( A) , t tính bằng giây (s). Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai dầu điện trở thuần đo
3


đuợc bằng vôn kế xoay chiều là U = 150 V.
a. Xác định R.
b. Viết biểu thức điện áp giữa hai đầu điện trở thuần R.
Câu 6: Biểu thức điện áp xoay chiều giữa hai đầu một đoạn mạch chỉ có cuộn dây thuần cảm là
u 200 2 cos(100t )(V ) , t tính bằng giây (s). Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều chạy
trong đoạn mạch đo được bằng ampe kế xoay chiều là I = 2 A.
a. Xác định độ tự cảm L của cuộn dây.
b. Viết biểu thức cường độ dịng điện chạy qua cuộn dây.
c. Tính cường độ dòng điện qua cuộn dây vào thời điểm t 

3
s
400

Dạng 2: Xác định số chỉ của máy đo khi biết các đại lượng trong mạch.
Hiện tượng cộng hưởng điện.
I/ Phương pháp.
1- Một số điểm cần lưu ý
a. Các đại lượng trong đoạn mạch.
- Đối với mạch RLC
U2 = UR2 + ( UL- UC)2
Z  ZC
tg  L
R
- Đối với đoạn mạch chỉ có R và L .
U2 = U R2 + U L2

GV : Trương Anh Tùng - Đt: 0905 867 451 – Mai : - Web : nhanhoc.edu.vn

Trang : 4


Trung tâm bổ trợ kiến thức THPT – luyện thi tốt nghiệp & đại học IQ

  VËt lÝ 12 VËt VËt lÝ 12 lÝ VËt lÝ 12 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12

───────────────────────────────────────────────────────
ZL
R
- Đối với đoạn mạch có nhiều điện trở thuần mắc nối tiếp.
R = R1 + R2 +…….+Rn
UR = UR1 + UR2 +…..+ URn
- Đối với đoạn mạch có nhiều cuộn dây mắc nối tiếp.
R = R1 + R2 +…….+Rn
L = L1 + L2 +…….+Ln
- Đối với đoạn mạch có nhiều tụ điện mắc nối tiếp.
tg 

1
1
1
1



 ...
C C1 C 2 C 3

- Đối với đoạn mạch có nhiều tụ điện mắc song song.

C = C1 + C2 + C3 +...
- Công suất .
P = UIcos  , nếu mạch chỉ có phần tử tiêu thụ điện năng biến thành nhiệt thì P = R I 2
b. Hiện tượng cộng hưởng điện.
Hiện tượng cộng hưởng điện xảy ra khi tần số dao động của đoạn mạch bằng với tần số của dòng điện
chạy trong mạch :
Khi đó : Z R

f R  f dđ   2 

1
 Z L Z C
LC

U
tg 0  I max 
R

Chú ý :
Trên đoạn mạch có gắn máy đo thì :
Đối với đoạn mạch gắn Ampe kế thì điện trở của Ampe kế khơng đáng kể và số chỉ của Ampe kế
chính là giá trị của dịng điện hiệu dụng chạy trong mạch.
Đối với đoạn mạch gắn vơn kế thì điện trở của Vơn kế là rất lớn và số chỉ của Vơn kế là chính là
giá trị của điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch gắn vôn kế.
2- Phương pháp.
a. Phương pháp đại số.
B1 : Dựa vào các dữ kiện bài toán đưa ra các phương trình có liên quan.
B2 : Giải hệ phương trình vừa lập ở trên để đưa ra kết quả.
b. Phương pháp dùng giản đồ vecter.
Bước 1 : Vẽ giản đồ vecter

U L
* Cách vẽ giản đồ vecter:
Vì i khơng đổi nên ta chọn trục cường độ dòng điện làm trục gốc,
gốc tại điểm O, chiều dương là chiều quay lượng giác.
U L+ U C
+
Ta có :
U AB
UR Ln cùng pha với i .
O
i
UL Ln sớm pha hơn i một góc 900 .
U
R
0
UC Ln trễ pha hơn i một góc 90 .
UAB Lệch pha với i một góc là  .
Độ lớn của mỗi vecter phải tỷ lệ với giá trị hiệu dụng của nó.
UC
* Cách vẽ giản đồ vecter trượt.

GV : Trương Anh Tùng - Đt: 0905 867 451 – Mai : - Web : nhanhoc.edu.vn

Trang : 5


  VËt lÝ 12 VËt VËt lÝ 12 lÝ VËt lÝ 12 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12

Trung tâm bổ trợ kiến thức THPT – luyện thi tốt nghiệp & đại học IQ

───────────────────────────────────────────────────────

-

Chọn trục nằm ngang là trục dịng điện, điểm đầu mạch làm
gốc (đó là điểm A).
Biểu diễn lần lượt hiệu điện thế qua mỗi phần bằng các véc

-

tơ AM ; MN ; NB nối đuôi nhau theo nguyên tắc: R - đi
ngang; L - đi lên; C - đi xuống.
Nối A với B thì véc tơ AB chính là biểu diễn uAB

-

N

U

U

C

L

B

Chú ý:

+
+ Các hiệu điện thế trên các phần tử được biểu diễn bởi các
véc tơ mà độ lớn của các véc tơ tỷ lệ với hiệu điện thế hiệu dụng của
nó.
A
i
UR M
+ Độ lệch pha giữa các hiệu điện thế là góc hợp bởi giữa các
véc tơ tương ứng biểu diễn chúng.
+ Độ lệch pha giữa hiệu điện thế và cường độ dịng điện là góc hợp bởi véc tơ biểu diễn nó với trục
i
+ Việc giải bài tốn là nhằm xác định độ lớn các cạnh và góc của tam giác dựa vào các định lý
hàm số sin, hàm số cosin và các cơng thức tốn học.
Bước 2 : Sử dụng các tính chất trong tam giác và các phép tính vecter suy ra các giá trị và đại lượng
cần tìm.
Trong tốn học một tam giác sẽ giải được nếu biết trước ba (hai cạnh 1 góc, hai góc một cạnh, ba cạnh)
trong sáu yếu tố (3 góc và 3 cạnh).
+

A

a
b
a


Sin ¢ SinB SinC
b

+ a2 = b2 + c2 - 2bccosA

c

b2 = a2 + c2 - 2accosB
c2 = a2 + b2 - 2abcosC

C

a

B

II/ Bài tập :
Câu 1 : Cho mạch điện như hình vẽ biết : f = 50 (Hz) , R =
33(Ω) , C = 10) , C = 10-2/56π (F) Ampe kế chỉ 2(A).) Ampe kế chỉ 2(A).
Tìm số chỉ của các Vôn Kế.

R
V1

Câu 2 : Cho mạch điện như hình vẽ. Biết : R =

6

25 3

V

C
V2

(Ω) , C = 10) , u AB 75 2 cos 100t (V) , V1 Chỉ 50(V) ,

V2 Chỉ 25(V) ,  d  (Rad)

R

L,r

C
a. Tìm số chỉ vơn kế thứ 3.
B
A
b. Tính C, r, L.
V3
V1
V2
c. Viết biểu thức cường độ dịng điện chạy trong
mạch
Câu 3 : Cho một đoạn mạch xoay chiều gồm R = 30(Ω) , C = 10), L = 1/2π (H) và một tụ điện C có thể thay đổi
được
Cho uAB= 180cos100πt (V).
GV : Trương Anh Tùng - Đt: 0905 867 451 – Mai : - Web : nhanhoc.edu.vn

Trang : 6


  VËt lÝ 12 VËt VËt lÝ 12 lÝ VËt lÝ 12 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12

Trung tâm bổ trợ kiến thức THPT – luyện thi tốt nghiệp & đại học IQ

───────────────────────────────────────────────────────
a. Cho C =10-3/2π (F) Ampe kế chỉ 2(A).) . Tìm tổng trở của đoạn mạch và biểu thức cường độ dòng điện i.
b. Thay đổi C sao cho cường độ dòng điện trong mạch cùng pha với hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch
tìm :
Giá trị của C.
Biểu thức của i.
Câu 4 : Cho mạch điện như hình vẽ cho uAB=
L
R
C
-2
120cos100πt (V). R = 24(Ω) , C = 10), L = 1/5π (H) ,C1 =10 /2π
B
A
(F) Ampe kế chỉ 2(A).) .
V
a. Tìm Z và số chỉ của Vôn kế.
b. Ghép thêm với tụ C1 một tụ C2 sao cho vơn kế có số chỉ lớn nhất (L không đổi) hãy cho biết :
Cách ghép tụ.
Số chỉ của vơn kế lúc đó.
Câu 5 : Cho mạch điên xoay chiều như hình vẽ( điện trở của vôn kế vô cùng lớn): uAB= 100 2 cos100πt
(V).
a. Tìm tần số dao động và sổ chỉ vơn kế V1
b. Cho số chỉ của vôn kế 2 là 20 2 (V) vôn kế 3 là 80(V) vôn kế 4 là 60(V). Khơng tính tốn cụ thể
hãy chứng minh cuộn dây không thuần cảm.
c. Viết biểu thức : u2, u3, u4.
V1
d. Cho công suất trên điện trở là : PR = 120(W) hãy
tìm : r,R,L,C.

L,r
R
C
e. Thay C bằng một tụ C1 sao cho công suất của đoạn A
B
mạch AB đạt giá trị cực đại , tìm C1 và giá trị cực
V4
V3
V2
đại đó.
Câu 6 : Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ , biết : f = 50(Hz), R = 30(Ω) , C = 10), V1 chỉ 100(V), V2 chỉ
100(V), Ampe kế có điện trở khơng đáng kể chỉ 2A..
a. Tính dung kháng.
b. Cơng suất tiêu thụ của mạch là 180(W) hãy
V1
L,r
chứng tở cuộn dây có điện trở và tính điện trở
R
C
A
B
A
đó.
c. Tìm số chỉ của vơn kế V3.

V2

V3

Câu 7 : Một cuộn dây mắc nối tiếp vào một điện trở R = 50(Ω) , C = 10), và được mắc vào một hiệu điện thế xoay

chiều có f = 50(Hz). Mắc các vơn kế có điện trở vơ cùng lớn như hình vẽ biết vơn kế V chỉ 173,2(V) =
100 3 (V). V1=V2 và chỉ 100(V).
a. Chứng tỏ cn dây có điện trở thuần . tính điện
V
trở đó và độ tự cảm cảm của cuộn dây.
L,r
R
b. Giả sử hiện điện thế hai đầu đoạn mạch có pha
B
A
ban đầu bằng khơng hãy viết biểu thức cường độ
V1
dịng điện và hiệu điện thế hai đầu cuộn dây.
V2

Dạng 3: Xác định số chỉ lớn nhất của máy đo .
I/ Phương pháp.
GV : Trương Anh Tùng - Đt: 0905 867 451 – Mai : - Web : nhanhoc.edu.vn

Trang : 7


  VËt lÝ 12 VËt VËt lÝ 12 lÝ VËt lÝ 12 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12

Trung tâm bổ trợ kiến thức THPT – luyện thi tốt nghiệp & đại học IQ

───────────────────────────────────────────────────────
1. Phương pháp.
- Xác định rõ máy đo chỉ đại lượng nào trong mạch.
- Đưa đại lượng cần tìm về dạng hàm số của một ẩn số thay đổi ( Thường đưa về dạng phân số có tử số

khơng đổi và biện luận theo mẫu số hoạc có thể dựa vào bất đẳng thức và hàm số để biện luận).
Chú ý : Trong một số trường hợp đặc biệt ta có thể dùng giản đồ vecter.
2. Một số đại lượng lớn nhất
a. Thay đổi L để U L Max
U L IZ L 

UZ L
2

R  (Z L  ZC )

2



UZ L
2

2
L

R  Z  2Z L ZC  Z

 UL 

2
C

U
2

2
C

( R  Z ) 2Z C

1
Z L2
ZL

Vận dụng phương pháp đạo hàm ta có :
2

U L Max

2

R  ZC
1
U R 2  Z C2
 L CR 2 
khi Z L 

ZC
C 2
R

b. Thay đổi C để U C Max
U C IZC 

UZ C
2

R  (Z L  ZC )

2



UZ C
2

2
C

R  Z  2Z L ZC  Z

2
L

 UL 

U
2

2
L

( R  Z ) 2Z L


1
Z C2
ZC

Vận dụng phương pháp đạo hàm ta có :
U C Max

R 2  Z L2
L
U R 2  Z L2
Z

 C 2
khi C

Z
R

L2 2
L
R

II/ Bài tập.
Câu 1 : Cho mạch điện như hình vẽ. uAB= 120cos100πt (V), R =15(Ω) , C = 10), L = 2/25π (H) . Tụ điện có thể
thay đổi được.
R,L
C
a. Cho C1 =10-2/28π (F) Ampe kế chỉ 2(A).) , Tìm : Tổng trở của mạch và số chỉ vơn kế.
B
b. Tìm C để số chỉ vôn kế lớn nhất , hãy cho biết số chỉ của vơn kế lúc A

V
đó.
Câu 2 : Cho mạch điện như hình vẽ : UAB = 120(V) ,
L
R
C
f = 50(Hz) , R = 50(Ω) , C = 10) , L = 3/10π(H)
B
A
a. Cho C = 10-3/6π (F) Ampe kế chỉ 2(A).) tìm :
V
- Tổng trở .
- Số chỉ vôn kế.
b. Điều chỉnh C sao cho số chỉ vơn kế lớn nhất , tìm số chỉ của vơn kế lúc đó.
Câu 3 : Cho mạch điện như hình vẽ Biết R = 100(Ω) , C = 10) C là tụ điện có thể thay đổi được .
Cho u AB 120 2 cos100t (V ) , Điện trở các dây nối khơng đáng
L
R
C
kể.
B
A
a. Cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm bằng L 1 = 1/π (H) Đóng
K
khóa K . Hãy viết biểu thức của dòng điện qua mạch .

GV : Trương Anh Tùng - Đt: 0905 867 451 – Mai : - Web : nhanhoc.edu.vn

Trang : 8

Trung tâm bổ trợ kiến thức THPT – luyện thi tốt nghiệp & đại học IQ

  VËt lÝ 12 VËt VËt lÝ 12 lÝ VËt lÝ 12 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12

───────────────────────────────────────────────────────
b. Giữ nguyên hiệu điện thế đã cho , thay cuộn dây bằng cuộn dây có độ tự cảm L 2 , Mở khóa K . Thay
đổi C sao cho hiệu điện thế hai bản tụ điện đạt giá trị cực đại là 150(V) khi đó C = 40/π (μF) , Tìm R vàF) Ampe kế chỉ 2(A).) , Tìm R và
L2.
Câu 4 : Cho mạch điện AB gồm điện trở R = 3(Ω) , C = 10) Cuộn dây thuần cảm có hệ số tự cảm L = 1/25π (H).
và

tụ

điện

C

mắc

nối tiếp như hình vẽ . Cho
L
u AB 12 2 cos100t (V ) . RV vô cùng lớn. Khi C = C1 và C = C2
R
C
Thì vơn kế đều chỉ UEB = 16(V)
B
A
E
a. Tính C1 và C2.

V
b. Viết biểu thức hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn dây khi C =
C2.
c. Thay tụ điện C bằng một cuộn dây có điện trở R 0 và L0 sao cho khi đó UAB = UAE + UEB và vơn kế
UEB = 9(V). Tính R0 và L0.
Dạng 4: Hai đoạn mạch trong mạch điện xoay chiều .
I/ Phương pháp.
1. Hai đoạn mạch có hiệu điện thế cùng pha , vuông pha và khác pha.
Trên đoạn mạch mắc nối tiếp có hai đoạn mạch nhỏ lệch pha nhau một góc α thì ta có : φ1 = φ2 ±α.
- Nếu α = 0 thì hai đoạn mạch cùng pha khi đó ta có : tg φ1 = tg φ2 .
- Nếu α = ±π/2 (rad) thì hai đoạn mạch được gọi là vng pha khi đó ta có : tg φ1 = -1/tg φ2.
- Nếu α khác hai giá trị trên thì hai đoạn mạch được gọi là khác pha , khi đó ta có.
tg 2 tg1
tg1 tg ( 2  )  tg1 
1 tg1tg 2
2. Hai đoạn mạch có cùng hiệu điện thế và cùng cường độ dịng điện.
- Hai đoạn mạch có cùng điện áp và cường độ dịng điện hiệu dụng thì tổng trở của hai đoạn mạch
phải bằng nhau : Z1 = Z2
- Trong trường hợp có cùng điện trở thuần thì cosφ1 =cosφ2 hay φ1= ±φ2
II/ Bài tập.
Câu 1 : Cho đoạn mạch xoay chiều như hình vẽ Biết R 1= 4(Ω) , C = 10), R2=
R1
E R2,L
100(Ω) , C = 10), C1 = 10-2/8π (F) Ampe kế chỉ 2(A).) , L = 1/π (H) , tần số f =50(Hz). Tìm C 2 biết A
C1
C2 B
UAE và UBE cùng pha.
Câu 2 : Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ , tìm mối liên hệ giữa
L
R1 C R2

R1, R2, C và L để UAE và UEB vuông pha.
B
E
A
Câu 3 : Cho đoạn mạch như hình vẽ u MN 110 2 cos100t (V) , R =
80(Ω) , C = 10) , C1=80(μF) , Tìm R vàF) Ampe kế chỉ 2(A).) , C2=20(μF) , Tìm R vàF) Ampe kế chỉ 2(A).). Khi khóa K quay từ 1 đến 2 thì số chỉ
C1
của Ampe kế khơng thay đổi.
R,L
1
K
a. Tính L, viết biểu thức cường độ dòng điện trong hai trường
A
2
M
N
hợp.
C2
b. Để khi quay K từ 1 sang 2 pha của dòng điện thay đổi đi π/2
( rad) , thì ta phải thay đổi R của cuộn dây như thế nào ?
V1
Câu 4 : Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ . f = 50(Hz) Vôn kế
r,L
C R
V1 Chỉ 100(V) , Vôn kế V2 Chỉ 100(V) , Ampe kế chỉ 2(A), R = 30(Ω) , C = 10).
A
a. Tính dung kháng.
B
A

V3
GV : Trương Anh Tùng - Đt: 0905 867 451 – Mai : - Web : nhanhoc.edu.vn

V2
Trang : 9


  VËt lÝ 12 VËt VËt lÝ 12 lÝ VËt lÝ 12 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12

Trung tâm bổ trợ kiến thức THPT – luyện thi tốt nghiệp & đại học IQ

───────────────────────────────────────────────────────
b. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là 180(W) . hãy chứng tỏ cuộn dây có điện trở và tính điện trở
đó.
c. Tìm số chỉ vơn kế thứ 3.
Câu 5 : Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ . Khi khóa K đóng biểu thức hiệu điện thế có dạng sau :
u AM 150 2 sin(200t   / 6)(V )
và
R
M
A

u BN 150 2 cos( 200t   / 3)(V ) .

a. Chứng tỏ cuộn dây có điện trở thuần.
b. Tìm biểu thức tức thời của uAB .
c. Mở khóa K . Thay đổi điện dung của tụ điện thì thấy số chỉ của B
vôn kế lớn nhất khi C = 10-4/6π(F) Ampe kế chỉ 2(A).) . Tìm R,r,L.

V

C
K

L
N

Dạng 5: Cơng suất của đoạn mạch .
Công suất cực đại của đoạn mạch khi các phần tử thay đổi.
I/ Phương pháp
1. Công suất và hệ số công suất trong đoạn mạch.
+ Công thức tổng qt tính cơng suất: P = u.i
+ Với đoạn mạch RLC khơng phân nhánh, có thể tính cơng suất bởi: P UI cos 
+ Đoạn mạch chỉ có R là : P = RI2
P R
+ Hệ số công suất (đoạn mạch không phân nhánh): cos   
UI Z
Nếu cosφ = 1 hay φ = 0 Trong mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng( khi đó cơng suất tiêu thụ đạt giá trị
cực đại Pmax= UI)
Nếu cosφ = 0 hay φ = π/2 (Rad) trong mạch khơng có R( khi đó trong mạch khơng tiêu thụ cơng suất )
2. Công suất cực đại của đoạn mạch khi các phần tử thay đổi.
Bài toán cực trị : Cho các giá trị của R,L,C thay đổi . Tìm PMax
Cách giải:
- Dựa vào các cơng thức có liên quan, lập biểu thức của đại lượng cần tìm cực trị dưới dạng hàm của 1
biến thích hợp
- Tìm cực trị bằng càc phương pháp vận dụng
+ Hiện tượng cộng hưởng của mạch nối tiếp
+ Tính chất của phân thức đại số
+ Tính chất của hàm lượng giác
+ Bất đẳng thức Cauchy

+ Tính chất đạo hàm của hàm số
Công suất cực đại:
Biểu thức

- R đổi:

P = RI 2 = R

P = RI 2 = R

U2
R 2 + (Z L - ZC )2

U2

R 2 + (ZL - ZC ) 2

U2
(Z - Z ) 2
R L C
R

GV : Trương Anh Tùng - Đt: 0905 867 451 – Mai : - Web : nhanhoc.edu.vn

Trang : 10


  VËt lÝ 12 VËt VËt lÝ 12 lÝ VËt lÝ 12 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12

Trung tâm bổ trợ kiến thức THPT – luyện thi tốt nghiệp & đại học IQ

───────────────────────────────────────────────────────
Pmax khi R  Z L  ZC  Pmax
- L đổi: P = R

U2

2 Z L  ZC

U2
R 2 + ( Z L - ZC ) 2

Pmax khi Z L - ZC =0  Z L = ZC

Pmax=

U2
R

U2
R 2 + (ZL - ZC ) 2
Pmax khi Z L - ZC =0  ZC = ZL
II/ Bài tập.
- C đổi: P = R

4
10 4
H , và tụ điện có điện dung C 
Câu 1: Cho mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây có r 50; L 
10


F) Ampe kế chỉ 2(A). và điện trở thuần R thay đổi được. Tất cả được mắc nối tiếp với nhau, rồi đặt vào hai đầu đoạn mạch có
hiệu điện thế xoay chiều u 100 2 cos100t(V) . Công suất tiêu thụ trên điện trở R đạt giá trị cực đại khi R

có giá trị bằng bao nhiêu ?
Câu 2:Cho mạch điện RLC nối tiếp, trong đó cuộn L thuần cảm, R là biến trở .Hiệu điện thế hiệu dụng
U=200V, f=50Hz, biết ZL = 2ZC,điều chỉnh R để công suất của hệ đạt giá trị lớn nhất thì dịng điện trong
mạch có giá trị là I=
. Tính giá trị của C, L
Câu 3 : Cho mạch điện xoay chiều như, u 200cos100 t (V ) ,
AB

10  4
( F ) , cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm
tụ có điện dung C 
2.

A

R

B

8
L
( H ) , R biến đổi được từ 0 đến 200  .
10

a. Tìm cơng thức tính R để cơng suất tiêu thụ P của mạch cực đại. Tính cơng suất cực đại đó.
b. Tính R để cơng suất tiêu thụ P =

3
PMax . Viết biểu thức cường độ dịng điện khi đó.
5

Câu 4: Cho mạch điện như hình vẽ , cuộn dây thuần cảm. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế có giá
trị hiệu dụng khơng đổi, có dạng:

u U 2 cos100t(V) .
a. Khi biến trở R = 30  thì hiệu điện thế hiệu dụng UAN = 75V;

C

UMB = 100V. Biết các hiệu điện thế uAN và uMB lệch pha nhau góc
900. Tính các giá trị L và C.
b. Khi biến trở R = R1 thì cơng suất tiêu thụ của mạch điện là cực
đại. Xác định R1 và giá trị cực đại đó của cơng suất. Viết biểu thức
của cường độ dịng điện khi đó.
Câu 5: Cho mạch điện như hình vẽ. Các vơn kế có điện trở vô
cùng lớn. Đặt vào hai đầu AB một hiệu điện thế xoay chiều:

u AB 240 2 cos100t(V) .

R

L

B

N

M

V1
C

A

L,r

M
N

R
V2

GV : Trương Anh Tùng - Đt: 0905 867 451 – Mai : - Web : nhanhoc.edu.vn

Trang : 11


  VËt lÝ 12 VËt VËt lÝ 12 lÝ VËt lÝ 12 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12

Trung tâm bổ trợ kiến thức THPT – luyện thi tốt nghiệp & đại học IQ

───────────────────────────────────────────────────────
a.Cho R = R1 = 80  , dòng điện hiệu dụng của mạch I = 3 A, Vôn kế V2 chỉ 80 3 V, hiệu điện thế giữa
hai đầu các vôn kế lệch pha nhau góc  /2. Tính L, C.
b. Giữ L, C, UAB không đổi. Thay đổi R đến giá trị R2 để công suất trên đoạn AN đạt cực đại. Tìm R2 và giá trị
cực đại đó của cơng suất. Tìm số chỉ của vơn kế V1 khi đó.

1
Câu 6: Cho mạch điện RLC nối tiếp, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L  H , tụ có điện dung C=15,9 F) Ampe kế chỉ 2(A). và điện trở R

thay đổi được. Đặt vào hai đầu A,B một hiệu điện thế u AB 200 cos100t(V) .
a. Chọn R = 100 3  . Viết biểu thức dòng điện qua mạch.
b. Cho công suất của mạch là P = 80W. Tính R? Muốn cơng suất của mạch này đạt cực đại thì phải chọn
R là bao nhiêu? Tính PMax khi đó.
Câu 7: Cho đoạn mạch xoay chiều sau:
10 4
R 100 (điện trở thuần) C 31.8 F) Ampe kế chỉ 2(A). 
F) Ampe kế chỉ 2(A).

L:độ tự cảm thay đổi được của một cuộn thuần cảm
Hiệu điện thế giữa hai đầu AB của đoạn mạch có biểu thức:
u 200cos 314t(V) 200cos100t(V)

A

R

L

C

B

a)Tính L để hệ số cơng suất của đoạn mạch đạt cực đại.Tính cơng suất tiêu thụ của đoạn mạch lúc đó.
b)Tính L để cơng suất tiêu thụ của đoạn mạch cực đại.Vẽ phát họa dạng đồ thị của công suất tiêu thụ P của
đoạn mạch theo L.
Câu 8: Cho mạch điện RLC mắc nối tiếp, với L thay đổi được. Hiệu điện thế ở hai đầu mạch là

10 4
u 120 2 cos(100 t ) (V), R 30 , C 
( F ) . Hãy tính L để:

a. Cơng suất tiêu thụ của mạch là P = 60(W)
b. Công suất tiêu thụ của mạch là cực đại. Tính PMax đó
c. UL là cực đại và tính ULMax
Câu 9 : Cho mạch điện RLC mắc nối tiếp với C thay đổi được. Hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch là
1
u 120 2 cos(100 t ) , R 30 , L  ( H ) . Hãy tính C để:

a. Công suất tiêu thụ của mạch là P = 60(W),
b. Cơng suất tiêu thụ của mạch là cực đại. Tính PMax đó,
c. UC là cực đại và tính UCmax.
Dạng 6: Đoạn mạch có tần số góc thay đổi.
I/ Phương pháp
1 – Phương pháp
- Đưa biểu thức của đại lượng cần tìm về dạng hàm số của một ẩn số duy nhất là ω
- Đưa biểu thức của đại lượng cần tìm về dạng phân thức có từ thức khơng đổi và biện luận theo mẫu thức
( Trường hợp này thường có dạng phương trình bậc 4 trùng phương)
2 – Một số đại lượng thay đổi khi ω thay đổi.
a. Z min, I Max , U R Max , PAB Max , cos  cực đại, Tất cả các trường hợp trên đều liên quan đến cộng hưởng điện.
 Z L Z C   2 

1
1
 f 
LC
2 LC

GV : Trương Anh Tùng - Đt: 0905 867 451 – Mai : - Web : nhanhoc.edu.vn

Trang : 12


  VËt lÝ 12 VËt VËt lÝ 12 lÝ VËt lÝ 12 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12

Trung tâm bổ trợ kiến thức THPT – luyện thi tốt nghiệp & đại học IQ

───────────────────────────────────────────────────────
1
R2

LC 2 L2
2
2
2
c. Khi U L Max khi  (2 f ) 
2 LC  R 2C 2
d. Thay đổi f có hai giá trị f1  f 2 biết f1  f 2 a và I1 I 2 ?
b. Khi U C Max

khi  2 (2 f ) 2 

1



ch2
12 

2
2
Z

Z

(
Z

Z
)

(
Z

Z
)

LC
Ta có : 1
hệ 
2
L1
C1
L2
C2

1  2 2 a

hay   12



12 

1
 tần số f  f1 f 2
LC

II/ Bài tập.
Câu 1: Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ, vơn kế V1 chỉ U1= 360V, vôn
kế V2= 40V, vôn kế V chỉ U= 68V, ampe kế 2A.
Tìm cơng suất của mạch.
200
F cuộn
Câu 2: Cho mạch điện như hình vẽ biết: R= 100Ω) , C = 10, C=
3

dây thuần cảm có L=
100 2 cos t (V)

1



 . Đặt vào 2 đầu AB hiệu điện thế uAB=

R
A

V
A

R1

R2,L

V1

V2

L

B
C

M

B

a. Khi ω= 100π (Rad/s) viết biểu thức cường độ dòng điện trong mạch và biểu thức cường độ dòng
điện trong mạch và biểu thức của hiệu điện thế giữa 2 điểm AM. Cho biết tg 26,570 = 0,5
b. Giữ nguyên các giá trị R, L, C, UAB đã cho, thay đổi hiệu suất của hiệu điện thế. Xác định ω để
hiệu điện thế hiệu dụng giữa 2 bản tụ điện đạt giá trị cực đại.
Câu 3 : Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ. Vơn kế V chỉ 180(V) tần số góc của dịng điện có thể
thay đổi được . Khi ω=ω1 = 100π (rad/s) thì Ampe kế chỉ 3 (A) và dịng điện trẽ pha hơn so với điện áp
là π/3(rad). Khi ω=ω2 = 50 2 (rad/s) thì vơn kế 1 Chỉ 0(V) , Ampe kế chỉ khác 0.
a. Tìm giá trị R,L,C.
b. Khi ω=ω0 Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt giá trị
V

cực đại. xác định :
C
L
N R
ω0.
A
M
A
B
UCmax.
V1
Biểu thức dịng điện khi đó. Coi pha ban đầu của điện áp bằng 0.
Câu 4 : Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ : u AB 240 2 cos100t (V).
a. Cho R = R1 = 80(Ω) , C = 10) cường độ dòng điện chạy trong mạch là 3
V1
(A) vôn kế V2 chỉ 80 3 (V) . Hiệu điện thế hai vơn kế lệch pha
L
nhau một góc 900 . Tính L, C.
M
b. Giữ L, C, uAB khơng đổi , Thay đổi R = R2 để công suất trên đoạn A R
N
B
C
AN đạt giá trị cực đại. Tìm R2 và giá trị cực đại của công suất.
V2
Số chỉ vôn kế 2 khi đó bằng bao nhiêu?

GV : Trương Anh Tùng - Đt: 0905 867 451 – Mai : - Web : nhanhoc.edu.vn

Trang : 13

  VËt lÝ 12 VËt VËt lÝ 12 lÝ VËt lÝ 12 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12

Trung tâm bổ trợ kiến thức THPT – luyện thi tốt nghiệp & đại học IQ

───────────────────────────────────────────────────────
Dạng 7: Bài toán hộp đen
I/ Phương pháp.
1. Phương pháp.
Để giải một bài tốn về hộp kín ta thường sử dụng hai phương pháp sau:
a. Phương pháp đại số
B1: Căn cứ “đầu vào” của bài tốn để đặt ra các giả thiết có thể xảy ra.
B2: Căn cứ “đầu ra” của bài toán để loại bỏ các giả thiết không phù hợp.
B3: Giả thiết được chọn là giả thiết phù hợp với tất cả các dữ kiện đầu vào và đầu ra của bài toán.
b. Phương pháp sử dụng giản đồ véc tơ trượt.
B1: Vẽ giản đồ véc tơ (trượt) cho phần đã biết của đoạn mạch.
B2: Căn cứ vào dữ kiện bài tốn để vẽ phần cịn lại của giản đồ.
B3: Dựa vào giản đồ véc tơ để tính các đại lượng chưa biết, từ đó làm sáng toả hộp kín.
* Trong một số tài liệu có viết về các bài tốn hộp kín thường sử dụng phương pháp đại số, nhưng theo xu
hướng chung thì phương pháp giản đồ véc tơ (trượt) cho lời giải ngắn gọn hơn, logic hơn, dễ hiểu hơn.
2. Một số mạch chứa hộp đen thường gặp.
a. Mạch điện đơn giản:
- Nếu UNB cùng pha với i suy ra X chỉ chứa R0
A
N
B

• X
•

•
- Nếu UNB sớm pha với i góc
suy ra X chỉ chứa L0
2

L C

R

- Nếu UNB trễ pha với i góc


suy ra X chỉ chứa C0
2

b. Mạch điện phức tạp:
- Mạch 1
Nếu UAB cùng pha với i suy ra X chỉ chứa L0
Nếu UAN và UNB tạo với nhau góc

R

A
•

C

N
•

X

B
•


suy ra X chỉ chứa R0
2

Vậy X chứa (R0,L0)
- Mạch 2
Nếu UAB cùng pha với i suy ra X chỉ chứa C0
Nếu UAN và UNB tạo với nhau góc


suy ra X chỉ chứa R0.
2

Vậy X chứa (R0,C0)

II/ Bài tập.
Câu 1 : Cho mạch điện như hình vẽ:

C

GV : Trương Anh Tùng - Đt: 0905 867 451 – Mai : - Web : nhanhoc.edu.vn

A

M

N

X Trang : 14
B


  VËt lÝ 12 VËt VËt lÝ 12 lÝ VËt lÝ 12 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12

Trung tâm bổ trợ kiến thức THPT – luyện thi tốt nghiệp & đại học IQ

───────────────────────────────────────────────────────
UAB = 200cos100t(V)
ZC = 100 ; ZL = 200
I = 2 2 (A ) ; cos = 1; X là đoạn mạch gồm hai trong ba phần tử (R 0, L0 (thuần), C0) mắc nối
tiếp. Hỏi X chứa những linh kiện gì ? Xác định giá trị của các linh kiện đó.
Câu 2 : NhiÒu hép khèi gièng nhau, ngêi ta nèi mét đoạn mạch gồm một trong các hộp khối đó mắc nối
tiếp với điện trở R = 60 khi đoạn mạch đợc đặt vào hiệu điện thế xoay chiều tần số 50Hz thì hiệu điện
thế sớm pha 580 so với dòng ®iƯn trong m¹ch.
a. Hép kÝn chøa tơ ®iƯn hay cn cảm.
Tính điện dung của tụ hoặc độ tự cảm của cuộn cảm
b. Tính tổng trở của mạch.
Cõu 3 : Cho mạch điện như hình vẽ
UAB = 120(V); ZC = 10 3 ()

C

R = 10(); uAN = 60 6 cos100 t ( v )

R

A

M

N

X

B

UAB = 60(v)
a. Viết biểu thức uAB(t)
b. Xác định X. Biết X là đoạn mạch gồm hai trong ba phần tử (Ro, Lo (thuần), Co) mắc nối tiếp
Câu 4: Trong hộp X và Y chỉ có một linh kiện hoặc điện trở, hoặc
cuộn cảm, hoặc là tụ điện. Ampe kế nhiệt (a) chỉ 1A;

A

a

X

Y

M

B

UAM = UMB = 10V .UAB = 10 3V . Công suất tiêu thụ của đoạn

mạch AB là P = 5 6 W. Hãy xác định linh kiện trong X và Y và độ lớn của các đại lượng đặc trưng cho
các linh kiện đó. Cho biết tần số dòng điện xoay chiều là f = 50Hz.
Cõu 5: Cho mạch điện nh hình vẽ
X là hộp đen chứa 2 trong 3 phần từ L1, R1,C1 nèi tiÕp
UAN= 100sin100t (V)
UMB= 200sin (100t - /3)
 = 100(Rad/s) =

L
A

C
M

N

B

1
LC

a. ViÕt biÓu thøc Ux theo thêi gian t
b. Cho I = 2 / 2 A. TÝnh Px , t×m cÊu t¹o X.

Bài 2 : MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU
TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG
A- Tóm tắt lý thuyết.
I/ Máy phát điện xoay chiều.
1. Máy phát điện xoay chiều 1 pha :
GV : Trương Anh Tùng - Đt: 0905 867 451 – Mai : - Web : nhanhoc.edu.vn

Trang : 15


  VËt lÝ 12 VËt VËt lÝ 12 lÝ VËt lÝ 12 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12

Trung tâm bổ trợ kiến thức THPT – luyện thi tốt nghiệp & đại học IQ

───────────────────────────────────────────────────────
- Phần cảm : Là nam châm tạo ra từ thông biến thiên bằng cách quay quanh 1 trục – Gọi là rôto
- Phần ứng : Gồm các cuộn dây giống nhau cố định trên 1 vịng trịn.
 f np; n (vòng/s)

Tần số dao động: 
; p - số cặp cực từ
np
 f  60 ; n (vòng/phút)

Chú ý: Một máy phát điện có 1 cặp cực từ muốn phát ra với tần số 50(Hz) thì phải quay với tốc độ n =
50(V/s); có 10 cặp cực từ muốn phát ra với tần số 50(Hz) thì phải quay với tốc độ n = 5(V/s). Số cặp cực
tăng lên bao nhiêu lần thì tốc độ quay giảm đi bấy nhiêu lần.
2. Máy phát điện xoay chiều 3 pha :
a. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động

1

(1)

~
0

~

~





B3

3
2

B2



(2)

B1

(3)

Kí hiệu Máy phát điện ba pha
- Máy phát điện xoay chiều ba pha là máy tạo ra 3 suất điện động xoay chiều hình sin cùng tần số, cùng
biên độ và lệch pha nhau

2
.

3

Cấu tạo :
Gồm 3 cuộn dây hình trụ giống nhau gắn cố định trên một vòng tròn lệch nhau

2
.
3

Một nam châm quay quanh tâm O của đường trịn với tốc độ góc khơng đổi
Ngun tắc : Khi nam châm quay từ thông qua 3 cuộn dây biến thiên lệch pha
điện động xoay chiều cùng tần số, cùng biên độ, lệch pha

2
làm xuất hiện 3 suất
3

2
.
3

Từ thông gửi qua khung dây của máy phát điện  = NBScos(t +) = 0cos(t + )
Với 0 = NBS là từ thơng cực đại, N là số vịng dây, B là cảm ứng từ của từ trường, S là diện tích của
vịng dây,  = 2f


Suất điện động trong khung dây: e = NSBcos(t +  - ) = E0cos(t +  - )
2
2
Với E0 = NSB là suất điện động cực đại.

Dòng điện xoay chiều ba pha là 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

GV : Trương Anh Tùng - Đt: 0905 867 451 – Mai : - Web : nhanhoc.edu.vn

Trang : 16


  VËt lÝ 12 VËt VËt lÝ 12 lÝ VËt lÝ 12 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12

Trung tâm bổ trợ kiến thức THPT – luyện thi tốt nghiệp & đại học IQ

───────────────────────────────────────────────────────

e1 E0 cos(t )

2

) trong trường hợp tải đối xứng thì
e2 E0 cos(t 
3

2

e3 E0 cos(t  3 )
A

2

Máy phát mắc hình sao: Ud = 3 Up
Máy phát mắc hình tam giác: Ud = Up
Tải tiêu thụ mắc hình sao: Id = Ip
Tải tiêu thụ mắc hình tam giác: Id = 3 Ip

B1 A2
B1
A3

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


i1 I 0 cos(t )

2

)
i2 I 0 cos(t 
3

2

i3 I 0 cos(t  3 )

A1
Mắc sao

A1

A3

B3

B2
Mắc tam giác

c. Ưu điểm :
- Tiết kiệm được dây dẫn
- Cung cấp điện cho các động cơ 3 pha
Lưu ý: Ở máy phát và tải tiêu thụ thường
chọn cách mắc tương ứng với nhau.
II/ Động cơ không đồng bộ ba pha.
1. Nguyên tắc hoạt động :
Khung dây dẫn đặt trong từ trường quay sẽ quay theo từ trường đó
với tốc độ nhỏ hơn.
Nguyên tắc hoạt động dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ và sử dụng
từ trường quay.
2. Động cơ không đồng bộ ba pha :
- Cấu tạo: Gồm có 2 bộ phận chính:
+ Stato : (phần ứng) gồm 3 cuộn dây giống nhau đặt lệch

2
trên 1 vòng trịn.
3

+ Rơto : (phần cảm) Khung dây dẫn quay dưới tác dụng của từ trường.
- Khi cho dòng điện xoay chiều 3 pha vào 3 cuộn dây ấy thì từ trường do 3 cuộn dây tạo ra tại tâm O

3
là từ trường quay: B  B0 với B là từ trường tổng hợp tại O, B 0 là từ trường do 1 cuộn dây tạo ra. Từ
2
trường quay này sẽ tác dụng vào khung dây làm khung dây quay với tốc độ nhỏ hơn tốc độ quay của từ
trường. Chuyển động quay của rôto (khung dây) được sử dụng để làm quay các máy khác.
III/ Truyền tải điện năng đi xa. Máy biến áp.
1. Bài toán truyền tải điện năng đi xa :
+ Công suất máy phát : Pphát = UphátI.cos

GV : Trương Anh Tùng - Đt: 0905 867 451 – Mai : - Web : nhanhoc.edu.vn

Trang : 17


  VËt lÝ 12 VËt VËt lÝ 12 lÝ VËt lÝ 12 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12

Trung tâm bổ trợ kiến thức THPT – luyện thi tốt nghiệp & đại học IQ

───────────────────────────────────────────────────────
P2
+ Công suất hao phí : P  2 2 R
U cos 
Trong đó:
P là cơng suất truyền đi ở nơi cung cấp
U là điện áp ở nơi cung cấp cos là hệ số công suất của dây tải điện
l
R  là điện trở tổng cộng của dây tải điện (lưu ý: dẫn điện bằng 2 dây)
S
+ Độ giảm điện áp trên đường dây tải điện: U = IR
+ Giảm hao phí có 2 cách :

Giảm R : cách này rất tốn kém chi phí
Tăng U : Bằng cách dùng máy biến thế, cách này có hiệu quả
Ptt  P
.100%
+ Hiệu suất truyền tải H 
Ptt
2. Máy biến áp :
a. Định nghĩa : Thiết bị có khả năng biến đổi
điện áp xoay chiều.
b. Cấu tạo : Gồm 1 khung sắt non có pha silíc
( Lõi biến áp) và 2 cuộn dây dẫn quấn trên 2
cạnh của khung .Cuộn dây nối với nguồn điện
gọi là cuộn sơ cấp. Cuộn dây nối với tải tiêu thụ
U1
gọi là cuộn thứ cấp.
c. Nguyên tắc hoạt động : Dựa trên hiện tượng
N1
cảm ứng điện từ.
Dòng điện xoay chiều trong cuộn sơ cấp gây ra
biến thiên từ thông trong cuộn thứ cấp làm phát sinh dòng điện xoay chiều.
d. Cơng thức :
N1, U1, I1 là số vịng dây, hiệu điện thế, cường độ dòng điện cuộn sơ cấp
N2, U2, I2 là số vòng dây, hiệu điện thế, cường độ dòng điện cuộn sơ cấp
U1 E1 I 2 N1
  
U 2 E2 I1 N 2

U2

U1

U2

N2

N1

N2

U2 > U1 ( N2 > N1): Máy tăng áp
U2 < U1 ( N2 < N1) : Máy hạ áp
e. Ứng dụng : Truyền tải điện năng, nấu chảy kim loại, hàn điện

B – Các dạng bài tập .
GV : Trương Anh Tùng - Đt: 0905 867 451 – Mai : - Web : nhanhoc.edu.vn

Trang : 18


Trung tâm bổ trợ kiến thức THPT – luyện thi tốt nghiệp & đại học IQ

  VËt lÝ 12 VËt VËt lÝ 12 lÝ VËt lÝ 12 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12

───────────────────────────────────────────────────────
Dạng 1 : Bài toán máy phát điện xoay chiều.
I/ Phương pháp.
1. Tần số do máy phát điện phát ra .
 f np; n (voøng/s)

Tần số dao động: 

; p - số cặp cực từ
np
 f  60 ; n (vòng/phút)

2. Từ thơng qua phần ứng
   0 cos(t   0 ) (Wb)

Với  0  NBS (Wb) : là từ thông cực đại.
3. Suất điện động tức thời qua phần ứng
E c 


  '  0 . sin(t   0 ) E0 sin(t   0 )
t

Với E0  0 . (V) : là suất điện động cực đại.
4. Quan hệ giữa điện áp dây và điện áp pha của mạch điện ba pha.
Máy phát mắc hình sao: Ud = 3 Up
Máy phát mắc hình tam giác: Ud = Up
Tải tiêu thụ mắc hình sao: Id = Ip
Tải tiêu thụ mắc hình tam giác: Id = 3 Ip
P
H  đc 100%
5. Hiệu suất của động cơ điện.
Pmp
6. Độ tự cảm của ống dây. L 4 .10 7

N2
.S
l

II/ Bài Tp.
Cõu 1: Một máy điện gồm phần cảm có 12 cặp cực quay với tốc độ 300 vòng / phút. Tù thông cực đại qua
các cuộnd ây lúc đi ngang qua đầu cực là 0,2 Wb và mỗi cuộn dây có 5 vòng. Tìm:
a) Tần số dòng điện phát ra.
b) Biểu thức suát điện động xuất hiện ở phần ứng. Suất điện động hiệu dụng.
Cõu 2: Một máy dao điện có rôto 4 cực quay đều với tốc độ 25 vòng / phút. Stato là phần ứng gồm 100
vòng dây dÉn diƯn tÝch 6.10-2 m2. C¶m øng tõ B = 5.10-2 T.
a. Viết biểu thức suất điện động cảm ứng và tính suất điện động hiệu dụng của máy phát.
b. Hai cực của máy phát đợc nối với điện trở thuần R, nhúng vào trong 1kg nớc. Nhiệt độ của nớc sau
mỗi phút tăng thêm 1,90. Tính R (Tổng trở của phần ứng của máy dao điện đợc bỏ qua). Nhiệt dung riêng
của nớc là 4186 J/kg.độ.
Cõu 3: Một máy dao ®iƯn cã st ®iƯn ®éng hiƯu dơng E = 100V, tÇn sè f = 50Hz cã hai cùc nèi với cuộn
3
H , đợc quấn bằng l = 10m dây Ni-Cr cã ®iƯn trë st  10 6 .m; S 0,25mm2 . Dòng
10
điện qua cuộn dây trong thời gian t = 35 phút và toàn bộ nhiệt lợng toả ra dùng để cung cấp cho khối lợng

dây có độ tự cảm L =

m = 1kg nớc đang ở nhiệt độ 1 200 C . Nhiệt dung riêng của nớc là c = 4200J/kg.®é.
a. TÝnh nhiƯt ®é sau cïng  2 của khối nớc. Giả sử tổng trở của máy dao điện không đáng kể.

GV : Trng Anh Tựng - t: 0905 867 451 – Mai : - Web : nhanhoc.edu.vn

Trang : 19


  VËt lÝ 12 VËt VËt lÝ 12 lÝ VËt lÝ 12 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12 VËt lÝ 12

Trung tâm bổ trợ kiến thức THPT – luyện thi tốt nghiệp & đại học IQ

───────────────────────────────────────────────────────
b. M¸y gåm khung hình chữ nhật diện tích Sk = 0,04m2, gồm N = 500 vòng dây quay đều trong từ tr
ờng đều B , vuông góc với trục quay. Tìm B.
Cõu 4: Một máy phát điện ba pha có tần số f= 50Hz.
a. Cuộn dây phần ứng mắc hình sao. Biết điện áp giữa mỗi dây pha và dây trung hoà là UP = 220V. Tìm
điện áp giữa mỗi dây pha với nhau.
b. Ta mắc mỗi tải vào mỗi pha của mạng điện: Tải Z1 ( R, L nối tiếp) mắc vào pha 1; tải Z2 ( R, C nối
tiếp) mắc vào pha 2, tải Z3 ( RLC nối tiếp) mắc vµo pha 3. Cho R 6; l 2,55.10 2 H ; C 306  F . T×m:
- I1 = ? I2 = ? I3 = ?
- P1 = ? P2 = ? P3 = ? vµ P =?
Dạng 2 : Bài tốn máy biến áp.
I/ Phương pháp.
+ St ®iƯn ®éng trong cuộn sơ cấp: e1 N1.


t

+ Suất điện động trong cuén thø cÊp: e2 N 2 .


t



e1 N1

e2 N 2

(1)

Trong đó e1 đợc coi nh nguồn thu: e1 = u1 i1.r1
e2 đợc coi nh nguồn phát: e2 = u2 + i2.r2 
Khi r1 r2 0 th× ta cã:

e1 u1  i1.r1 N1


e2 u2  i2 .r2 N 2

(2)

e1 E1 U1 N1
  
k
e2 E2 U 2 N 2

(3)

- NÕu k > 1  U1 > U2  m¸y 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
- C«ng st cđa cn thø cÊp: P2 = U2I2cos 2
+ HiƯu st cđa m¸y biÕn thÕ:

H

 2 U 2 I 2 cos 2


1 U1I1cos1

+ NÕu H = 1 th× ta cã:

U1 I 2 N1 E1
 

U 2 I1 N 2 E2

II/ Bài Tập.
Câu 1: Cn s¬ cÊp cđa mét máy biến áp đợc nối với mạng điện xoay chiều có điện áp 380V. Cuộn thứ
cấp có dòng điện 1,5A chạy qua và có điện áp giữa hai đầu dây là 12V. Biết số vòng dây của cuộn thứ cấp
là 30. Tìm số vòng dây của cuộn sơ cấp và cờng độ dòng điện chạy qua nó. Bỏ qua hao phí điện năng trong
máy.
Cõu 2: Một máy biến áp có cuộn sơ cấp gồm 300 vòng dây, cuộn thứ cấp gồm 1500 vòng dây. Cuộn dây
sơ cấp đợc nối với mạng điện xoay chiều có điện áp 120 V.
a. Tìm điện áp ở hai đầu cuộn thứ cấp.
b. Bỏ qua tổn hao điện năng ở trong máy, cuộn sơ cấp có dòng điện 2 A chạy qua. Tìm dòng điện chạy
trên cuộn thứ cấp.
Cõu 3: Một máy biến áp lí tởng có hai cuộn dây lần lợt có số vòng là 20000 vòng và 100 vòng.
a. Muốn tăng áp thì cuộn nào là sơ cấp? Nếu đặt vào cuộn sơ cấp điện áp hiệu dụng 220 thì điện áp
hiệu dụng ở cuộn thứ cấp bằng bao nhiêu?
b. Cuộn nào có tiết diện dây lớn hơn?

GV : Trng Anh Tựng - Đt: 0905 867 451 – Mai : - Web : nhanhoc.edu.vn

Trang : 20