Tổng hợp Lý thuyết và công thức giải bài tập trong Các đoạn mạch xoay chiều năm 2020

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

<b>LÝ THUYẾT VÀ CÔNG THỨC TRONG</b>

<b>CÁC ĐOẠN MẠCH XOAY CHIỀU</b>

<b>I. Đoạn mạch chỉ có một phần tử R, L hoặc C</b>

<b>1. Đoạn xoay chiều chỉ có trở thuần</b>

Sơ đồ mạch điện:

Tính chất của điện trở R: có tác dụng cản trở, làm giảm cường độ của dòng điện đi qua nó.
+ Mắc nối tiếp: R R R ₁ ₂... (R R , R ,... ₁ ₂ ) tăng điện trở

+ Mắc song song:

1 2

1 1 _{1 ...}

R R R  (R R , R ,... 1 2 ) giảm điện trở
Biểu thức điện áp và dòng điện trong mạch:

u(t) = U0cos(t +)  i = =u U 2cos(ωt + )

R R 

Đặt : 0

0 U
Ι =

R thì i I cos(ωt φ) I 2 cos(ωt φ) 0     i , u cùng pha.
Định luật Ôm : I U

R



Giản đồ véctơ:

<b>2. Đoạn mạch chỉ có tụ điện C: uC</b>trễ pha so với i góc π
2.

Định luật Ôm: I = C
C
U

Z ; với ZC=
1

ω C là dung kháng của tụ điện.
+ Mắc nối tiếp:

1 2

1 1 _{1 ...}

C C C  (C C ,C ,... 1 2 ) giảm điện dung
B
R
A

<b>O</b> UR



I


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

+ Mắc song song: C C C ... 1 2 (C C ,C ,... 1 2 ) tăng điện dung

Đặt điện áp u U 2cosωt vào hai đầu một tụ điện thì cường độ dịng điện qua nó có giá trị hiệu dụng là I.
Tại thời điểm t, điện áp ở hai đầu tụ điện là u và cường độ dòng điện qua nó là i. Hệ thức liên hệ giữa các đại
lượng là:

2 2

2 2

0 0C

2 2

2 2

C
2 2

2 2

i u ₁

I U

i u ₁

2I 2U

u i ₂

U I

 

  

  

.

Cường độ dòng điện tức thời qua tụ: i I 2cos ωt π A
2

 

 _  _

  .

<b>Ý nghĩa của dung kháng</b>

- ZClà đại lượng biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều của tụ điện.

- Dịng điện xoay chiều có tần số cao (cao tần) chuyển qua tụ điện dễ dàng hơn dòng điện xoay chiều tần số
thấp.

- ZCcũng có tác dụng làm cho i sớm pha π

2 so với u.
Giản đồ véctơ của mạch:

<b>3. Mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm</b>
Sơ đồ mạch điện.

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

Trường hợp nếu rút lỏi thép ra khỏi cuộn cảm thì độ sáng đèn tăng lên  Cuộn cảm có tác dụng cản trở
dịng điện xoay chiều. Tác dụng cản trở này phụ thuộc vào độ tự cảm cuộn dây.

Biểu thức điện áp ở hai đầu mạch điện và dòng điện trong mạch:
Giả sử i = I0costu = LI0cos(t+ π

2) = U0cos(t + π2)
Nếu u = U0costi = I0cos(t – π

2)
i = I0cos(t +i)u = U0cos(t + π

2+i)
u sớm pha hơn i một góc: π

2

Ta có: 2₂ ₂2 2₂ 2₂ 2₂ 2₂

0 0L L

i u ₁ i u ₁ i u ₂

I U   2I 2U   I  U 
Biểu thức định luật ôm cho đoạn mạch: I =

L

U

 .
Cảm kháng : ZL=L Đơn vị:Ôm ()

<b>Ý nghĩa của cảm kháng</b>

- ZLlà đại lượng biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều của cuộn cảm.

- Cuộn cảm có L lớn sẽ cản trở nhiều đối với dòng điện xoay chiều, nhất là dòng điện xoay chiều cao tần.
- ZLcũng có tác dụng làm cho i trễ pha π

2 so với u.
Giản đồ véctơ cho đoạn mạch:

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

<i><b>a.</b></i> 1 0,318

 <i>;</i> 2 0,636 <i>;</i>

1 _0,159
2

<i><b>b.</b>Cơng thức tính điện dung của tụ phẳng: C =</i> ₉S

9.10 .4πd

 <i>_.</i>

<i>: Hằng số điện môi.</i>

<i>S: Phần diện tích giữa hai bản tụ (m2_).</i>

<i>d: Khoảng cách giữa hai bản tụ(m).</i>

<i>- Điện môi bị đánh thủng là hiện tượng khi điện trường tăng vượt qua một giá trị giới hạn náo đó sẽ làm cho</i>
<i>điện mơi mất tính cách điện.</i>

<i>- Điện áp giới hạn là điện áp lớn nhất mà điện môi không bị đánh thủng.</i>

<b>II. Đoạn mạch RLC không phân nhánh</b>

Đặt điện áp u U 2cos(ωt φ )  _u vào hai đầu mạch. Độ lệch phagiữa u và i xác định theo biểu thức:

tan= ZL ZC
R


=

1
L

C
R
 


Với φ φ φ _u _i

Cường độ hiệu dụng xác định theo định luật Ôm: I =U
Z.

Với Z = 2 2

L C

R (Z  Z ) là tổng trở của đoạn mạch.
Cường độ dòng điện tức thời qua mạch:

i u

i I 2cos(ωt φ ) I 2cos(ωt φ φ)     .

Cộng hưởng điện trong đoạn mạch RLC: Khi ZL= ZChay= 1
LC thì:
+ Imax= U

R , Pmax=
2
U

R , u cùng pha với i (= 0).

C

A R L B

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

+ Khi ZL< ZC thì u trể pha hơn i (đoạn mạch có tính dung kháng).

+ R tiêu thụ năng lượng dưới dạng toả nhiệt, ZLvà ZCkhông tiêu thụ năng lượng điện.

<b>III. Đoạn mạch có RLrC khơng phân nhánh</b>

Đặt điện áp u U 2cos(ωt φ )  u vào hai đầu mạch. Độ lệch phagiữa uABvà i xác định theo biểu thức:
tan= ZL ZC

R r


 =

1
L

C
R r
 



 . Với φ φ φ u i

Cường độ hiệu dụng xác định theo định luật Ôm: I =U
Z.

Với Z =





2 2

L C

R r  (Z  Z ) là tổng trở của đoạn mạch.
Cường độ dòng điện tức thời qua mạch:

i u

i I 2cos(ωt φ ) I 2cos(ωt φ φ)    

Cách nhận biết cuộn dây có điện trở thuần r :

+ Xét tồn mạch, nếu: Z





2 2

L C

R r  (Z  Z ) ; U 2 2

R L C

U (U U )  hoặc PI2_{R hoặc cos}_{ }
R

Z  thì cuộn dây có điện trở thuần r0.

+ Xét cuộn dây, nếu: UdULhoặc ZdZLhoặc Pd0 hoặc cosd0 hoặcd π

2  thì cuộn dây có
điện trở thuần r0.

<b>IV. Phương pháp truyền thống</b>

<b>1. Mạch điện chỉ chứa một phần tử (hoặc R, hoặc L, hoặc C)</b>
C

A R L,r B

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

<i>Mạch điện chỉ có điện trở thuần: u và i cùng pha:</i><i>=</i><i>u-</i><i>i= 0 hay</i><i>u=</i><i>i</i>

<i>Ta có:</i> i I 2cos(ωt + φ ) i <i>thì</i> u U 2cos(ωt + φ ) R i <i>; với</i> IU_RR<i>.</i>
<b>2. Mạch RLC khơng phân nhánh</b>

<i>Phương pháp giải:</i>Tìm Z, I ( hoặc I0)và

Tính tổng trở Z: Tính Z ωL_L .; Z_C 1 1
ωC 2πfC

  và 2 2

L C

Z R (Z Z )  .
Định luật Ôm : U và I liên hệ với nhau bởi I U

Z

 ; Io= Uo
Z .
Tính độ lệch pha giữa u hai đầu mạch và i: _tanφ ZL ZC

R


 .

Viết biểu thức u hoặc i

+ Nếu cho trước: i I 2cosωt thì biểu thức của u là u U 2cos(ωt + φ) .
Hay i = Iocost thì u = Uocos(t +).

+ Nếu cho trước: u U 2cosωt thì biểu thức của i là: i I 2cos(ωt φ)  .
Hay u = Uocost thì i = Iocos(t –) .

Khi: (u0; i0 ) ta có : =u–i  u=i+;i=u–

+ Nếu cho trước i I 2cos(ωt φ )  i thì biểu thức của u là: u U 2cos(ωt + φ + φ) i .
Hay i = Iocos(t +i) thì u = Uocos(t +i+).

+ Nếu cho trước u U 2cos(ωt φ )  u thì biểu thức của i là: i I 2cos(ωt + φ u φ).
Hay u = Uocos(t +u) thì i = Iocos(t +u–).

<i>Chú ý:</i> <i>Với mạch điện khơng phân nhánh có cuộn dây khơng cảm thuần (R ,L,r, C) thì:</i>

2 2

L C

Z (R r) (Z Z )   <i>và</i> _{tan φ} ZL ZC
R r




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

Website<b>HOC247</b>cung cấp một môi trường<b>học trực tuyến</b>sinh động, nhiều<b>tiện ích thơng minh</b>, nội

dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những <b>giáo viên nhiều năm kinh nghiệm,</b>

<b>giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm</b>đến từ các trường Đại học và các trường chuyên

danh tiếng.

<b>I.</b>

<b>Luyện Thi Online</b>

- <b>Luyên thi ĐH, THPT QG:</b>Đội ngũ<b>GV Giỏi, Kinh nghiệm</b>từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng xây dựng
các khóa<b>luyện thi THPTQG</b>các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học.

- <b>Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn:</b>Ơn thi<b>HSG lớp 9</b>và <b>luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán</b>các trường

<i>PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An</i> và các trường Chuyên khác cùng

<i>TS.Trần Nam Dũng, TS. Phạm Sỹ Nam, TS. Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn.</i>

<b>II. Khoá Học Nâng Cao và HSG</b>

- <b>Toán Nâng Cao THCS:</b>Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Tốn Chun dành cho các em HS THCS lớp 6,
7, 8, 9 u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt điểm tốt ở các kỳ

thi HSG.

- <b>Bồi dưỡng HSG Tốn:</b>Bồi dưỡng 5 phân mơn<b>Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học</b> và<b>Tổ Hợp</b>dành cho
học sinh các khối lớp 10, 11, 12. Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm:<i>TS. Lê Bá Khánh Trình, TS. Trần Nam</i>
<i>Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn</i>cùng đôi HLV đạt thành
tích cao HSG Quốc Gia.

<b>III.</b>

<b>Kênh học tập miễn phí</b>

- <b>HOC247 NET:</b>Website hoc miễn phí các bài học theo<b>chương trình SGK</b>từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn
học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo
phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất.

- <b>HOC247 TV:</b>Kênh<b>Youtube</b>cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi miễn phí
từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các mơn Tốn- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh.

<i><b>Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai</b></i>

<i><b>Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%</b></i>

<i><b>Học Toán Online cùng Chuyên Gia</b></i>

</div>

<!--links-->
tổng hợp lý thuyết và phương pháp giải vật lý 12

• 304
• 2
• 382