SKKN hệ thống kiến thức trọng tâm chương dòng điện xoay chiều vật lí 12

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

TRƯỜNG THPT HOẰNG HOÁ 4

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

HỆ THỐNG KIẾN THỨC TRỌNG TÂM
CHƯƠNG DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - VẬT LÍ 12

Người thực hiện: Nguyễn Văn Trào
Chức vụ: Tổ trưởng chuyên môn
SKKN thuộc môn: Vật lí

THANH HÓANĂM 2021


MỤC LỤC

Trang
A. MỞ ĐẦU..........................................................................................................1
1. Lí do chọn đề tài................................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu........................................................................................1
3. Đối tượng nghiên cứu.......................................................................................1
4. Phương pháp nghiên cứu..................................................................................2
5. Những điểm mới của sáng kiến kinh nghiệm..................................................2
B. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM.................................................2
1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm...........................................................2
2.Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm............................3
3. Các giải pháp thực hiện.....................................................................................3
3.1. Đại cương về dòng điện xoay chiều...............................................................3
3.1.1. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều.....................................................3

3.1.2. Khái niệm về dòng điện xoay chiều............................................................3
3.1.3. Các giá trị hiệu dụng...................................................................................4
3.2. Các mạch điện xoay chiều..............................................................................4
3.2.1. Mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở.........................................................4
3.2.2. Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện...........................................................4
3.2.3. Mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần.............................................5
3.2.4. Mạch có R, L,C mắc nối tiếp.......................................................................5
3.2.5. Cộng hưởng điện.........................................................................................6
3.3. Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất.....................6
3.3.1. Công suất của mạch điện xoay chiều..........................................................6
3.3.2. Hệ số công suất............................................................................................6
3.4. Truyền tải điện năng. Máy biến áp.................................................................7
3.4.1. Truyền tải điện năng đi xa...........................................................................7
3.4.2. Máy biến áp.................................................................................................8
3.5. Máy phát điện xoay chiều..............................................................................9
3.5.1. Máy phát điện xoay chiều một pha.............................................................9
3.5.2. Máy phát điện xoay chiều ba pha................................................................9
3.5.3. Động cơ không đồng bộ ba pha.................................................................10
3.6. Các dạng bài tập cơ bản về dòng điện xoay chiều.......................................10
3.6.1. Bài tập đại cương về dòng điện xoay chiều...............................................10
3.6.2. Bài tập về mạch điện xoay chiều gồm một phần tử...................................11
3.6.3. Bài tập về mạch điện xoay chiều gồm hai phần tử....................................13
3.6.4. Bài tập về mạch điện xoay chiều gồm 3 phần tử R,L,C mắc nối tiếp.......15
3.6.5. Bài tập cơ bản về cơng suất của dịng điện xoay chiều.............................16
3.6.6. Bài tập cơ bản về máy biến áp và truyền tải điện năng.............................17
3.6.7. Bài tập cơ bản về máy phát điện xoay chiều.............................................18
4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm...............................................................18
4.1. Trước khi thực hiện sáng kiến kinh nghiệm.................................................19
4.2. Sau khi thực hiện sáng kiến kinh nghiệm.....................................................19
C. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT..........................................................................20

A. MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài.
Vật lí là một trong những mơn học khó, học sinh muốn học tốt mơn vật lí cần
phải hiểu được bản chất của các hiện tượng vật lí, hệ thống được các kiến thức
trọng tâm và vận dụng để giải các bài tập. Mặt khác bài tập vật lí rất đa dạng và
phong phú. Trong phân phối chương trình số tiết bài tập và ôn tập không nhiều so
với nhu cầu ôn tập của học sinh. Chính vì thế, giáo viên khi giảng dạy cần phải
định hướng cho học sinh hệ thống lại kiến thức trọng tâm của một chương đã học
một cách tốt nhất nhằm giúp các em có kiến thức tổng hợp, phân loại và giải được
các dạng bài tập của chủ đề vật lí đã học, tạo cho học sinh niềm say mê, sự hứng
thú và u thích mơn học.
Trong các đề thi học sinh giỏi, thi tốt nghiệp các năm gần đây các câu hỏi
về chủ đề “Dòng điện xoay chiều” rất đa dạng và phong phú. Khi gặp những
câu hỏi liên quan đến chủ đề này học sinh thường lúng túng trong việc vận dụng
kiến thức, phân loại và tìm cho mình một phương pháp giải nhanh nhất và hiệu
quả nhất. Do đó mất thời gian và làm ảnh hưởng đến thời gian làm các câu hỏi
khác và kết quả thi chưa cao.
Vì vậy việc hệ thống kiến thức trọng tâm và áp dụng các kiến thức để đưa ra
phương pháp giải các bài tập cho học sinh sau khi học xong một chương là rất cần
thiết. Hiện nay cũng có nhiều tài liệu viết về “Dịng điện xoay chiều” nhưng còn
sơ sài, chưa đi sâu hệ thống kiến thức trọng tâm về dòng điện xoay chiều, đáp
ứng được yêu cầu hệ thống kiến thức cơ bản và phân loại các dạng bài tập cho
học sinh.
Qua thực tế hơn 20 năm giảng dạy ở trường trung học phổ thông tôi đã hệ
thống được các kiến thức trọng tâm chương “Dịng điện xoay chiều” từ đó phân
loại các dạng bài tập và đưa ra các phương pháp giải phù hợp các dạng bài tập
cơ bản về chủ đề này. Với những lí do nêu trên tơi đã chọn đề tài sáng kiến kinh
nghiệm để nghiên cứu là:

“Hệ thống kiến thức trọng tâm chương dòng điện xoay chiều - Vật lí 12”
2. Mục đích nghiên cứu.
Mục đích của đề tài này là giúp các em học sinh hệ thống lại các kiến thức
trọng tâm của chương dòng điện xoay chiều trong chương trình vật lí 12 từ đó
các em có thể phân loại và đưa ra các phương pháp giải các bài tập cơ
bảnchươngdòng điện xoay chiều một cách nhanh nhất, chính xác và đạt hiệu
quả cao nhất.
3. Đối tượng nghiêncứu.
Đề tài “Hệ thống kiến thức trọng tâm chương dòng điện xoay chiều- vật
lí 12” tập trung nghiên cứu hệ thống các kiến thức trọng tâm của chương dòng
điện xoay chiều gồm các kiến thức như: Đại cương về dòng điện xoay chiều,
các loại mạch điện xoay chiều, hiện tượng cộng hưởng điện, cơng suất của dịng
điện xoay chiều, máy biến áp, truyền tải điện năng, máy phát điện xoay chiều,
động cơ không đồng bộ 3 pha và các bài tốn cơ bản về mạch điện xoay chiều
trong chương trình vật lý lớp 12 THPT.

1


4. Phương pháp nghiên cứu.
4.1. Nghiên cứu lí luận.
- Nghiên cứu cơ sở lí luận để làm sáng tỏ vai trò của việc hệ thống kiến thức
trọng tâm trong dạy học vật lí, áp dụng để giải các dạng bài tập cơ bản trong
chương dịng điện xoay chiều nói riêng và bài tập vật lí nói chung.
4.2. Nghiên cứu thực tiễn.
- Nghiên cứu nội dung sách giáo khoa và tìm hiểu chương trình vật lí lớp 12
THPT, nghiên cứu các tài liệu tham khảo có liên quan để xác định các dạng bài tập
về dịng điện xoay chiều. Từ đó xác định các kiến thức có liên quan để vận dụng
vào việc giải các bài tập cơ bản về dòng điện xoay chiều trong chương trình vật lý
12 và trong các đề thi một cách nhanh nhất, chính xác và hiệu quả nhất.

4.3. Thực nghiệm sư phạm.
- Tiến hành giảng dạy song song với việc tìm hiểu các học sinh lớp 12 trường
THPT Hoằng Hoá 4 - Hoằng Hoá - Thanh Hố . Trên cơ sở phân tích định tính và
định lượng kết quả thu được trong quá trình thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính
khả thi và hiệu quả của các phương pháp do đề tài sáng kiến đưa ra.
- Thời gian tiến hành thực nghiệm sư phạm: Từ tháng 08 năm 2019 đến tháng
05 năm 2021.
- Địa điểm: Trường THPT Hoằng Hoá 4 - Hoằng Hoá - Thanh Hoá
5. Những điểm mới của sáng kiến kinh nghiệm.
- Đề tài“Hệ thống kiến thức trọng tâm chương dòng điện xoay chiều Vật lí 12”đã hệ thống đầy đủ các kiến thức trọng tâm, cơ bản về dòng điện xoay
chiều bao gồm các kiến thức lý thuyết và các công thức cơ bản, quan trọng
- Từ các kiến thức trọng tâm này giúp các em học sinh có thể phân loại và
đưa ra phương pháp giải phù hợp để giải một số dạng bài tập cơ bản thường gặp
về dòng điện xoay chiều như: Đại cương về dòng điện xoay chiều, các bài tập
về các mạch điện xoay chiều, bài tập về cộng hưởng điện, các bài tốn về cơng
suất của mạch điện xoay chiều, máy biến áp và truyền tải điện năng... trong
chương trình vật lí lớp 12 THPT. Từ đó giúp học sinh có một kiến thức tổng
hợp về dòng điện xoay chiều để vận dụng vào giải quyết các câu hỏi và bài tập
về dòng điện xoay chiều trong các đề thi.
B. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm.
Việc dạy học vật lí trong nhà trường phổ thơng khơng chỉ giúp học sinh hiểu
được sâu sắc và đầy đủ các kiến thức vật lí phổ thơng mà cịn giúp các em vận dụng
các kiến thức đó giải quyết nhiệm vụ của bài tập vật lí và những vấn đề xãy ra trong
cuộc sống. Để đạt được điều đó, học sinh phải có những kiến thức vật lý nhất định và
phải thường xuyên rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo trong cuộc sống hằng ngày. Kỹ năng vận
dụng kiến thức vật lí vào việc giải bài tập và giải thích các hiện tượng xãy ra trong thực
tế đời sống hằng ngày là thước đo độ sâu sắc và vững vàng những kiến thức vật lí mà
học sinh đã được học.
Vật lí là một môn khoa học giúp học sinh nắm được các qui luật vận động của thế

giới vật chất và các bài tập vật lí giúp học sinh hiểu rõ các qui luật vận động ấy, biết
phân tích và vận dụng các quy luật ấy vào thực tiễn. Mặc dù giáo viên đã trình bày tài
2


liệu một cách rõ ràng, mạch lạc, hợp lơgíc, phát biểu định luật,làm thí nghiệm đúng
theo u cầu và có kết quả chính xác thì đó chỉ là điều kiện cần chứ chưa đủ để học
sinh nắm vững và sâu sắc kiến thức vật lí. Vì vậy việc hệ thống kiến thức trọng tâm
cho cho học sinh sau khi học một chủ đề vật lí là việc làm cần thiết và rất quan trọng.
Từ những kiến thức trọng tâm của một chủ đề vật lí đã được hệ thống, học sinh có thể
vận dụng để phân loại và đưa ra phương pháp giải các bài tập vật lí, giải quyết các tình
huống cụ thể nảy sinh trong đời sống hằng ngày.
2.Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm.
Qua thực tế khảo sát học sinh các lớp trực tiếp giảng dạy và học sinh các
khối lớp trong trường tôi nhận thấy việc hệ thống kiến thức trọng tâm sau khi học
xong một chủ đề vật lí của học sinh trung học phổ thơng cịn rất hạn chế. Khi gặp
một dạng bài tập vật lí học sinh thường lúng túng trong q trình phân tích, phân
loại dạng bài tập và sử dụng kiến thức vật lí nào để giải quyết bài tốn đó. Các tài
liệu tham khảo hiện có thường chỉ giải một số bài tập cụ thể, vì vậy học sinh
khơng áp dụng được cho các dạng bài tập ở dạng tương tự. Các năm gần đây,
trong các đề thi học sinh giỏi và thi tốt nghiệp thường xuyên xuất hiện một số câu
hỏi cơ bản, vận dụng và vận cao trong đó có nhiều câu hỏi về dịng điện xoay
chiều trong chương trình vật lí 12... Khi gặp những dạng bài tập này đòi hỏi học
sinh phải sử dụng các kiến thức toán học kết hợp với các kiến thức vật lí một cách
linh hoạt mới đưa ra cách giải nhanh và chính xác. Xuất phát từ thực trạng đó tơi
đã viếtđề tài “Hệ thống kiến thức trọng tâm chương dịng điện xoay chiều vật lí 12”nhằm hệ thống kiến thức chương dòng điện xoay chiều, từ đó giúp các
em có kiến thức tổng hợp, phân loại và đưa ra các phương pháp giải phù hợp
với từng dạng bài tập, giúp học sinh khắc sâu kiến thức và vận dụng để giải
quyết được các hiện tượng vật lí nảy sinh trong thực tế đời sống.
3. Các giải pháp thực hiện.

3.1. Đại cương về dòng điện xoay chiều.
3.1.1. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều. [1;2]
Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, cụ thể: khi cho một khung dây quay đều
trong từ trường đều thì trong khung dây xuất hiện dòng điện xoay chiều.
Giả sử vào thời điểm t, từ thông qua cuộn dây là:   NBScos   NBScos  t.
Với N là số vịng dây và S là diện tích mỗi vịng.Vì từ thông  qua cuộn dây biến
thiên theo t nên trong cuộn dây xuất hiện suất điện động cảm ứng được tính theo
d
e=
 NBS sin  t
dt
định luật Fa-ra-đây:
Nếu khung dây khép kín có điện trở R thì cường độ dòng điện cảm ứng là:
NBS
i
sin  t  I 0 sin  t
R
NBS
I0 
.

R
Đây là dòng điện xoay chiều với tần số góc và biên độ là
3.1.2. Khái niệm về dịng điện xoay chiều.
Dịng điện xoay chiều hình sin, gọi tắt là dịng điện xoay chiều, là dịng điện có
cường độ biến thiên tuần hoàn với thời gian theo quy luật của hàm số sin hay hàm
cosin, với dạng tổng quát:
3

i  I0cos  t    hoặc i  I0 sin  t   
Trong đó: i là cường độ dòng điện tức thời tại thời điểm t, được gọi là giá trị tức
thời của i.
+ I0  0 được gọi là giá trị cực đại của i (cường độ dòng điện cực đại ).
T

2

f
 là chu kỳ và
2 là tần số của dòng điện

+   0 được gọi là tần số góc,
xoay chiều i.
+   t   là pha của dòng điện i tại thời điểm t và  là pha ban đầu ban đầu
của dịng điện.
+ Thực nghiệm và lí thuyết chứng tỏ rằng nếu cường độ dòng điện xoay chiều
trong đoạn mạch có dạng i  I0cost  I 2cost thì điện áp xoay chiều ở hai đầu
mạch điện có cùng tần số  , nghĩa là có thể viết dưới dạng:
u  U 0cos  t     U 2cos  t   

.[1;2]

3.1.3. Các giá trị hiệu dụng.
I
I 0
2 được gọi là giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện xoay chiều (cường
+
độ dòng điện hiệu dụng).
U

U 0
2 được gọi là giá trị hiệu dụng của điện áp xoay chiều (điện áp hiệu dụng).
+
3.2. Các mạch điện xoay chiều.
3.2.1. Mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở.
Đặt điện áp xoay chiều u  U0 cos(t  ) vào hai đầu đoạn mạch chỉ có R
Theo định luật Ơm ta có:
Đặt

I

i

u U

2 cos(t  )
R R

U
R suy ra i  I 2 cos  t     I 0 cos  t   

+) Trong mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở ta có: u và i cùng pha (u  i )
u
U
U
i  � I  � I0  0
R
R
+) Định luật ơm: R
3.2.2. Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện.

u  U 0 cos  t   
Đặt điện áp xoay chiều
vào hai đầu đoạn mạch chỉ có tụ điện C
q  Cu  CU 2 cos  t   
Điện tích trên bản tụ điện:
dq
i
 q '  t   CU 2 sin  t   
dt
Lại có:
�
�
�
�
i  CU 2 cos �
t    � I 2 cos �
t    �
2�
2 �Đặt I  CU
�
�
Hay

4



+) Trong mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện thì: u chậm pha hơn i một góc 2
U
1

U
U
I  UC � 
 ZC � I 
� I0  0
I C
ZC
ZC
+) Định luật Ơm. Ta có:
1
1
T


C 2fC 2C được gọi là dung kháng của tụ điện, đơn vị tính: Ơm   
3.2.3. Mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần.
u  U 0 cos  t   
Đặt điện áp xoay chiều
vào
hai đầu đoạn mạch chỉ có cuộn thuần cảm L
+) Trong mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn thuần cảm


u  i 
2
thì: u nhanh pha hơn I một góc 2 hay
U
U
I
� I 0  0 (Z  .L  2.f.L  2L )

ZL
ZL L
T
+) Định luật Ơm. Ta có:
ZC 

ZL được gọi là cảm kháng của cuộn dây, đơn vị là: Ôm   

Chú ý: Do u C  i và u L  i nên trong mạch xoay chiều chỉ có tụ C hoặc chỉ có
2
2
2
2
�u � �i �
i
�u � ��
� � � � 1 � � � �� 2
U
I
I
�U � ��
cuộn cảm thuần L ta có: � 0 � �0 �
u12 i12 u 2 2 i 2 2
U0
u12  u 2 2



�


Z
U 0 2 I0 2 U 0 2 I 0 2
I0
i 2 2  i12

Tại hai thời điểm t1 và t 2 ta có:
3.2.4. Mạch có R, L,C mắc nối tiếp.
Xét đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở thuần R,
cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L, tụ điện có
điện dụng C mắc nối tiếp. Giả sử dòng diện trong
mạch có biểu thức
�
�
u  U 0 R cos t (U 0 R  I 0 .R )
�R
�
� �
i  I 0 cos t � �
u L  u0 L cos �
t  �
(U 0 L  I 0 .Z L ) � u  u R  uL  uC
2
�
�
�
�
� �
uC  u0C cos �
t  �
(U 0C  I 0 .ZC )

�
2�
�
�
+ Giản đồ véc tơ[3,4]
TH 1: Z L  Z C
TH 2: Z L  Z C

5


2
U 2 = U R2 + U LC
= U R2 +  U L - U C  � U = U R2 +  U L - U C 
2

+) Điện áp hiệu dụng:

2

U 2R +(U L - U C )2
U
2
Z=
=
= R 2 +  ZL - ZC 
I
I
+) Tổng trở:
U

U
U
U
U
U
U
I=
= R = C = L = RL = RC = LC .
Z
R
ZC
ZL
ZRL
ZRC
ZLC
+) Định luật Ôm:
tanφ =

U 0LC
U -U
U
U -U
Z -Z
= 0L 0C = LC = L C = L C
U 0R
U 0R
UR
UR
R

+) Độ lệch pha:
Nếu Z L  Z C : Mạch có tính cảm kháng (khi đó u sớm pha hơn i).

Nếu Z L  Z C : Mạch có tính dung kháng (khi đó u chậm pha hơn i).
Chú ý: Để viết biểu thức của các điện áp thành phần ta phải so sánh độ lệch của
nó với phacủa dịng điện.
3.2.5. Cộng hưởng điện.
+ Nếu Z L  Z C thì tanφ = 0 � φ  0 . Dòng điện cùng pha với điện áp.
U
R . Đó là hiện tượng cộng hưởng điện.
Lúc đó
1
ZL = ZC � Lω =
� ω 2LC = 1
Cω
+ Điều kiện để có cộng hưởng điện là
3.3. Cơng suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất.
3.3.1. Công suất của mạch điện xoay chiều. [1;2; 3;4]
Xét mạch điện xoay chiều hình sin. Điện áp tức thời hai đầu mạch u  U 2 cos t .
Zmin = R � I max =

Cường độ dòng điện tức thời trong mạch: i  I 2 cos(t  )
Công suất tiêu thụ trong mạch tại thời điểm t là: p = ui.
Đại lượng p được gọi là công suất tức thời của mạch điện xoay chiều:
p  ui  2UIcos t.cos(t  )  UI. cos   cos(2t  ) 

,

Khi đó cơng suất điện tiêu thụ trong một chu kì T là:
P  p  UI �

cos   cos(2t  ) �
�
�.
Do giá trị trung bình của cos(2t  ) trong khoảng thời gian Tbằng không.
Ta được giá trị trung bình của cơng suất điện tiêu thụ trong một chu kì là
P  UIcos 
.
6


Nếu thời gian dùng điện t rất lớn so với T(t ? T) thì P cũng là cơng suất điện tiêu
thụ trung bình của mạch điện trong thời gian đó (nếu U và I không thay đổi).
+ Điện năng tiêu thụ của mạch điện:
Điện năng tiêu thụ của mạch điện trong thời gian t là: W= P.t.
3.3.2. Hệ số công suất.
Trong cơng thức tính cơng suất tiêu thụ trung bình của mạch điện xoay chiều

� 0 cos
1
P  UIcos  thì cos được gọi là hệ số cơng suất. Vì
2
.
R
cos    1 �   0
Z
+) Mạch chỉ có điện trở:
.
+) Mạch chỉ có tụ điện hoặc chỉ có cuộn dây thuần cảm

  � � cos   0 � P  0

2
(Mạch không tiêu thụ công suất)
+) Mạchgồm điện trở thuần Rvà cuộn thuần cảm L mắc nối tiếp:
R
R
cos  

.
2
2
2
2
R  ZL
R  (L )
R
R
cos  

.
2
2
1
R  ZC
R2  2 2
C
+) Mạch gồm điện trở thuần R và tụ điện C:
+) Với mạch tổng quát R,L,C nối tiếp ta có:
U
R
R

cos   R  
.
2
2
U Z
R  (Z L  Z C )
+ Công suất trung bình tiêu thụ trong một mạch
điện xoay chiều bất kỳ được tính bởi:
2
U R
�U �
P  UIcos   U. .  R � � RI 2
Z Z
�Z �
U 2 U 2 .cos 2 
 RI.I  U R .I.  R 
R
R
Vậy, Công suất tiêu thụ trong mạch điện có R,L,C
mắc nối tiếp bằng cơng suất tỏa nhiệt trên R.
3.4. Truyền tải điện năng. Máy biến áp.
3.4.1. Truyền tải điện năng đi xa.
Giả sử ta cần truyền đi công suất điện P từ nhà máy đến nơi tiêu thụ
Ta có: P  UIcos . ( cos  là hệ số cơng suất tồn mạch)
Trong đó: U là hiệu điện thế tại nhà máy.(nơi truyền đi)
I là cường độ dịng điện chạy trên dây dẫn.
P
I
.
U

cos

Khi đó:
7


Dây dẫn có điện trở tổng cộng R, do đó cơng suất hao phí do tỏa nhiệt là
P  I 2 R 

P2

 U cos 

2

.R
P�
 P  P � P�
P

R.P 2

 U cos 

2

.

Khi đó cơng suất có ích nơi tiêu thụ là:
Hiệu suất của quá trình truyền tải điện năng:

P� P  P
P
R.P
H 
1
 1
.
2
P
P
P
 U cos   [5]
Độ giảm điện áp (Độ giảm thế trên đường dây): U  I.R
l
R 
S trong đó  là điện trở suất (đơn vị .m ).
Điện trở của dây dẫn:
S m2 

l (m) là độ dài dây dẫn và
là tiết diện của dây dẫn.
+ Cách giảm hao phí trên đường dây tải điện.[3,4]
P2
2
P  I .R  IU  R �
.
2
Ucos  

Ta có:

Với một mạch truyền tải thì P và cos  xác định do đó muốn giảm hao phí ta giảm
R hoặc tăng U.
l
R 
S có những hạn chế (chẳng hạn muốn giảm R phải thay
+ Biện pháp giảm

dây đồng bằng dây bạc, hoặc siêu dẫn… quá tốn kém) hoặc phải tăng tiết diện dây
nghĩa là tăng khối lượng dây điện nên tốn kém vật liệu và phải tăng số lượng cột
điện vì dây nặng hơn.
+ Do đó phương ántăng U (dùng máy tăng áp) để giảm hao phí trên dây là phương
án tốt nhất.
3.4.2. Máy biến áp.
+ Máy biến áp là những thiết bị có khả năng biến đổi điện áp xoay chiều mà
không làm thay đổi tần số.
+ Cấu tạo:
- Lõi của máy biến áp là một khung bằng sắt non có pha silic.
- Gồm hai cuộn dây (số vòng dây các cuộn dây khác nhau).
+ Cuộn sơ cấp có N1 vịng đượcnối vào nguồn phát điện xoay chiều.
+ Cuộn thứ cấp có N 2 vịng đượcnối ra các cơ sở tiêu thụ điện năng.
+ Khảo sát máy biến áp.
Nguyên tắc hoạt động của máy biến ápdựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.

8


Cụ thể khi từ thơng qua các vịng dây biến thiên làm xuất hiện suất điện động
cảmứng. Ta có: e  �
, từ thơng qua mỗi vịng dây của cuộn sơ cấp và cuộn thứ
cấp là như nhau. Gọi từ thông này là Φ = Φ0cosωt .

Từ thông qua cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp là: Φ1 = N1Φ 0cosωt, Φ 2 = N 2Φ 0cosωt .
e1 N1
E N
=
� 1= 1
E2 N2 .
sinωt
1
0sinωt và e 2 = NωΦ
2
0
Suy ra e1 = NωΦ
. Do đó: e 2 N 2
N1 U1
=
(1)
E
=
U
;
E
=
U
N
U
2
2
1
2
2 .Do đó

Bỏ qua điện trở trong của các cuộn dây ta có: 1
Nếu U 2 >U1 � N 2 > N1 : Máy tăng áp.
Nếu U 2
Trong trường hợp mạch thứ cấp để hở ta có: I 2 = 0 .
Trong trường hợp mạch thứ cấp có tải, bỏ qua hao phí (coi H = 100%) ta có:
U
I
N
U1I1 = U 2 I 2 � 2 = 1 = 2 (2)
U1
I 2 N1
(Máy biến áp lý
tưởng).
3.5. Máy phát điện xoay chiều.
3.5.1. Máy phát điện xoay chiều một pha.
a. Nguyên tắc hoạt động: Dựa trên hiện tượng cảm
ứng điện từ.
b. Cấu tạo: Gồm 2 bộ phận chính
- Phần cảm:Là rơto, tạo ra từ thơng biến thiên bằng
các nam châm quay; đó là một vành trịn có gắn các
nam châm gồm p cặp cực (p cực bắc và p cực nam)
mắc xen kẻ nối tiếp nhau và quay tròn quanh trục 
với tốc độ góc là n vịng/ giây.
- Phần ứng: Là stato gồm các cuộn dây giống nhau, cố định trên 1 vịng trịn.
- Từ thơng qua mỗi cuộn dây biến thiên tuần hoàn với tần số : f = p.n, kết quả
trong mỗi cuộn dây có một suất điện động xoay chiều hình sin cùng tần số f.
- Ngồi ra người ta còn chế tạo máy phát điện xoay chiều trong đó phần cảm cố
định(là stato), phần ứng quay(là rơto).
3.5.2. Máy phát điện xoay chiều ba pha. [3,4]

a. Nguyên tắc hoạt động: Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.
b. Cấu tạo:
- Stato: gồm ba cuộn dây hình trụ giống nhau
gắn cố định trên một vành trịn tại ba vị trí đối
xứng lệch nhau 1200.
- Rơto:Là một nam châm NS có thể quay quanh
trục O với tốc độ góc  khơng đổi. Khi nam

9


châm quay trong ba cuộn dây xuất hiện ba suất điện động xoay chiều cùng tần số,
2
cùng biên độ và lệch pha nhau 3 .
c. Cách mắc mạch ba pha.
- Máy phát được nối với ba mạch tiêu
thụ điện năng giống nhau: cùng điện
trở, dung kháng, cảm kháng ( còn gọi là
tải tiêu thụ đối xứng).
- Các tải có thể được mắc theo hai cách:
Mắc hình sao và mắc hình tam giác.
Người ta chứng minh được giữa điện áp
dây và điện áp pha có mối liên hệ theo
U  3U p
cơng thức: d
.
d. Dịng ba pha
- Dịng ba pha là dòng điện xoay chiều do máy phát điện xoay chiều ba pha phát
ra. Đó là hệ ba dịng điện xoay chiều hình sin có cùng tần số nhưng lệch pha với
2

nhau 3 từng đôi một. Nếu các tải đối xứng thì ba dịng điện này cùng biên độ.
e. Những ưu điểm của dòng ba pha
- Truyền tải điện năng đi xa bằng dòng ba pha tiết kiệm được dây dẫn so với
truyền tải bằng dòng một pha.
- Cung cấp điện cho các động cơ ba pha, dùng phổ biến trong các nhà máy, xí
nghiệp.
3.5.3. Động cơ khơng đồng bộ ba pha.
a) Cấu tạo: gồm 2 bộ phận chính
- Stato gồm 3 cuộn dây giống nhau, quấn trên lỏi sắt
đặt lệch nhau 120o trên một giá tròn để tạo từ trường quay.
- Rơto hình trụ có tác dụng như một cuộn dây quấn
trên lỏi sắt có thể quay quanh một trục.
+ Cách tạo ra từ trường quay bằng dòng điện 3
pha: Cho dòng điện xoay chiều 3 pha đi vào trong 3
cuộn dây giống nhau, đặt lệch nhau 120 o trên một giá
trịn thì trong khơng gian giữa 3 cuộn dây sẽ có một từ trường quay với tần số
bằng tần số của dòng điện xoay chiều.
Chúr ý: Cảm
r rứng rtừ tổng hợp do 3 cuộn dây tại tâm là :[5]
B  B1  B2  B3 ; độ lớn B = 1,5 B (B là cảm ứng từ cực đại qua 1 cuộn dây)
o

o

b) Hoạt động: Khi mắc động cơ vào mạng điện 3 pha, từ trường quay do stato
gây ra làm cho rơto quay với vận tốc góc ’ < của từ trường quay nên gọi là sự
quay không đồng bộ.
* Ưu điểm của động cơ không đồng bộ 3 pha
+ Cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo. Có thể chế tạo được những động cơ không đồng
bộ ba pha có cơng suất lớn.

10


+ Sử dụng tiện lợi, khơng có vành khun, chổi quét nên không sinh ra tia lửa
điện, không gây nhiểu sóng vơ tuyến.
+ Dễ dàng thay đổi chiều quay của động cơ bằng cách đổi vị trí mắc của 2 cuộn
dây cho nhau.
+ Vận tốc quay ’ của động cơ có thể biến đổi trong một phạm vi khá rộng khi tốc
độ quay  của từ trường khơng đổi. Vì vậy khi tải ngồi thay đổi nó vẫn hoạt động
bình thường.[5]
3.6.Các dạng bài tập cơ bản về dòng điện xoay chiều.
3.6.1. Bài tập đại cương về dòng điện xoay chiều.
Phương pháp giải
- Liên quan đến các giá trị hiệu dụng:
gi�tr�c�
c đ�
i
Gi�tr�
hi�
u d�
ng =
2
2

 2f
T
-Liên quan đến chu kì, tần số:
.
- Liên quan đến nhiệt lượng tỏa ra: Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R trong thời
i  I 0cos t   

gian t(s) nếu có dịng điện xoay chiều
chạy qua là
2
I
Q  RI 2t  R 0 t
2 .
- Liên quan đến độ lệch pha giữa u và i:
2

2

�u � �i �
� � � � 1.
�U 0 � �I 0 �

Gọi  là độ lệch pha giữa u và i. Khi u và i vng pha ta có:
Tại hai thời điểm t1,t2 có yếu tố vng pha của u, i ta có hệ phương trình:
2
2
�
�u1 � �i1 �
�
� � � � 1
�
u12  u22 i 22  i12
U0
u12  u22
�U 0 � �I 0 �
�
 2 �


�
2
2
2
U
I
I
i 22  i12
0
0
0
�u2 � �i 2 �
�
� � � � 1
�
�U 0 � �I 0 �
�
.[5]
i  2cos 100t A
Ví dụ : Dịng điện chạy qua đoạn mạch xoay chiều có dạng
,

điện áp giữa hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu dụng là 12V, và sớm pha 3 so với
dòng điện.
a) Tính chu kỳ, tần số của dịng điện.
b) Tính giá trị hiệu dụng của dòng điện trong mạch
t  0,5 s .
c) Tính giá trị tức thời của dịng điện ở thời điểm
d) Trong một giây dòng điện đổi chiều bao nhiêu lần.

e) Viết biểu thức của điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.
Lời giải

11


  100  rad/ s
; ta có
.
� 2 1
T
  s
�
�
 50
�

�
f
 50 Hz
2

�
Từ đó ta có chu kỳ và tần số của dòng điện là:
I
I  0  2A
2
b)Giá trị hiệu dụng của dòng điện trpng mạch là
.

a) Từ biểu thức của dòng điện

i  200cos 100t A

t  0,5 s
2cos 100.0,5  2A
c)Tại thời điểm
thì
.
f

50Hz
d)Từ câu b ta có
, tức là trong một giây thì dịng điện thực hiện được 50
dao động. Do mỗi dao động dòng điện đổi chiều hai lần nên trong một giây dòng
điện đổi chiều 100 lần.



u/i  u  i  �  u 
3
3
e)Do điện áp sớm pha 3 so với dịng điện.nên có

(do i  0 ). Điện áp cực đại là U 0  U 2  12 2V .
�
�
u  12 2cos�
100t  �
V

3
�
�
Biểu thức của điện áp hai đầu mạch điện là
.
3.6.2. Bài tập về mạch điện xoay chiều gồm một phần tử.
Phương pháp giải.
- Mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần R : u và i cùng pha (u  i )
u U

2 cos(t  )  I 2 cos  t     I 0 cos  t   
R R
U
U
u
i
I  � I0  0
R
R
- Định luật ôm: R ;
i


- Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện: u chậm pha hơn i góc 2
�
�
�
�
u  U 0 cos  t    � i  CU 2 cos �
t    � I 2 cos �

t    �
2�
2�
�
�
U
1
U
U
I  UC � 
 ZC � I 
� I0  0
I C
ZC
ZC
Định luật Ôm.
1
1
T


 
C 2fC 2C
- Mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần.


u  i 
2
- u nhanh pha hơn i góc 2 hay
�

�
�
�
u  U 0 cos  t    � i  CU 2 cos �
t    � I 2 cos �
t    �
2�
2�
�
�
ZC 

12


U
U
� I 0  0 (Z  .L  2.f .L  2L )   
ZL
ZL L
T
- Định luật Ôm. Ta có:
Chú ý:Do u C  i và u L  i nên trong mạch xoay chiều chỉ có tụ C hoặc chỉ có
2
2
2
2
�u � �i �
i
�u � ��

� � � � 1 � � � �� 2
U
I
I
�U � ��
cuộn cảm thuần L ta có: � 0 � �0 �
[5]
I

u12 i12 u 2 2 i 2 2
U0
u12  u 2 2



�

Z
U 0 2 I0 2 U 0 2 I 0 2
I0
i 2 2  i12

Tại hai thời điểm t1 và t 2 ta có:
Ví dụ: Mắc điện trở thuần R  55 vào mạch điện xoay chiều có điện áp
�
�
u  110cos �
100t  �
 V
2�

�
a. Viết biểu thức cường độ dịng điện qua mạch.
b. Tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở trong 20 phút.
Lời giải:
U
U 0  100V,R  55 � I 0  0  2A
R
a. có
Do mạch chỉ có R nên u và i cùng pha. Khi đó

�
�
u  i  � i  2cos �
100t  �
 A
2
2�
�
b. Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R trong 10 phút là:
2

�I �
Q  I Rt  � 0 �Rt  2.55.20.60  132000J  132 kJ
�2�
3.6.3. Bài tập về mạch điện xoay chiều gồm hai phần tử.
3.6.3.1. Mạch gồm điện trở thuần R nối tiếp với cuộn dây thuần cảm L.
Phương pháp giải: Giả sử biểu thức cường độ
dòng điện chạy trong đoạn mạch là:
�
u R  U 0R cosωt+φ



iV
�
i = I 0 cosωt+φ

π�
i ��
�
u L  U 0L cosωt+φ
V
i 
�
�
�
2�
�
�
2

2
2
2
2
2
2
2
+) Điện áp: U  U R  U L � U  U R  U L ; U 0  U 0R  U 0L .

U 2R  U 2L

U
Z  ZRL  
 R 2 +Z2L .
I
I
+) Tổng trở của mạch:
U U
U
U
U
U
U
U
I   RL  R  L . � I0  0  0RL  0R  0L
Z ZRL
R
ZL
Z
Z RL
R
ZL
+) Định luật Ôm:
13


+) Quan hệ về pha: Điện áp tức thời sớm pha hơn dịng điện trong mạch góc φ
thỏa mãn:
U
U
Z


tanφ  L  0L  L  φ = φ u φ i  ;(0    )
U R U 0R R
2
2

2

�u L � �u R �
� � � � 1
U
U
u

u
R nên � 0L � � 0R �
+) Do L
.[5]
Ví dụ: Cho mạch điện xoay chiều gồm hai phần tử R, L với
1
R  50 3 Ω, L= H.
2π Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có
biểu thức u =120cos  100πt+ π 4 V .
a) Tính tổng trở của mạch.
b) Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch.
c) Viết biểu thức điện áp hai đầu cuộn cảm thuần, hai đầu điện trở.
Lời giải:
ZL =50 Ω � ZRL = R 2 +ZL2 =





2

50 3 +502 =100 Ω.

a) Từ giả thiết ta tính được
U 120
I0  0 
 1,2A.
Z 100
b) Ta có
Độ lệch pha của điện áp và dòng điện là φ thỏa
Z
1π
tanφ  L 
�φ= (rad).
R
6
3
mãn
π π π
 = .
4 6 12
Mà điện áp hai đầu đoạn mạch nhanh pha hơn dòng điện nên
π�
�
i=1,2cos �
100πt+ �A

12 �
�
Vậy biểu thức cường độ dòng điện qua mạch là
φi 

�
�U 0L =I0 .Z L =60V
�
U =I .R=60 3V
u
u
c) Viết biểu thức L và R . Ta có � 0R 0
Do u L nhanh pha hơn i góc π 2 nên
π 7π
7π �
�
φ u L =φi + = � u L  60cos �
100πt+ �
 V .
2 12
12 �
�
π
π�
�
φ u R =φ i  � u R  60 3cos �
100πt+ �
 V .
u
12

12
�
�
R
Do
cùng pha với i nên
3.6.3.2. Mạch điện trở thuần R nối tiếp với tụ điện C.

14


Phương pháp giải: Giả sử biểu thức cường độ
dòng điện chạy trong đoạn mạch là:
�
u R  U 0R cosωt+φ


iV
�
i = I0 cosωt+φ

π�
i ��
�
u

U
cosωt+φ

V

0C
i
�
�
�C
2�
�
�

Do đó

u  U 0R cosωt+φ


i  U

π�
�
cos
ωt+φ


0C
�
i
�U 0cos ωt+φ
u .
2�
�

2
2
2
2
2
2
2
U

U

U
�
U

U

U
;
U

U

U
.
R
C
R
C
0

0R
0C
+) Điện áp:

Z  ZRC

U 2R  U C2
U U0
 

 R 2 +ZC2 .
I
I0
I

+) Tổng trở của mạch:
U U
U
U
U
U
U
U
I   RC  R  C . � I0  0  0RC  0R  0 C
Z ZRC
R
ZC
Z
ZRC
R

ZC
+) Định luật Ôm:
+) Quan hệ về pha: Điện áp tức thời chậm pha hơn dòng điện trong mạch góc
thỏa mãn:
 U C  ZC

tanφ 

 φ = φ u φ i .(     0)
UR
R
2
2

φ

2

�u C � �u R �
� � � � 1.
U
U
u

u
C nên � 0C � � 0R �
+) Do R
10-4
C=
 F

π
Ví dụ : Một đoạn mạch điện gồm tụ điện có điện dung
và điện trở
thuần R=100Ω . Đặt vào hai đầu mạch một điện áp có biểu thức
π�
�
u=200 2cos �
100πt  �V
4 � thì biểu thức của cường độ dịng điện trong mạch là:
�
π�
�
i= 2cos �
100πt  �
 A  . i= 2cos100πt  A  .
3
�
�
A.
B.
π�
�
i=2cos �
100πt  �
 A
i=2cos100πt
A
.



2
�
�
C.
D.
.
1
 ZC
ZC =
=100Ω. tanφ 
 1 �φ  45 � φ u  φ i
Cω
R
Lời giải: Ta có:
;
U
Z= R 2 +ZC2  100 2 � I 0 = 0 =2A.
� φi  φ u  45� 0. Mặt khác
Z
Do đó i=2cos100πt  A  . Chọn C.
15


3.6.3.3. Mạch gồm cuộn cảm thuần Lnối tiếp với tụ điện C.
Phương pháp giải Giả sử biểu thức cường độ dòng điện chạy trong đoạn mạch là:
i = I0 cosωt
�
� π�
u


U
cosωt
L
0L
�  V
�
�
�
� 2�
��
� π�
� π�
�
u C  U 0C cosωt
 V
= U 0Ccos ωt+
V
�
�
�
�
�
� 2�
� 2�
�
u  uL  uC
�
�
UL
ZL

�u L  U 0L





.
�u
U
U
Z
0C
C
C
Ta có: � C
+) Điện áp: U 0  U 0L  U 0C ;U  U L  U C .

+) Tổng trở: Z  ZL  ZC .
U U
U
U
U
U
I   L  C . � I0  0  0L  0C .
Z Z L ZC
Z
ZL
ZC
+) Định luật Ôm:
+) Quan hệ về pha:

+ Khi
kháng.

ZL >Zφ
C � φu 
ZL C � φu 

i

i



π
π
2 :u nhanh pha hơn i một góc 2 .Mạch có tính cảm



π
π
2 : u chậm pha hơn i một góc 2 .Mạch có tính dung

+ Khi
kháng.
3.6.4. Bài tập về mạch điện xoay chiều gồm 3 phần tử R,L,C mắc nối
tiếp.
Phương pháp giải:
2

U 2  U R2  U LC
 U R2   U L  U C  � U  U R2   U L  U C 
2

+) Điện áp:

2

.

U R2  (U L  U C ) 2
U
2
Z 
 R 2   Z L  ZC 
I
I
+) Tổng trở:
.
U U
U
U
U
U
U
I   R  C  L  RL  RC  LC .
Z
R ZC Z L Z RL Z RC Z LC .
+) Định luật Ôm:

+) Độ lệch pha:   u  i ta có:
U
U  U C U 0 LC U 0 L  U 0 C Z L  Z C
tan   LC  L



UR
UR
U0R
U 0R
R
.
Nếu Z L  Z C : Mạch có tính cảm kháng (khi đó u sớm pha hơn i).

Nếu Z L  Z C : Mạch có tính dung kháng (khi đó u chậm pha hơn i).

16


Ví dụ:[5]Mạch điện xoay chiều gồm một điện trở thuần R  40 , một cuộn thuần
0,8
2.104
C
L
 F
H


cảm có hệ số tự cảm

và một tụ điện có điện dung
mắc
nối tiếp. Dịng điện qua mạch có dạng i  3cos100 t  A .
a) Tính cảm kháng của cuộn cảm, dung kháng của tụ điện và tổng trở toàn mạch.
b)Viết biểu thức điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở, giữa hai đầu cuộn cảm,
giữa hai đầu tụ điện, giữa hai đầu mạch điện.
1
ZC 
 50.
Z

L


80

.
C

L
Lời giải:a) Cảm kháng:
Dung kháng:
Z  R 2   Z L  Z C   40 2   80  50   50.
2

2

Tổng trở:
b): u R  U 0 R cos100 t với U 0 R  I 0 .R  3.40  120V . Vì u R cùng pha với i nên
Vậy uR  120cos100 t  V  .

�
�

u L  U 0 L cos �
100 t  �
2�
�
+ Vì u L nhanh pha hơn i góc 2 nên:
�
�
u L  240cos �
100 t  �
V  .
U

I
.
Z

3.80

240
V
.
2
�
�
0
L

0
L
với
Vậy
�
�

uC  U 0C cos �
100 t  �
2�
�
+ Vì uC chậm pha hơn i góc 2 nên:
�
�
uC  150cos �
100 t  �
V  .
U 0C  I 0 Z C  3.50  150V . Vậy
2�
�

+ Do Z L  Z C nên u nhanh pha hơn i một góc  với
Z L  ZC 3
tan

   rad  .
R
4
Với U 0  I 0 Z  150V .
biểu thức điện áp tức thời giữa hai đầu mạch điện: u  150cos  100 t  0,2   V  .

3.6.5. Bài tập cơ bản về công suất của dịng điện xoay chiều.
Phương pháp:+ Cơng suất tiêu thụ trong một mạch điện xoay chiều bằng công
suất tỏa nhiệt trên R.
2
2
2
2
U R
�U �
P  UIcos   U. .  R � � RI 2  RI.I  U R .I.  U R  U .cos 
Z Z
�Z �
R
R
U
R
R
cos   R  
.
U Z
R 2  (ZL  ZC ) 2
+ Hệ số công suất:

17


Ví dụ 1:[5]Cho mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp có L  1 / (H). Biểu thức
�
u  120 2 cos(100 t   / 6)V
�

�
i  2 2 cos(100t   / 3) A
điện áp và dòng điện trong mạch là �
a) Tính giá trị của điện trở R.
b) Tính cơng suất tiêu thụ của mạch điện.
c) Tính điện năng mà mạch tiêu thụ trong 1 giờ.
Lời giải: a) Tổng trở và độ lệch pha của u, i trong mạch là
�
R 2  (ZL  ZC )2  602
�Z  60
�
�
�  
 � � �  � ZL  ZC
1
  
tan �
 �

�
�
6 � �6�
� 6 3
R
3 .Giải hệ trên ta được R  30 3
��
P  UI.cos   120.2.cos �
 � 120 3
6�
�

b) Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là
W.
c) Điện năng tiêu thụ trong 1 giờ là W  P.t  120 3.3600  432 3 kJ.
Ví dụ 2: Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200V vào hai đầu đoạn
mạch gồm cuộn cảm thuần mắc nối tiếp với điện trở thuần. Biết điện áp hiệu dụng
của hai đầu điện trở là 100V. Hệ số công suất của đoạn mạch bằng
A. 0,8.
B. 0,7.
C. 1.
D. 0,5.
U
100
cos   R 
 0,5
U
200
Lời giảiHệ số công suất của đoạn mạch
. Chọn D.
3.6.6. Bài tập cơ bản về máy biến áp và truyền tải điện năng.
Phương pháp:
N1 U1
=
(1)
N
U
2
2
Bỏ qua điện trở trong của các cuộn dây ta có:
Trong trường hợpmáy biến áp lý tưởng (H = 100%) ta có:
U2

I
N
= 1 = 2 (2)
U1
I 2 N1
+ Cơng suất hao phí trên đường dây tải điện.
P 2 .R
2
P  I .R  IU 
.
2
U
cos



Ví dụ 1:[6]Một máy biến áp có số vịng của cuộn sơ cấp là 5000 và thứ cấp là
1000. Bỏ qua mọi hao phí của máy biến áp. Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp hiệu điện
thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng 100 V. Hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn
thứ cấp khi để hở có giá trị là
A. 20 V.
B. 40 V.
C. 10 V.
D. 500 V.
U1 N1
5000 100

�

� U 2  20V

U
N
1000
U
2
2
Lời giải: Ta có 2
. Chọn A.
18


Ví dụ 2: Ở đầu đường dây tải điện người ta truyền đi công suất điện 36MW với
điện áp là 220kV. Điện trở tổng cộng của đường dây tải điện là 20 . Coi cường độ
dòng điện và điện áp biến đổi cùng pha. Cơng suất hao phí trên đường dây tải điện
có giá trị xấp xỉ bằng:
A. 1,07MW.
B. 1,61MW.
C. 0,54MW.
D. 3,22MW.

 36.10  .20  0,54MW
P .R
P  I r  I.U 

 U cos  220.10 
Lời giải:
. Chọn C
2

6

2

2

2

3

2

3.6.7. Bài tập cơ bản về máy phát điện xoay chiều.
Phương pháp:
+ Từ thông qua cuộn dây là:   NBScos   NBScos  t .
+ Suất điện động cảm ứng được tính theo cơng thức:

e=

d
 NBS sin  t
dt

+ Tần số dòng điện do máy phát điện xoay chiều một pha phát ra: f =p.n
Ví dụ1:[6]Một khung dây dẫn có diện tích S và có N vịng dây. urCho khung quay
đều với vận tốc góc  trong một từ trường đều có cảm ứng từ B vng góc với
trục quay
của khung. Tại thời điểm ban đầu, pháp tuyến của khung hợp với cảm
ur
ứng từ B một góc  / 6 . Khi đó, suất điện động tức thời trong khung tại thời điểm
t là:

� �
� �
e  NBS cos �
t  �
.
e  NBS cos �
t  �
.
6
3
�
�
�
�
A.
B.
C.

e  NBS sin  t.

D. e   NBS cos  t.

� �
  NBScos �
t  �
.
6
�
�
Lời giải: Ta có

d 
� �
� �
e
 NBS sin �
 t  � NBS cos �
t  �
.
dt
6
3
�
�
�
�
Khi đó
Chọn B.
Ví dụ2:[6] Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần cảm là roto gồm 10 cặp
cực ( 10 cực nam và 10 cực bắc). Roto quay với tốc độ 300 vòng/phút. Suất điện
động do máy sinh ra có tần số bằng
A. 3000Hz. B. 50Hz.
C.5Hz.D. 30Hz.
Lời giải: 300 vòng/phút = 5 vòng/s. Do đó f = np =5.10 =50 Hz. Chọn B.
4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm
Khi áp dụng đề tài này trong q trình giảng dạy vật lí ở trường trung học
phổ thơng Hoằng Hố 4, tơi thấy học sinh nắm bắt và vận dụng rất nhanh các kiến
thức trọng tâm chương dòng điện xoay chiều vào việc giải các dạng bài tập vật lí
cơ bản vềdịng điện xoay chiều trong chương trình vật lí 12.
Kết quả những năm trực tiếp giảng dạy chương trình vật lí 12 cụ thể như sau:
19

4.1. Trước khi thực hiện sáng kiến kinh nghiệm.
* Kết quả xếp loại mơn vật lí trong trong năm học 2019-2020 như sau:
Kết quả học tập môn Vật lý
Lớp Sĩ số
Giỏi
Khá
Trung bình
Yếu
97,78
10A1 45
44
1
2,22%
0
0
0
0
%
11A1 51
51
100%
0
0
0
0
0
0
12A1 47

47
100%
0
0
0
0
0
0
- Kết quả thi học sinh giỏi cấp trường mơn vật lí: Có 11 học sinh giỏi cấp
trường gồm 1 giải nhất, 2 giải nhì, 3 giải ba và 5 giải khuyến khích.
- Có 1 học sinh đạt 27 điểm trở lên và nhiều học sinh đạt điểm cao mơn vật lí
trong kỳ thi trung học phổ thông quốc gia năm 2019.
- Kết quả thi học sinh giỏi cấp Tỉnh mơn vật lí: Do dịch Covid 19 kéo dài nên
không tổ chức thi học sinh giỏi cấp tỉnh.
4.2. Sau khi thực hiện sáng kiến kinh nghiệm.
- Kết quả thi học sinh giỏi cấp trường môn vật lí: Có 15 học sinh giỏi cấp
trường gồm 2 giải nhất, 4 giải nhì, 5 giải ba và 4 giải khuyến khích.
- Có 2 học sinh đạt 27 điểm trở lên và nhiều học sinh đạt điểm cao môn vật lí
trong kỳ thi trung học phổ thơng quốc gia năm 2020.
- Kết quả thi học sinh giỏi cấp tỉnh môn vật lí năm học 2020-2021: 2 giải ba
và 1 giải khuyến khích. Xếp hạng 11 đồng đội cấp tỉnh.
* Kết quả đánh giá xếp loại mơn vật lí trong năm học 2020 -2021 như sau
Kết quả học tập môn Vật lý
Lớp Sĩ số
Giỏi
Khá
Trung bình
Yếu
11A1 44
44

100%
0
0
0
0
0
0
12A1 51
51
100%
0
0
0
0
0
0

20


C. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
Trong đề tài này với khả năng cịn hạn chế và thời gian khơng cho phép, giới
hạn của đề tài khơng q 20 trang, vì vậy tôi chỉ hệ thống được các kiến thức
trọng tâm của chương dịng điện xoay chiều trong chương trình vật lí 12. Qua thực
tế giảng dạy, tơi thấy khi giới thiệu đề tài này cho học sinh thì các em tự tin trong
việc lựa chọn các kiến thức phù hợp với từng dạng bài tập cơ bản và đưa ra cách
giải nhanh và cho kết quả chính xác.
Tuy nhiên với giới hạn về số trang nên phần bài tập ví dụ tơi chỉ đưa ra một
số ví dụ áp dụng các kiến thức cơ bản của từng nội dung kiến thức. Vì vậy đề tài
này cịn có thể phát triển, bổ sung và mở rộng hệ thống kiến thức và đưa ra từng

dạng bài tập cụ thể tương ứng với từng phần kiến thức trong chương để giải được
nhiều dạng bài tập trong chương dịng điện xoay chiều nói riêng và các chủ đề vật
lí khác trong chương trình vật lí phổ thơng trong những năm tiếp theo.
Tuy đã có nhiều cố gắng nhưng do kinh nghiệm giảng dạy còn hạn chế nên
tôi tin chắc rằng trong đề tài này sẽ cịn có những thiếu sót. Tơi rất mong được sự
nhận xét và góp ý chân thành của hội đồng khoa học ngành, các bạn đồng nghiệp
và các em học sinh để đề tài được hồn chỉnh hơn.
Tơi xin chân thành cảm ơn !
Thanh Hóa, ngày 10 tháng 05 năm 2021
XÁC NHẬN CỦA
HIỆU TRƯỞNG

Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình viết,
khơng sao chép nội dung của người khác.

Nguyễn Văn Trào

21


TÀI LIỆU THAM KHẢO

 1 .Vật lí 12. Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên), Vũ Quang(Chủ biên). Nxb
Giáo dục Việt Nam(2011).

 2 . Sách giáo viên vật lí 12. Lương Duyên Bình(Tổng chủ biên), Vũ Quang (Chủ
biên). Nxb Giáo dục Việt Nam (2011).

 3 .Vật lí 12 nâng cao. Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên), Vũ Thanh Khiết(Chủ
biên). Nxb Giáo dục Việt Nam (2012).

 4 .Sách giáo viên vật lí 12 nâng cao. Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên), Vũ
Thanh Khiết (Chủ biên). Nxb Giáo dục Việt Nam (2012).

 5 . Bí quyết ơn luyện thi đại học mơn vật lí ( Chu Văn Biên). Nxb Đại Học Quốc
Gia Hà Nội( 2016).

 6 . Đề thi THPT Quốc gia và đề thi tốt nghiệp THPTcác năm gần đây.

22


SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG SÁNG KIẾN KINH
NGHIỆM NGÀNH XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN
Họ và tên tác giả: Nguyễn Văn Trào
Chức vụ và đơn vị công tác: Tổ trưởng chun mơn - Trường THPT Hoằng Hóa 4
TT

Năm học

Tên sáng kiến kinh nghiệm

1

2002 – 2003

Các phương pháp giải bài toán cực
trị trong mạch điện xoay chiều.

2

2008 – 2009

Đổi mới phương pháp dạy bài “
Các tật của mắt và cách khắc phục”

3

2010 –2011

Tổng hợp các dao động điều hồ
bằng phương pháp hình chiếu.

4

2012-2013

Các phương pháp giải bài tốn cực
trị trong mạch điện xoay chiều.

2014-2015

Các phương pháp giải nhanh các
bài toán cực trị trong mạch điện
xoay chiều R,L,C mắc nối tiếp.

2015-2016

Các phương pháp giải nhanh các
bài toán cực trị trong mạch điện

xoay chiều R,L,C mắc nối tiếp.

7

2015-2016

Tổng hợp và vận dụng các kiến
thức toán học để giải một số dạng
bài tập vật lý lớp 12.

8

2016-2017

Hệ thống kiến thức trọng tâm
chương sóng cơ.

5

6

9

2017-2018

10

2018-2019

11

2019-2020

Ứng dụng phương pháp chuẩn hố
số liệu trong các bài toán cực trị
của mạch điện xoay chiều R,L,C
mắc nối tiếp.
Hệ thống kiến thức trọng tâm
chương “ Hạt nhân nguyên tử”
vật lí lớp 12.
Hệ thống kiến thức trọng tâm
chương dao động cơ - vật lí 12

Xếp loại và
Số quyết định
Xếp loại : B
Số 138/ QĐKH- GDCN
ngày 29/6/2004
Xếp loại : C
Số12/ QĐ- SGD&ĐT
ngày 05/01/2010
Xếp loại : C
Số 539/ QĐ- SGD&ĐT
ngày18/10/2011
Xếp loại : C
Số 743/ QĐ-SGD&ĐT
ngày 04/11/2013
Xếp loại : B
988/ QĐ- SGD&ĐT
ngày03/11/2015

Xếp loại : B Cấp Tỉnh
Số QĐ: 3134/QĐ –
HĐKHSK ngày
18/8/2106.
Xếp loại : B
Số 972/QĐ –SGD&ĐT
Ngày 24/11/2016.
Xếp loại : B
Số 1112/QĐ –SGD&ĐT
Ngày 05/11/2017.
Xếp loại : B
Số 1455/QĐ–SGD&ĐT
Ngày 26/11/2018.
Xếp loại : B
Số 2007/QĐ–SGD&ĐT
Ngày 08/11/2019.
Xếp loại : B
Số 2088/QĐ–SGD&ĐT
Ngày 17/12/2020.

23