Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài 13: Các mạch điện xoay chiều (Chuẩn kiến thức)

BàI 13: CáC MạCH ĐIệN XOAY CHIềU 
A 
B 
Mạch đ iện 
i 
u 
Cường độ dòng đ iện xoay chiều trong một đoạn mạch  
Đ iện áp xoay chiều ở hai đ ầu đoạn mạch có cùng tần số góc có dạng 
 φ gọi là độ lệch pha gi ữa u và i 
Nếu φ >0, th ì u sớm pha φ so với i 
Nếu φ <0, th ì u trễ pha so với i 
Nếu φ = 0, th ì u cùng pha với i 
I-Mạch đ iện xoay chiều chỉ có đ iện trở 
1. Cường độ hiệu dụng trong mạch xoay chiều chỉ có đ iện trở có gi á trị bằng thương số giữa đ iện áp hiệu dụng và đ iện trở của mạch. 
2. c ường độ tức thời trong mạch cùng pha với đ iện áp tức thời hai đ ầu mạch. 
U 
R 
A 
B 
II. Mạch đ iện xoay chiều chỉ có tụ đ iện 
+ 
- 
A 
C 
I A =0 
I A  0 
A 
C 
1. Thí nghiệm 
Kết luận : Dòng đ iện xoay chiều có thể tồn tại trong những mạch đ iện có chứa tụ đ iện . 
2. Khảo sát mạch xoay chiều chỉ có tụ đ iện 
a, Cường độ tức thời 
+ 
- 
C 
A 
B 
b, Kết luận 
Đ ặt I=U C th ì 
Nếu lấy pha ban đ ầu của dòng đ iện bằng 0 th ì 
Cường độ hiệu dụng trong mạch chỉ chứa tụ đ iện có gi á t rị bằng thương số của đ iện áp hiệu giữa hai đ ầu mạch và dung kháng của mạch. 
c, so sánh pha dao đ ộng của u và i 
Trong mạch chỉ chứa tụ đ iện , cường độ dòng đ iện qua tụ đ iện sớm pha π /2 so với đ iện áp ở hai đ ầu tụ đ iện ( hoặc đ iện áp ở hai đ ầu tụ đ iện trễ pha π /2 so với cường độ dòng đ iện ). 
3. ý nghĩa của dung kháng 
Cản trở dòng đ iện xoay chiều của tụ đ iện . 
Đ iện dung càng lớn th ì dung kháng càng nhỏ và dòng đ iện xoay chiều bị cản trở ít 
Tần số góc càng lớn th ì dung kháng càng nhỏ , dòng đ iện xoay chiều bị cản trở ít 
Dung kháng có tác dụng làm i sớm pha π /2 so với u 
III- MạCH điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần 1. hiện tượng tự cảm 
	- Từ thông qua cuộn cảm = L i 
	- Suất điện động tự cảm 
	 e= -L 
 hay e= - L 
2. Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần 
	a, Trong m ạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần, cường độ dòng điện hiệu dụng có giá trị bằng thương số của điện áp hiệu dụng và cảm kháng của mạch. 
b, K ết luận: Trong mạch điện xoay chiều có một cuộn cảm thuần , cường độ dòng điện tức thời trễ pha π /2 so với điện áp tức thời , hoặc điện áp trễ pha π /2 so với cường độ dòng điện. 
3. ý nghĩa của cảm kháng 
Cản trở dòng điện xoay chiều của cuộn cảm. 
Độ tự cảm và tần số góc càng lớn thì cảm kháng càng lớn và dòng điện xoay chiều bị cản trở nhiều. 
Cảm kháng có tác dụng làm i trễ pha π /2 so với u 
Bài tập áp dụng 
Câu 1: Khi tần số của dòng đ iện xoay chiều chạy qua đoạn mạch chỉ chứa tụ đ iện tăng lên 4 lần th ì dung kháng của tụ đ iện 
 A. tăng lên 2 lần B. tăng lên 4 lần 
 C. giảm đi 2 lần D. giảm đi 4 lần 
Câu 2: Phát biểu nào sau đây là đúng đối với mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện 
	 A. Dòng điện sớm pha hơn điện áp một góc π / 2. 
	B. Dòng điện sớm pha hơn điện áp một góc π / 4. 
	C. Dòng điện trễ pha hơn điện áp một góc π / 2. 
	D. Dòng điện trễ pha hơn điện áp một góc π / 4. 
Câu 3: Đ ặt vào hai đ ầu tụ đ iện C=1/10000 π (F) một hiệu đ iện thế xoay chiều u=141cos(100 π t) V 
a, Dung kháng của tụ đ iện là 
 A. Z c =50 Ω B . Z c =0,01 Ω 
 C . Z c =1 Ω D. Z c =100 Ω 
b, Cường độ dòng đ iện qua tụ là 
 A. I=1,41 A B. I= 1,00 A 
 C. I= 2,00 A D. I= 100 A 
C âu 4 : Đặt vào hai đầu tụ có điện dung c= 10 -4 / π điện một điện áp xoay chiều tần số 100 H Z , dung kháng của tụ là 
 A. 200 Ω B. 100 Ω 
	 C. 50 Ω D. 25 Ω 
Câu 5: Đặt vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự cảm L= 1/ π (H) một điện áp xoay chiều u=141cos(100 π t). 
	a, Cảm kháng của cuộn cảm là 
	 A. 200 Ω B. 100 Ω 
	 C. 50 Ω D. 25 Ω 
	b, Cường độ điện hiệu dụng qua cuộn cảm là 
. A. I=1,41 A B. I= 1,00 A 
 C. I= 2,00 A D. I= 100 A 
Câu 5: Đặt vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự cảm L= 1/ π (H) một điện áp xoay chiều 220V- 50 H Z . Cường độ dòng điện hiệu dụng là 
	A. I= 2,2 A B. I= 2,0 A 
	B. I = 1,6 A C. I= 1,1 A 
Câu 6 : Một dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở R= 10 Ω , nhiệt lượng toả ra trong 30 phút là 900 J. Cường độ dòng điện cực đại chạy trong mạch là 
 	A. 0,22 A B. 0,32 A 
	C. 7,07 A D. 10,0 A