Luyện thi ĐH KIT 1 (Đặng Việt Hùng): Mạch điện xoay chiều chỉ có hai phần tử (Tài liệu bài giảng)

Luyện thi đại học KIT-1: Môn Vật Lí ( Thầy Đặng Việt Hùng) Mạch điện xoay chiều có hai phần tử

MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ HAI PHẦN TỬ (TÀI LIỆU BÀI GIẢNG) GIÁO VIÊN: ĐẶNG VIỆT HÙNG Đây là tài liệu tóm lược các kiến thức đi kèm theo bài giảng “Mạch điện xoay chiều chỉ có hai phần tử“ thuộc khóa học LTĐH KIT-1 : Môn Vật lí(Thầy Đặng Việt Hùng) tại website Hocmai.vn. Để có thể nắm vững kiến thức phần “Mạch điện xoay chiều có hai phần tử”, Bạn cần kết hợp theo dõi bài giảng với tài liệu này.

I. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU GỒM R, L

Đặc điểm:

 Điện áp và tổng trở của mạch:

 Định luật Ohm cho đoạn mạch

 Điện áp nhanh pha hơn dòng điện góc φ, xác định từ

biểu thức

Khi đó, φu = φi + φ.  Giản đồ véc tơ: Chú ý: Để viết biểu thức của u, uL, uR trong mạch RL thì ta cần phải xác định được pha của i, rồi tính toán

các pha theo quy tắc

Ví dụ 1. Tính độ lệch pha của u và i, tổng trở trong đoạn mạch điện xoay chiều RL biết tần số dòng điện là 50 Hz và

Hướng dẫn giải:

- Trang | 1 -

Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt

Áp dụng các công thức ta được

Luyện thi đại học KIT-1: Môn Vật Lí ( Thầy Đặng Việt Hùng) Mạch điện xoay chiều có hai phần tử

Ví dụ 2. Cho mạch điện xoay chiều gồm hai phần tử R, L với 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. Hướng dẫn giải:

a) Từ giả thiết ta tính được

b) Ta có

Độ lệch pha của điện áp và dòng điện là φ thỏa mãn

Mà điện áp hai đầu mạch nhanh pha hơn dòng điện nên

Vậy biểu thức cường độ dòng điện qua mạch là

c) Viết biểu thức uL và uR.

Ta có

Do uL nhanh pha hơn i góc π/2 nên

Do uR cùng pha với i nên

Ví dụ 3. Cho một đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần L và điện trở R. Nếu đặt vào hai đầu đoạn

mạch điện áp u = 100cos(100πt + π/4) V thì cường độ dòng điện trong mạch là Tính giá trị

của R và L. Hướng dẫn giải:

- Trang | 2 -

Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt

Từ giả thiết ta có

Luyện thi đại học KIT-1: Môn Vật Lí ( Thầy Đặng Việt Hùng) Mạch điện xoay chiều có hai phần tử

Ví dụ 4. Cho một đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở R = 50 Ω và cuộn cảm thuần có hệ số tự cảm

Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch có biểu thức Viết biểu thức

điện áp hai đầu mạch, hai đầu điện trở, hai đầu cuộn cảm.

Hướng dẫn giải:

Cảm kháng của mạch

 Viết biểu thức của u:

- Điện áp cực đại hai đầu đoạn mạch

- Độ lệch pha của u và i:

Từ đó ta được

 Viết biểu thức của uR:

- Điện áp cực đại hai đầu điện trở

- uR và i cùng pha nên :

 Viết biểu thức của uL:

- Điện áp cực đại hai đầu cuộn cảm thuần

- uL nhanh pha hơn i góc π/6 nên :

II. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU GỒM R, C

Đặc điểm:

 Điện áp và tổng trở của mạch:

 Định luật Ohm cho đoạn mạch

 Điện áp chậm pha hơn dòng điện góc φ, xác định từ

biểu thức

 Giản đồ véc tơ: Chú ý: Để viết biểu thức của u, uR, uC trong mạch RC thì ta cần phải xác định được pha của i, rồi tính toán

- Trang | 3 -

Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt

các pha theo quy tắc

Luyện thi đại học KIT-1: Môn Vật Lí ( Thầy Đặng Việt Hùng) Mạch điện xoay chiều có hai phần tử

Ví dụ 1. Cho mạch điện xoay chiều gồm hai phần tử R, C với Đặt vào hai đầu đoạn

mạch một điện áp xoay chiều có biểu thức u = 200cos(100πt + π/3) 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 tụ điện, hai đầu điện trở thuần. Hướng dẫn giải:

a) Ta có ZL = 100 Ω  tổng trở của mạch là

b) Ta có

Độ lệch pha của điện áp và dòng điện là φ thỏa mãn

Mà

Vậy biểu thức cường độ dòng điện qua mạch là

c) Viết biểu thức uC và uR.

Ta có

Do uC chậm pha hơn i góc π/2 nên

Do uR cùng pha với i nên

Ví dụ 2. Cho một đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện C và điện trở R. Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch

thì cường độ dòng điện trong mạch là Tính giá trị của điện áp

R và C. Hướng dẫn giải:

Từ giả thiết ta có

Ví dụ 3. Đoạn mạch điện xoay chiều nối tiếp gồm điện trở R = 50 Ω và tụ điện Viết biểu thức điện

áp tức thời giữa hai bản của tụ điện và ở hai đầu đoạn mạch. Cho biết biểu thức cường độ dòng điện

Hướng dẫn giải:

Ta có

- Trang | 4 -

Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt

Tổng trở của mạch

Luyện thi đại học KIT-1: Môn Vật Lí ( Thầy Đặng Việt Hùng) Mạch điện xoay chiều có hai phần tử

Từ giả thiết ta có

 Viết biểu thức điện áp giữa hai đầu tụ C:

Do uc chậm pha hơn i góc π/2 nên

Biểu thức hai đầu C là

 Viết biểu thức điện áp giữa hai đầu đoạn mạch RC:

Độ lệch pha của u và i là

Mà

III. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU GỒM L, C

Đặc điểm:

 Điện áp và tổng trở của mạch:

 Giản đồ véc tơ: - Khi UL > UC hay ZL > ZC thì uLC nhanh pha hơn i góc π/2. (Hình 1). Khi đó ta nói mạch có tính cảm kháng. - Khi UL < UC hay ZL < ZC thì uLC chậm pha hơn i góc π/2. (Hình 2). Khi đó ta nói mạch có tính dung kháng.

(Hình 2) (Hình 1)

Ví du 1. Một đoạn mạch gồm một tụ điện C có dung kháng 100 Ω và một cảm thuần có cảm kháng 200 Ω mắc nối tiếp nhau. Điện áp hai đầu cuộn cảm có biểu thức uL = 100cos(100πt + π/6) V. Viết biểu thức điện áp ở hai đầu tụ điện. Hướng dẫn giải:

Ta có

Mặt khác

- Trang | 5 -

Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt

Vậy biểu thức hai đầu điện áp qua tụ C là

Luyện thi đại học KIT-1: Môn Vật Lí ( Thầy Đặng Việt Hùng) Mạch điện xoay chiều có hai phần tử

Ví du 2. Đoạn mạch gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 2/π (H) mắc nối tiếp với tụ điện

rồi mắc vào một điện áp xoay chiều tần số 50 Hz. Khi thay tụ C1 bằng một tụ C2 khác thì thấy cường độ dòng điện qua mạch không thay đổi. Điện dung của tụ C2 có giá trị bằng

A. B. C. D.

Hướng dẫn giải:

Ta có .

Do I không đổi nên

Từ giả thiết ta tính được