Chuyên đề Dòng điện xoay chiều môn Vật lí lớp 12

I. CÔNG SUẤT:

2 Công suất của dòng điện xoay chiều: P = UIcos = I2R = U R .

Z 2

R = U R - Hệ số công suất: cos = Z U - Ý nghĩa của hệ số công suất cos + Trường hợp cos = 1 tức là  = 0: mạch chỉ có R, hoặc mạch RLC có cộng hưởng điện (ZL = ZC) thì

U 2 P = Pmax = UI = = I2R R

+ Trường hợp cos = 0 tức là  =   : Mạch chỉ có L, hoặc chỉ có C, hoặc có cả L và C mà 2 không có R thì P = Pmin = 0. - R tiêu thụ năng lượng dưới dạng toả nhiệt, ZL và ZC không tiêu thụ năng lượng của nguồn điện xoay chiều. * Để nâng cao hệ số công suất của mạch bằng cách mắc thêm vào mạch cuộn cảm hoặc tụ điện thích hợp sao cho cảm kháng và dung kháng của mạch xấp xĩ bằng nhau để cos  1. Đối với các động cơ điện, tủ lạnh, … nâng cao hệ số công suất cos để giảm cường độ dòng điện.

II. CƠ SỞ LÍ THUYẾT ĐỂ GIẢI BÀI TOÁN HỘP ĐEN

1. Các công thức.

+ Nếu giả sử: i = I0cost

thì hiệu điện thế hai đầu mạch điện UAB = Uocos(t + )

+ Cảm kháng: ZL = L

1 + Dung kháng: ZC = C

R 2  (Z  Z ) 2

U 0

+ Tổng trở Z = L C

U + Định luật Ôm: I =  I  0 Z Z

ZL  ZC + Độ lệch pha giữa u và i: tg = R

+ Công suất toả nhiệt: P = UIcos = I2R

P R Hệ số công suất: K = cos =  UI Z

2. Giản đồ véc tơ

Download tài liệu học tập tại : http://aotrangtb.com 1

ThuVienDeThi.com

* Cơ sở:

+ Vì dòng điện lan truyền với vận tốc cỡ 3.108m/s nên trên một đoạn mạch điện không

phân nhánh tại mỗi thời điểm ta coi độ lớn và pha của cường độ dòng điện là như nhau tại mọi

điểm.

+ Hiệu điện thế tức thời ở hai đầu đoạn mạch

* Cách vẽ giản đồ véc tơ

Vì i không đổi nên ta chọn trục

uAB = uR + uL + uC

UL

UL+UC + cường độ dòng điện làm trục gốc, gốc tại

điểm O, chiều dương là chiều quay lượng

giác.

UAB O i UR

N UC 3. Cách vẽ giản đồ véc tơ trượt

UC Bước 1: Chọn trục nằm ngang là UL trục dòng điện, điểm đầu mạch làm gốc

(đó là điểm A).

Bước 2: Biểu diễn lần lượt hiệu

B +

A i M UR 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.

Bước 3: Nối A với B thì véc tơ AB chính là biểu diễn uAB

Nhận xét:

+ 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.

+ 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 dòng điện là góc hợp bởi véc tơ biểu diễn nó với trục i + Việc giải bài toán 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 công thức toán học.

Download tài liệu học tập tại : http://aotrangtb.com 2

ThuVienDeThi.com

A Trong toán 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).

b c

C B a

Để làm được điều đó ta sử dụng định lý hàm số sin hoặc Cosin.

a b a   +

Sin¢ SinB SinC + a2 = b2 + c2 - 2bccosA

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

Cách giải: - Áp dụng các công thức: + Công thức tổng quát tính công suất: P  UI cos + Với đoạn mạch RLC không phân nhánh, có thể tính công suất bởi: P  UI cos

P  R + Hệ số công suất (đoạn mạch không phân nhánh): cos UI Z

 Bài tập TỰ LUẬN: Bài 1: Mắc nối tiếp với cuộn cảm có rồi mắc vào nguồn xoay chiều. Dùng vônkế có rất lớn đo ở hai đầu cuộn cảm, điện trở và cả đoạn mạch ta có các giá trị tương ứng là 100V, 100V, 173,2V. Suy ra hệ số công suất của cuộn cảm Bài giải

Theo bài ra :

Ta có:

U 

R0 R0 50 Hệ số công suất của cuộn cảm: cos    0, 5 Z LR U LR 100 0 0

Download tài liệu học tập tại : http://aotrangtb.com 3

DẠNG 1: Tính công suất tiêu thụ bởi đoạn mạch điện xoay chiều

ThuVienDeThi.com