Chuyền đề về Dòng điện xoay chiều Vật lí lớp 12 - Nguyễn Duy Liệu

CƠ SỞ DẠY LUYỆN THI KHOA NGUYỄN ĐC: K503/16 TRƯNG NỮ VƯƠNG – ĐÀ NẴNG

Biên soạn: ThS. Nguyễn Duy Liệu –Email: Lieuuni2009 @gmail.com -  0986590468 - 0935991512 Trang - 1 -

CHƯƠNG 3: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

CHỦ ĐỀ 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

I. KHÁI NIỆM DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 1) Định nghĩa

Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến thiên tuần hoàn theo thời gian (theo hàm cos hay sin của thời gian).

2) Biểu thức: i = I0cos(ωt + φi) (A) Trong đó: i: giá trị cường độ dòng điện xoay chiều tức thời, đơn vị là (A) I0: giá trị cường độ dòng điện cực đại của dòng điện xoay chiều (A), I0 > 0 ω: là tần số góc (rad/s) (ωt + φi): pha tại thời điểm t (rad) φi: pha ban đầu của dòng điện (rad) 3) Chu kỳ, tần số của dòng điện - Chu kỳ dòng điện xoay chiều là chu kỳ biến thiên giá trị của dòng điện. - Tần số dòng điện là tần số biến thiên của giá trị dòng điện.

Chu kì, tần số của dòng điện:

  

 



 

 

) ( 2 1

) ( 1 2

Hz T f

s f T

  



 Trong 1T, dòng điện đổi chiều 2 lần.  Trong 1s, dòng điện đổi chiều 2f lần. Ví dụ 1: Cho dòng điện xoay chiều có biểu thức i = 2cos(100πt + π/3) A. a) Tính cường độ dòng điện trong mạch khi t = 0,5(s); t = 0,125 (s). b) Tìm những thời điểm đầu tiên mà cường độ dòng điện trong mạch đổi chiều. Ví dụ 2: Cho dòng điện xoay chiều có biểu thức i = 4cos(100πt + π/6) A. Tính cường độ dòng điện trong mạch khi t = 0,5 (s); t = 0,125 (s). Ví dụ 3: Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có cường độ biến đổi điều hoà theo thời gian được mô tả bằng đồ thị ở hình dưới đây. a) Viết phương trình cường độ dòng điện chạy qua mạch. b) Đồ thị cắt trục tung (trục Oy) tại điểm có toạ độ bao nhiêu? Ví dụ 4: Biểu thức cường độ dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch là

0 cos(100 )( ) 6 i I t A     , với 0 0 I  và t

tính bằng giây (s). Tính từ lúc 0s, xác định thời điểm đầu tiên mà dòng điện có cường độ tức thời bằng cường độ hiệu dụng.

ĐS: 1 240 t s 

Ví dụ 5. Tìm khoảng thời gian ngắn nhất để dòng điện biến thiên từ giá trị i1 đến i2 .

Cường độ dòng điện xoay chiều qua mạch là 0 cos(100 )( ) 6 i I t A     , với 0 0 I  và t tính bằng giây (s). Tính

từ lúc 0s, xác định thời điểm đầu tiên mà dòng điện có cường độ tức thời bằng cường độ hiệu dụng. Ví dụ 6. Cho dòng điện xoay chiều   i 4cos 20 t (A)   . Ở thời điểm t1 dòng điện có cường độ i = i1 = -2A và đang

giảm, hỏi ở thời điểm t2 = t1 + 0,025s thì i = i2 = ?

Giải 1: Tính  = . t = 20.0,025 = 2

(rad)  i2 vuông pha i1.

2 2 2 2 2 1 2 2 2 i i 4 2 i 16 i 2 3(A)         . Vì i1 đang giảm nên chọn i2 = -2 3 (A).

t (10-2 s)

i (A)

0

+ 4

- 4

0,25 0,75 1,25 1,75 2,25 2,75 3,25

ThuVienDeThi.com

CƠ SỞ DẠY LUYỆN THI KHOA NGUYỄN ĐC: K503/16 TRƯNG NỮ VƯƠNG – ĐÀ NẴNG

Biên soạn: ThS. Nguyễn Duy Liệu –Email: Lieuuni2009 @gmail.com -  0986590468 - 0935991512 Trang - 2 -

Giải 2: Bấm máy tính Fx 570ES với chú ý: 4 SHIFT MODE : đơn vị góc là Rad:

Bấm nhập máy tính: 2 4 cos shift cos 2 3 4 2              

2i 2 3(A)   .

Xác định cường độ dòng điện tức thời: Ở thời điểm t1 cho i = i1, hỏi ở thời điểm t2 = t1 + t thì i = i2 = ? (Hoặc

Ở thời điểm t1 cho u = u1, hỏi ở thời điểm t2 = t1 + t thì u = u2 = ?) Phương pháp giải nhanh: Về cơ bản giống cách giải nhanh của dao động điều hòa. * Tính độ lệch pha giữa i1 và i2 :  = .t Hoặc: Tính độ lệch pha giữa u1 và u2 (tính tương tự i) * Xét độ lệch pha: + Nếu (đặc biệt) i2 và i1 cùng pha  i2 = i1 i2 và i1 ngược pha  i2 = - i1 i2 và i1 vuông pha  2 2 2 1 2 0 i i I   .

+ Nếu  bất kỳ: Dùng máy tính : 1 2 0

0

i i I cos shift cos I

              

* Quy ước dấu trước shift: dấu (+) nếu i1 

dấu (-) nếu i1  Nếu đề không nói đang tăng hay đang giảm, ta lấy dấu + Ví dụ 7: Cho dòng điện xoay chiều có biểu thức i = 4cos(100πt + π/6) A. a) Tìm những thời điểm mà cường độ dòng điện trong mạch có giá trị 2 3 A. b) Tại thời điểm t cường độ dòng điện trong mạch có giá trị 2 2 A và đang tăng. Tìm cường độ dòng điện sau …