Chuyên đề :” CÁCH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN”.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI
Trường THPT Nguyễn Hữu Cảnh

Mã số:

Chuyên đề :
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

CÁCH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TOÁN
ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN.

Người thực hiện:

NGUYỄN TRƯỜNG SƠN

Lĩnh vực nghiên cứu:
Quản lý giáo dục:
Phương pháp dạy học bộ môn :
Phương pháp giáo dục:
Lĩnh vực khác:






Có đính kèm:


* Năm 2005: chuyên đề “ Tìm cực trị bằng bất đẳng thức Bunhiacopxki”
* Năm 2006: chuyên đề “ bài toán mạch cầu trở”
cùng thực hiện với Nguyễn Thùy Dương tổ Vật lý.
* Năm 2007: chuyên đề “ bài toán mạch đèn” cùng tổ Vật lý.
* Năm 2008: chuyên đề “phương pháp đồ thị giải bài toán vật lý”.
* Năm 2009 chuyên đề “cách giải các dạng bài toán mạch điện xoay
chiều, thiết bị điện , dao động và sóng điện từ “

Người thực hiện : NGUYỄN TRƯỜNG SƠN trường THPH NGUYỄN HỮU CẢNH

-trang 2-


Chuyên đề :” CÁCH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN”.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Chuyên đề :

“CÁCH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TOÁN
VỀ ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN”.

Tóm tắt :
Chuyên đề đưa ra phân loại và cách giải các dạng
bài toán về mạch điện xoay chiều và thiết bị điện.

A- PHẦN MỞ ĐẦU :
I- LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI:
Theo thời gian, sự phát triển khoa học kỹ thuật ngày càng đạt được những
thành tựu to lớn; những kiến thức khoa học ngày càng sâu và rộng hơn. Khoa học
kỹ thuật đã có những tác động quan trọng góp phần làm thay đổi bộ mặt của xã hội

Đề tài này nhằm giúp học sinh khắc sâu những kiến thức lí thuyết , có một
hệ thống bài tập và phương pháp giải chúng, giúp các em có thể nắm được cách
giải và từ đó chủ động vận dụng các phương pháp này trong khi làm bài tập. Từ đó
hoc sinh có thêm kỹ năng về cách giải các bài tập Vật lí, cũng như giúp các em
học sinh có thể nhanh chóng giải các bài toán trắc nghiệm về bài tập điện xoay
chiều phong phú và đa dạng .
II. THỰC TRẠNG TRƯỚC KHI THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP CỦA ĐỀ
TÀI.
Chúng ta đã biết rằng Bộ môn Vật lí bao gồm một hệ thống lí thuyết và bài tập
đa dạng và phong phú. Theo phân phối chương trìnhVật lý lớp 12 bài tập về điện
xoay chiều là rất phức tạp và khó , số tiết bài tâp lại hơi ít so với nhu cầu cần nắm
kiến thức cho học sinh. Qua những năm đứng lớp tôi nhận thấy học sinh thường
rất lúng túng trong việc tìm cách giải các dạng bài tập toán này.
Và trong yêu cầu về đổi mới đánh giá học sinh bằng phương pháp trắc nghiệm
khách quan thì khi học sinh nắm được dạng bài và phương pháp giải sẽ giúp các
em nhanh chóng trả được bài .
Xuất phát từ thực trạng trên, cùng một số kinh nghiệm giảng dạy, tôi đã chọn đề
tài: “CÁC CÁCH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU,THIẾT
BỊ ĐIỆN , DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ”.
Hiện tại cũng có nhiều sách tham khảo cũng đã trình bày về vấn đề này ở các
góc độ khác nhau . Ở chuyên đề này trình bày việc phân loại các dạng bài tập và
hướng dẫn cách giải có tính hệ thống với những chú ý giúp các em nắm sâu sắc
các vấn đề liên quan. Việc làm này rất có lợi cho học sinh trong thời gian ngắn đã
nắm được các dạng bài tập nắm được phương pháp giải và từ đó có thể phát triển
hướng tìm tòi lời giải mới cho các bài tương tự.

B –PHẠM VI ÁP DỤNG VÀ GIỚI HẠN NỘI DUNG CỦA
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM:
1. Phạm vi áp dụng: A. Chương trình Vật lý lớp 12
Chương V: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

ω
với   ( B; n )  t   0     0 cost   0 
x
S
x’
 d
 ' đưa về dạng e  E0 cos(t   0   )
+Tìm biểu thức suất điện động e(t) 
dt
với E0  NBS  0
e
Hệ quả :-Tìm i(t) :giả sử mạch ngoài chỉ có R thì i   it 
R
-Tìm u(t): thông thường khung dây có r = 0 nên : u  e  ri  e .
Vậy u t   et   U0 = E0 và U = E .

Dạng bài II : ĐOẠN MẠCH R , L, C KHÔNG PHÂN NHÁNH.
Chủ đề 1: Các đặc trưng mạch RLC.
Phương pháp:
* Cảm kháng: ZL=L=2fL; dung kháng : ZC =1/C =1/(2fC);
Tổng trở : Z  R 2  (Z L  ZC )2 .
* Độ lệch pha hiệu điện thế 2 đầu đoạn mạch so với dòng điện là : φ u  φ u φ i
i

tính theo tg u / i 

Z L  ZC
 u / i
R







Z
R
Z L Z C Z AM
Z NB Z d

* Hệ số công suất cos  = R/Z .
Công suất tiêu thụ trên mạch : P = UIcos = I2R
* Chú ý : +Các công thức trên đều áp dụng được cho đoạn nào đó trên mạch
AMNB như: AN, MB.
+Nếu đoạn mạch thiếu linh kiện nào đó thì ở công thức trên thay điện trở linh
kiện đó bằng không.
Người thực hiện : NGUYỄN TRƯỜNG SƠN trường THPH NGUYỄN HỮU CẢNH

-trang 5-


Chuyên đề :” CÁCH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN”.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Trường hợp cuộn dây có điện trở thần đáng kể R0
2

2
* Cuộn dây lúc này như một đoạn mạch mắc nối tiếp có tổng trở Z d  R  Z L ;
ta cũng có các công thức: I = U d/Zd ; tg d = ZL/R0 ; cos d = R0/Zd;

 địên dung bộ tụ nhỏ đi Cb < C, CbC, Cb>C’
Chủ Đề 2: Đoạn mạch RLC:cho biết biểu thức cường độ dòng điện
i = I0cos t , viết biểu thức hiệu điện thế u(t).
Phương pháp:
Giả sử đã biết i  I 0 cos t , tìm biểu thức hiệu điện thế: u  U 0 cos(t  u / i )
+ Tìm U 0  I 0 Z trong đó Z  R2  (Z L  Z C ) 2
+ Tìm φ u  φ u φ i nhờ : tgu / i 
i


Z L  ZC
  u / i … chú ý rằng: | u / i |
2
R

Chú ý :
*Nếu biết i  I 0 cos(t  i ) thì u  U 0 cos(t  u / i  u )
*Khi tính độ lệch pha u so với i là u/i nên dùng hàm tgu/i như trên để suy ngay
được u/i cả về dấu và độ lớn, nếu dùng hàm cos =R/Z để lấy nghiệm phải so
sánh ZC và ZL mới lấy được dấu của u/i .

Người thực hiện : NGUYỄN TRƯỜNG SƠN trường THPH NGUYỄN HỮU CẢNH

-trang 6-


Chuyên đề :” CÁCH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN”.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Chú ý Nếu biết u  U 0 cos(t  u ) thì i  I 0 cos(t  u / i  u )
Chủ Đề 4: Trường hợp một phần tử điện(L hay C hay R) bị đoản mạch,
biết U tính I (ngược lại).
Phương pháp:
Nếu có 1 phần tử điện (thuộc mạch RLC) bị đoản mạch thì ta phải loại bỏ phần tử
đó nghĩa là trong các công thức nói trên ta phải cho điện trở tương ứng bằng 0.
Ví dụ trường hợp đoản mạch:
Hình 1: R
L
C
+Trường hợp 1 :
Hai đầu phần tử điện bị nối tắt với nhau :
Thí dụ (hình 1) : Cuộn L bị đoản mạch  Z L  0 Hình 2:
K đóng
R 2  Z C2
Lúc đó : I  U Z  U
R
L
C
+Trường hợp 2:
Hai đầu của phần tử điện mắc song song khóa điện K (có RK=0) mà khóa điện
K bị đóng lại .
Thí dụ (hình 2): Khi K đóng  tụ C bị đoản mạch  ZC = 0 ,

R2  ZL2

Lúc đó I  U / Z  U

Chủ Đề 5: Tính độ lệch pha giữa hiệu điệu thế u1 và u2 của hai đoạn mạch .
Cách vận dụng .


i

 φ u1

tgφu2 

và
i

ZL2  ZC2
R2

i

φu2

i

Cách 2 : Tính u / u trực tiếp công thức : tgu1 / u2  tg(u1 / i  u2 / i ) 
1

2

tgu1 / i  tgu2 / i
1 tgu1 / i tgu2 / i

Phương pháp giản đồ vectơ : Độ lệch pha
φ u1


u2

và tính được φu1  φu2
i

áp dụng công thức tgφu2 / i 

i

Z L2  ZC2

 ZC2  C2
R2
Chú ý: Trường hợp hiệu điện thế u1 và u2 vuông pha nhau thì

tgu1 / i tgu2 / i  1
Chủ đề 6: Đoạn mạch RLC: biết các hiệu điện thế hiệu dụng UR ;UL ;UC.
Tìm U và  u/i của đoạn mạch.
Phương pháp:
Cách 1 : Áp dụng công thức định luật Om:U=IZ
 U  I R2  ZL  ZC   UR2  (UL UC )2
2

Và tgφu 
i

I (Z L  ZC ) U L  UC

φ u
i


φ u
i
i
IR
UR
Chủ Đề 7: Cuôn dây (R,L) nối tiếp tụ C, biết các
Hiệu điện thế hiệu dụng Ud,, UC.
Tìm U ,  u/ i của mạch .
(R,L)
C
Phương pháp: Dùng giản đồ vectơ :
Ud
UC
Hiệu điện thế : uAB =ud + uC
 

 giản đồ véc tơ U  U d  U C (1)
2

2


Ud...A

y

C

d


UC

2
R

và tgφ u

i

2

U  UC
 L
 φu
i
UR


Ud...A

y

Cách 2: Tính theo hình học của giản đồ :
C
Xét  OAC với góc  OAC = /2-d
d 


Theo định lí hàm số cos:


Nhận xét: I=max khi Z=min  ZL  ZC  0  L 
* Trường hợp u,i cùng pha : độ lệch pha
Z L  ZC
 0  LC 2 = 1.
Vậy : tgφ u i 
R
* Trường hợp hệ số công suất cực đại
2

2

1
 LC 2 = 1
C

φu i  0 .


UL

2

R  R  (ZL  ZC )  ZL = ZC  LC =1
Kết luận chung Hiện tựơng cộng hưởng :
Imax=U/R;
u,i cùng pha  u/i =0;
(cos )max = 1
LC 2 = 1
1


UC

Người thực hiện : NGUYỄN TRƯỜNG SƠN trường THPH NGUYỄN HỮU CẢNH


I

-trang 9-


Chuyên đề :” CÁCH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN”.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

* Khi f biến thiên U Lmac, hay UCmax , hay URmax , hay Pmax
* Khi Z = R tức Zmin.
* Khi uC hay uL vuông pha với u hai đầu đoạn mach.
Chủ Đề 9: Tìm C’và cách mắc tụ vào tụ C để Imax cộng hưởng điện.
Phương pháp :
R
Gọi C0 là điện dung tương đương của hệ C và C’
Lập luận tương tự chủ đề 8 , đưa đến kết quả: LC0  2 = 1  C0 …..
*So sánh C0 với C :
Nếu C0 > C  C’ghép song song tụ C :C0 =C + C’  C’…..
Nếu C0 < C  C’ ghép nối tiếp tụ C :1/C0 =1/C + 1/C’  C’ ….
*Hoặc so sánh :ZC với ZL .
nếu ZCo>ZC  C0 = C’nối tiếp C ; nếu ZCo< ZC  C0 = C’// C

L


Pmax

Pmax
0

0
0

Rm

R

Chủ đề 11: Biết U, R, L (hayC), .Tìm C (hay L) để Pmax. Khảo sát biến thiên
P theo C (hay L) .
Phương pháp:
Trong 3 phần tử điện R;L;C :chỉ có điện trở R tiêu thụ điện năng (dạng nhiệt).
2

Ta có P=I R vậy P 

RU 2
const

2
2
M
R  (Z L  Z C )

1 \ Tìm L hay C để P max :
Nhận xét: Tử số RU2 = const nên P = max khi mẫu số M=min  ZL-ZC = 0 