Dòng điện xoay chiều Chủ đề II. Dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch chỉ có
điện trở thuần, cuộn dây thuần cảm hoặc tụ điện
CHỦ ĐỀ II. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU TRONG ĐOẠN MẠCH CHỈ CÓ
ĐIỆN TRỞ THUẦN, TỤ ĐIỆN HOẶC CUỘN DÂY THUẦN CẢM
A. TÓM TẮT KIẾN THỨC CĂN BẢN
Đoạn mạch chỉ có
điện trở thuần R
Đoạn mạch chỉ có
cuộn dây thuần cảm có
độ tự cảm L
Đoạn mạch chỉ có
tụ điện có điện dung C
Sơ đồ mạch
Đặc điểm
hoặc hoặc hoặc
Định luật
Ôm
R
U
I
R
R
0
0
=
hoặc
R
U
I
R
R

C
Z
U
I
=
Thầy Đinh Trọng Nghĩa, giáo viên Vật lí, trường THPT chuyên Lê Khiết - Quảng Ngãi Trang
1
R
L C
Giản đồ vectơ :
Giản đồ vectơ :
Giản đồ vectơ :
- Điện trở R , đơn vị Ôm (Ω)
- Cảm kháng Z
L
= ωL , đơn
vị Ôm (Ω)
- Dung kháng
C
Z
C
ω
1
=
, đơn vị
Ôm (Ω)
- Điện áp giữa hai đầu điện trở
thuần biến thiên điều hoà
cùng pha với dòng điện.
- Điện áp giữa hai đầu cuộn

L
I
0

2
π
+
C
U
0

C
I
0

2
π
−
L
U

L
I

2
π
+
C
U


A
Dòng điện chạy qua điện trở thuần R biến đổi điều hoà cùng tần số và cùng pha với điện
áp xoay chiều giữa hai đầu của nó nên biểu thức của dòng điện qua điện trở thuần R là :
))(100cos(22 Ati
π
=
, t tính bằng giây (s)
Bài 2 : Biểu thức cường độ dòng điện xoay chiều chạy qua một điện trở thuần R là
)(
3
100cos2 Ati






−=
π
π
, t tính bằng giây (s). Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai dầu điện trở
thuần đo đuợc bằng vôn kế xoay chiều là U = 150 V.
a) Xác định R.
b) Viết biểu thức điện áp giữa hai đầu điện trở thuần R.
Bài giải :
a) Điện trở thuần R được xác định từ định luật Ôm :
150
1
150
===

, t tính bằng giây (s). Cường độ hiệu dụng của dòng điện
xoay chiều chạy trong đoạn mạch đo được bằng ampe kế xoay chiều là I = 2 A.
a) Xác định độ tự cảm L của cuộn dây.
b) Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây.
c) Tính cường độ dòng điện qua cuộn dây vào thời điểm
400
3
=
t
s.
Bài giải :
a) Cảm kháng của cuộn dây thuần cảm này là :
100
2
200
===
I
U
Z
L
Ω
Độ tự cảm của cuộn dây thuần cảm này là :
ππω
1
100
100
===
L
Z
L

π
π
, t tính bằng giây (s)
c) Cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây vào thời điểm
400
3
=
t
s là :
2
2400
3
.100cos22
=






−=
π
π
i
A
Bài 4 : Dòng điện xoay chiều chạy qua một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm
π
2
1
=

π
πω
LZ
L
Ω
Biên độ của điện áp xoay chiều giữa hai đầu cuộn dây thuần cảm là :
225050.25
00
===
L
ZIU
V
Điện áp xoay chiều giữa hai đầu cuộn dây thuần cảm biến đổi điều hoà cùng tần số và sớm
pha góc
2
π
so với dòng điện chạy qua nó nên biểu thức điện áp xoay chiều giữa hai đầu cuộn
dây thuần cảm là :
)(
6
100cos2250
23
100cos2250 Vttu






+=







+=
π
π
u
V
8,176
≈
V
Bài 5 : Biểu thức điện áp xoay chiều giữa hai đầu một đoạn mạch chỉ có tụ điện là
))(100cos(2200 Vtu
π
=
, t tính bằng giây (s). Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều
chạy trong mạch đo được bằng ampe kế xoay chiều là I = 2 A.
a) Xác định điện dung C của tụ điện.
b) Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch này.
Bài giải :
a) Dung kháng của tụ điện này là :
100
2
200
===
I
U

π
so với điện
áp giữa hai đầu của nó nên biểu thức cường độ dòng chạy qua đoạn mạch này là :
)(
2
100cos22 Ati






+=
π
π
, t tính bằng giây (s)
Bài 6 : Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch chỉ chứa tụ điện có điện dung
π
2
10
4
−
=
C
F là
)(
3
100cos2 Ati



C
ZIU
V
Điện áp xoay chiều giữa hai đầu tụ điện biến đổi điều hoà cùng tần số và trễ pha góc
2
π

so với dòng điện chạy qua nó nên biểu thức điện áp giữa hai đầu đoạn mạch này là :
)(
6
100cos2200
23
100cos2200 Vttu






−=






−




(giá trị cực đại) nên pha ban đầu của u là
0
=
u
ϕ
.
Như vậy, điện áp u (t) sớm pha hơn dòng điện i (t) góc
2
π
. Do đó, đoạn mạch này chứa
cuộn dây thuần cảm.
C. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Thầy Đinh Trọng Nghĩa, giáo viên Vật lí, trường THPT chuyên Lê Khiết - Quảng Ngãi Trang
4
i, u
t
i (t)
u (t)
0
Dòng điện xoay chiều Chủ đề II. Dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch chỉ có
điện trở thuần, cuộn dây thuần cảm hoặc tụ điện
Câu 1: Chọn phát biểu đúng khi nói về đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần R.
A. Dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở luôn có pha ban ban đầu bằng không.
B. Dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở luôn cùng pha với điện áp xoay chiều giữa hai
đầu điện trở.
C. Nếu điện áp ở hai đầu điện trở có biểu thức dạng





=
.
Câu 2: Đặt vào hai đầu đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R một điện áp xoay chiều có biểu
thức
)cos(
0
tUu
ω
=
thì cường độ dòng điện chạy qua điện trở có biểu thức
)cos(2
i
tIi
ϕω
+=
, trong đó
I
và
i
ϕ
được xác định bởi các hệ thức tương ứng là
A.
R
U
I
0
=
và
2
π

R
U
I
2
0
=
và
0
=
i
ϕ
.
Câu 3: Trong một đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần R, cường độ dòng điện
chạy qua điện trở có biểu thức






+=
6
cos
0
π
ω
tIi
. Biểu thức điện áp xoay chiều giữa hai đầu
điện trở thuần R là
A.

ϕ
.
C.
)cos(
0 u
tUu
ϕω
+=
với
RIU
00
2
=
và
6
π
ϕ
=
u
.
D.
)cos(
0 u
tUu
ϕω
+=
với
RIU
00
=

01
=
26
A và I
02
=
23
A.
Câu 5: Đặt vào giữa hai đầu một đoạn mạch điện chỉ có điện trở thuần R = 220 Ω một điện áp
xoay chiều có biểu thức
)(
3
100cos2220 Vtu






−=
π
π
,
t
tính bằng giây (s). Biểu thức cường
độ dòng điện chạy qua điện trở thuần R là
A.
)(
3
100cos2 Ati