Luyện thi Vật lí 12 – Năm học 2010 – 2011
DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU.

A. TÓM TẮT KIẾN THỨC VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
I. CẤU TRÚC KIẾN THỨC CỦA CHƯƠNG DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU :
II/ BẢNG HỆ THỐNG KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN RLC KHÔNG PHÂN NHÁNH
Đoạn
mạch
Các đ/lượng
Chỉ có R
R
Chỉ có cuộn cảm
∂∂∂∂
L
Chỉ có tụ điện

C
RLC nối tiếp

•
∂∂∂∂
•
R L C
Trở kháng
Điện trở thuần
R
Cảm kháng
Z
L
=
ω

+=
)cos(
0 i
tUu
ϕω
+=

Pha(u) = Pha(i) hay
iu
ϕϕ
=
;
0
=
ϕ
)cos(
0 i
tIi
ϕω
+=
)
2
cos(
0
π
ϕω
++=
i
tUu
Pha(u) = Pha(i) +

Pha(u) = Pha(i) -
π/2
hay
2
π
ϕϕ
−=
iuϕ
= -
π

/

2
.
)cos(
0 i
tIi
ϕω
+=
)cos(
0
ϕϕω
++=
i
tUu
Pha(u) = Pha(i)+

R
U
R
0
2
=
I =
L
L
Z
U
I
0
= I
R
U
L
0
2
=
I =
C
C
Z
U
I
0
= I
C
C

cosϕ = R / Z
GV : Nguyễn Kiếm Anh - Trường THPT An Mỹ - BD . Trang 1
DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
MẠCH ĐIỆN XOAYCHIỀU
- Mạch chỉ có điện trở thuần R
- Mạch chỉ có cuộn thuần cảm L
- Mạch chỉ có tụ điện C
- Mạch điện xoay chiều khơng
phân nhánh RLC .
- Cơng suất của dòng điện XC .
SẢN XUẤT - TRUYỀN
TẢI
ĐIỆN NĂNG
- Máy phát điện một pha .
- Máy phát điện ba pha .
- Truyền tải điện năng .
- Máy biến áp .
SỬ DỤNG DỊNG ĐIỆN
XOAY CHIỀU
Động cơ khơng đồng bộ một
pha .
Động cơ khơng đồng bộ ba
pha .
Luyện thi Vật lí 12 – Năm học 2010 – 2011
Giãn đồ
Fre - nen
0
I



ϕ
−=
0
U

L
U
0


LC
U
0


0
U
 0
C
U
0

( U
0L
> U
0C
)

cd
cd
Zr
r
Z
r
+
==
ϕ
.
♦ Cơng suất tiêu thụ của cuộn dây :
rIP
2
=
.
Ví dụ : Mạch RLC, trong đó cuộn dây độ tự cảm L và điện trở thuần r thì ta có:
+ Tổng trở : Z =
22
)()(
CL
ZZrR
−++
. + Góc lệch pha xác định bởi : tan
ϕ
=
rR
ZZ
CL
+
−

ϕωϕω
+=+=
.
2. Cực đại của dòng điện và cực đại của điện áp :
•
C
C
L
LR
Z
U
Z
U
R
U
Z
U
II
0000
0
2 =====
. •
ZIU
00
=
;
RIU
R 00
=
;

→ ϕ > 0 : u sớm pha hơn i (mạch có tính cảm kháng)
+ Nếu Z
L
< Z
C
→ ϕ < 0 : u trể pha hơn i (mạch có tính dung kháng)
+ Nếu Z
L
= Z
C
→ ϕ = 0 : u và i cùng pha (mạch có hiện tượng cộng hưởng)
GV : Nguyễn Kiếm Anh - Trường THPT An Mỹ - BD . Trang 2
R
U
0

ϕ
Luyện thi Vật lí 12 – Năm học 2010 – 2011
• Với R = 0 : + Nếu Z
L
> Z
C
→ ϕ = +
2
π

+ Nếu Z
L
< Z
C

II. Biết biểu thức điện áp u , viết biểu thức dòng điện i :
- Xác định I
0
- Xác định góc lệch pha
ϕ

→
pha(i)
- Hồn thành biểu thức .
Giả sử biểu thức điện áo đã biết có dạng :
{ }
)(cos)cos(
00
uphaUtUu
u
=+=
ϕω
Thì biểu thức dòng điện sẽ có dạng :
{ }
)(cos)cos(
00
iphaItIi
u
=−+=
ϕϕω
III. Biết biểu thức điện áp trên một đoạn của mạch điện , viết biểu thức điện áp trên một đoạn khác của
mạch điện :
Tiến hành theo các bước sau
- Từ biểu thức điện áp và các dự kiện đã cho
→

=
; U = U
0
/
2
.
+ Nếu đã biết
R
U
,
C
U
,
L
U
thì xác đònh U bằng công thức :
22
)(
CLR
UUUU
−+=
.
+ Trong mạch điện R , L , C nối tiếp, điện áp trên R ln có giá trị :
UU
R
≤
.
• Khi biết số chỉ của các vôn kế mắc trên đoạn mạch nối tiếp thì ta có thể dùng giản đồ véc tơ để xác đònh số chỉ
của vôn kế mắc vào hai đầu đoạn mạch .
B. PP tìm số chỉ cực đại của vôn kế khi một đại lượng của mạch điện thay đổi :

- Điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm và trên tụ điện có giá trị bằng nhau :
CLCL
Z
R
U
Z
R
U
UU ..
===
- Các điện áp tức thời :
uu
R
=
;
0
=+
CL
uu
.
Dạng 2 : Trường hợp mạch điện có L thay đổi , tìm L khi U
L(max)
và giá trị U
L(max)

- Điện áp hiệu dụng trên L :
22
)(
.
.

C
L
CL
L
L
Z
Z
Z
ZR
U
Z
ZZ
Z
R
U
U
→
Y
U
XZXZR
U
U
CC
L
=
+−+
=
1.2).(
222
. Với :

−=−=
⇒ kết quả :
C
C
L
Z
ZR
Z
22
+
=

a
b
c
U
a
U
Y
U
U
L
4
4
2
(min)
(max)
−
=
∆

(max) CR
R
L
UU
U
U
U
+=
D ạng 3 : Trường hợp mạch điện có C thay đổi , tìm C khi U
C(max)
và giá trị U
C(max)
Tương tự như trên ta suy ra được các kết quả sau :
U
C(max)
⇔
L
L
C
Z
ZR
Z
22
+
=
và :
22
(max) LC
ZR
R

22
2
2
)(
.
CL
ZZR
UR
RI
−+
=
(∗)
a/ Trường hợp R không đổi , L hoặc C hoặc f thay đổi :
• P
max

CL
ZZ
=
(Tức là mạch có hiện tượng cộng hưởng điện).
• Giá trị cực đại của cơng suất là :
R
U
P
2
max
=
b/ Trường hợp L , C , f không đổi ; R thay đổi : Tiến hành biến đổi như sau
Từ biểu thức (∗) → P =
R

⇔
CL
ZZR
−=

• Trò cực đại của công suất là :
R
U
P
2
2
max
=

- Khi R tăng từ 0 đến giá trị
CL
ZZR
−=
thì cơng suất tăng từ 0 đến
R
U
P
2
2
max
=

- Khi R tăng từ giá trị
CL
ZZR

rR
U
P
+
=
2
max

d/ Khi mạch có (r, L) , C , f không đổi ; R thay đổi thì cơng suất của đoạn mạch có giá trị :
• P
max

CL
ZZrR
−=+
hay
rZZR
CL
−−=
; • Trò cực đại của công suất là :
)(2
2
max
rR
U
P
+
=

e/ Khi mạch có (r, L) , C , f không đổi ; R thay đổi thì cơng suất trên R có giá trị :

- ϕ
i
2/ S ự lệch pha giữa hai điện áp trên mạch điện xoay chiều RLC :
Xét hai đoạn mạch (1) và (2) trên cùng một đoạn mạch RLC, ta có:
• Góc lệch pha của u
1
và của u
2
đối với dòng điện i được xác đònh bởi công thức :
tgϕ
1
=
1
11
R
ZZ
CL
−
; tgϕ
2
=
2
22
R
ZZ
CL
−
• Góc lệch pha của u
1
đối với u

2
±
2
π
⇒ tgϕ
1
= −
2
1
ϕ
tg
GV : Nguyễn Kiếm Anh - Trường THPT An Mỹ - BD . Trang 5
Luyện thi Vật lí 12 – Năm học 2010 – 2011
Chú ý : Để xác đònh độ lệch pha của hai hiệu điện thế tức thời của hai đoạn mạch khác nhau trên cùng một mạch
điện RLC ta có thể dùng phương pháp giản đồ véc tơ, lấy trục dòng điện làm gốc.

CHỦ ĐỀ 5 : NHẬN BIẾT CẤU TẠO CỦA MỘT HỘP KÍN
Kiến thức & Phương pháp:
Để nhận biết cấu tạo của một hộp kín X chứa một hoặc hai phần tử trong 3 phần tử R ,L, C. Ta cần dựa vào các
dấu hiệu đặc trưng của từng đoạn mạch :
+ Dấu hiệu về độ lệch pha , hiện tượng cộng hưởng. . . .
+ Dấu hiệu về cường độ dòng điện hiệu dụng, điện áp hiệu dụng.
+ Dấu hiệu về công suất tiêu thụ của mạch điện . . . .
CHỦ ĐỀ 6: SẢN XUẤT VÀ CHUYỂN TẢI ĐIỆN NĂNG
Kiến thức & Phương pháp:
I. S ẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG :
1/ Suất điện động cảm ứng :
- Từ thông tưcù thời qua một vòng dây (chọn gốc thời gian là lúc
B


NNBSE
ωω
2 / Suất điện động xuất hiện trong cuộn dây của phần ứng của máy phát điện xoay chiều là :

tN
dt
d
Ne
o
.sin...
1
ωω
Φ=
Φ
−=
, hay






−=






−Φ=

0
π
ω
tU
; với U
0
=
00
..
Φ=
NE
ω
.
3/ Tần số dòng điện do máy phát ra :
pnf .
=
; p là số cặp cực của máy phát điện , n (vòng/s) là tốc độ
quay của rôto .
4/ Mắc sao và mắc tam giác :
- Mắc sao có : U
d
=
.3
U
p
; I
d
= I
p
;

2
= P
2
.
ϕ
22
cosU
R
GV : Nguyễn Kiếm Anh - Trường THPT An Mỹ - BD . Trang 6
U P Đường dây tải điện U’ P’
l ;
∆
U
Luyện thi Vật lí 12 – Năm học 2010 – 2011
4/ + Độ giảm thế trên dây dẫn :
∆
U = U – U’ .

+ Hiệu suất chuyển tải : H =
P
PP
hp
−
.100%
5/ Máy biến thế :
+ Bỏ qua diện trở thuần của các cuộn sơ cấp và thứ cấp, ta có:
2
1
2
1


IV. BÀI TẬP LUYỆN TẬP
Bài 1 : Một mạch điện xoay chiều gồm R = 100Ω nối tiếp với một tụ điện có điện dung
FC
π
4
10
−
=
. Đặt vào hai
đầu mạch điện này một điện áp xoay chiều ln ln khơng đổi là :
tu .100cos2200
π
=
(V)
1/ Tính tổng trở của mạch điện .
2/ Viết biểu thức dòng điện tức thời trong mạch .
3/ Viết biểu thức điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở R và giữa hai bản tụ điện .
4/ Nối tiếp vào trong đoạn mạch một cuộn thuần cảm có độ tự cảm L bằng bao nhiêu thì
a/ Đoạn mạch có dòng điện cùng pha với điện áp
b/ Đoạn mạch có dòng điện trể pha
4
π
so với điện áp .
Đáp số : .........................................................................................................................................................................
Bài 2 : Một mạch điện xoay chiều gồm
3100
=
R
Ω nối tiếp với một tụ điện có điện dung

ω
=
(V) . Các điện áp hiệu dụng là
R L ,r C
13
=
AM
U
(V) ;
13
=
MN
U
(V) ;
65
=
NB
U
(V) . A• • ∂∂∂∂ • •B
Cơng suất tiêu thụ của mạch điện là 25 W . M N
1/ Xác định điện trở thuần r và cảm kháng của cuộn dây ?
2/ Xác định cường độ dòng điện hiệu dụng và hệ số cơng suất của đoạn mạch
Đáp số : .........................................................................................................................................................................
GV : Nguyễn Kiếm Anh - Trường THPT An Mỹ - BD . Trang 7