Sơ lược kiến thức trọng tâm Vật Lý 12 - 2015 (Bài tập tự luyện theo từng chương)

Sơ lược kiến thức trọng tâm Vật Lý 12
DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
CHƯƠNG IV. DÒNG ĐIỆN N XOAY CHIỀU
A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. Dòng điện xoay chiều.
* Dòng điện và điện áp xoay chiều
Điện áp xoay chiều là điện áp biến thiên tuần hoàn với thời gian theo qui luật của hàm số sin
hay côsin với dạng tổng quát:
u = U 0 cos(ωt + ϕ u ).
Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến thiên tuần hoàn với thời gian theo qui
luật của hàm số sin hay côsin với dạng tổng quát: i = I 0 cos(ωt + ϕ i ).
Trong một chu kì T dòng điện xoay chiều đổi chiều 2 lần, trong mỗi giây dòng điện xoay
chiều đổi chiều 2f lần (với f tính ra Hz).
* Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều
Tạo ra dòng điện xoay chiều bằng máy phát điện xoay chiều dựa trên hiện tượng cảm ứng
điện từ:
Khi từ thông qua một cuộn dây biến thiên theo thời gian với biểu thức: φ = NBScos(ωt + ϕ)
= Φ 0 cos(ωt + ϕ), thì trong cuộn dây xuất hiện một suất điện động:
dφ π
e = - = - φ’ = ωNBSsin(ωt + ϕ) = E0 cos(ωt + ϕ - ).
dt
2
Nếu cuộn dây nối với một mạch ngoài thành một mạch điện kín thì trong mạch sẽ xuất hiện
một dòng điện xoay chiều: i = I 0 cos(ωt + ϕ i ).
* Các giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều
Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều bằng cường độ của một dòng điện không đổi,
nếu cho hai dòng điện đó lần lượt đi qua cùng một điện trở R trong những khoảng thời gian
bằng nhau đủ dài thì nhiệt lượng tỏa ra bằng nhau.
I0
U
0
+ Cường độ hiệu dụng, điện áp hiệu dụng và suất điện động hiệu dụng: I = ; U = ; E =
2 2
E
0 .
2
+ Ampe kế và vôn kế đo cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều dựa vào tác dụng nhiệt của
dòng điện nên gọi là ampe kế nhiệt và vôn kế nhiệt, số chỉ của chúng là cường độ hiệu dụng và
điện áp hiệu dụng của dòng điện xoay chiều.
+ Khi tính toán, đo lường, ... các mạch điện xoay chiều, chủ yếu sử dụng các giá trị hiệu dụng.
* Các loại đoạn mạch xoay chiều
U
+ Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần: u R cùng pha với i; I = R
.
R
π U
+ Đoạn mạch chỉ có tụ điện: u C trể pha hơn i góc ; I =
C ;
2 Z
C
1 1
với Z C = = là dung kháng của tụ điện. Khi tần số của dòng điện xoay chiều tăng (f,
ωC
2πfC
ω tăng) thì dung kháng của tụ điện giảm.
Tụ điện C không cho dòng điện không đổi đi qua (cản trở hoàn toàn), nhưng lại cho dòng
1 1
điện xoay chiều đi qua với điện trở (dung kháng): Z C = = .
ωC
2πfC
π U
+ Đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần: u L sớm pha hơn i góc ; I =
L ; với ZL = ωL = 2πfL là
2 Z
L
cảm kháng của cuộn dây. Khi tần số của dòng điện xoay chiều tăng (f, ω tăng) thì cảm kháng
của cuộn dây tăng.
- Trang 71/233 -