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
Cuộn cảm thuần L cho dòng điện không đổi đi qua hoàn toàn (không cản trở) và cho dòng
điện xoay chiều đi qua với điện trở (cảm kháng): Z L = ωL = 2πfL.
+ Đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp (không phân nhánh):
Hệ thức giữa các điện áp tức thời trong mạch: u = u R + u L + u C ; với u R luôn cùng pha với i,
u L sớm pha 2
π so với i, uC trễ pha 2
π so với i; uL và u C ngược pha với nhau nên luôn luôn trái
dấu nhau.
Giãn đồ Fre-nen: Nếu biểu diễn các điện áp xoay chiều trên R, L và C bằng các véc tơ
và
U → R
, U →
L
U → C
tương ứng thì điện áp xoay chiều trên đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp là: U → = U → R
+
U → L
+ U → C
.
Có thể vẽ giãn đồ véc tơ theo quy tắc hình bình hành hoặc quy tắc đa giác:
Dựa vào giãn đồ véc tơ ta thấy:
với Z =
U =
U
2
2
( )
R
+ U
L
−U
C
= I.
- Trang 72/233 -
2
2
R + (ZL
- ZC
) = IZ;
2
2
R + (ZL
- ZC
) gọi là tổng trở của đoạn mạch RLC.
Độ lệch pha ϕ giữa u và i xác định theo biểu thức:
Z
L
− Z
C U
L
−U
tanϕ = =
R U
Cường độ hiệu dụng xác định theo định luật Ôm: I = Z
U .
* Biểu thức điện áp xoay chiều, cường độ dòng điện xoay chiều
Nếu i = I 0 cos(ωt + ϕ i ) thì u = U 0 cos(ωt + ϕ i + ϕ).
Nếu u = U 0 cos(ωt + ϕ u ) thì i = I 0 cos(ωt + ϕ u - ϕ).
U0
Với I 0 =
Z ; tanϕ = Z
L
− Z
C
R
R
C
.
; ϕ = ϕ u - ϕ i : là độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện.
+ Cộng hưởng trong đoạn mạch RLC: Khi Z L = Z C hay ωL =
hưởng điện. Khi có cộng hưởng điện thì:
Z = Z min = R; I = I max = R
U ; P = Pmax =
1
ωC
U 2 ; ϕ = 0; cosϕ = 1; U R = U.
R
thì có hiện tượng cộng
Khi đoạn mach RLC đang có cộng hưởng mà tăng hay giảm tần số của dòng điện thì tổng
trở Z của đoạn tăng, cường độ hiệu dụng giảm, hệ số công suất giảm, công suất giảm, điện áp
hiệu dụng giữa hai đầu điện trở thuần giảm.
+ Các trường hợp khác:
Khi Z L > Z C thì u nhanh pha hơn i (đoạn mạch có tính cảm kháng). Nếu đoạn mạch đang có
tính cảm kháng mà tần số của dòng điện tăng thì tổng trở Z của đoạn mạch tăng.
Khi Z L < Z C thì u trể pha hơn i (đoạn mạch có tính dung kháng). Nếu đoạn mạch đang có
tính dung kháng mà tần số của dòng điện giảm thì tổng trở Z của đoạn mạch tăng.
Chú ý: Nếu trong đoạn mạch có nhiều phần tử R, L, C mắc nối tiếp thì trong các hệ thức của
định luật Ôm ta đặt R = R 1 + R 2 + ...; Z L = Z L1 + Z L2 + ...; Z C = Z C1 + Z C2 + ... . Nếu mạch