CÔNG THỨC GIẢI NHANH CHƯƠNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I DẠNG 1: CÁCH TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU SUẤT ĐIỆN ĐỘNG XOAY CHIỀU Suất điện động xoay chiều Từ thông   Tại t = 0,   n,B  = NBScos(t + ) = 0cos(t + ) Trong đó: 0 từ thông cực đại gửi qua khung (Wb) N: tổng số vòng dây B: cảm ứng từ (T) S: diện tích khung dây (m2) Suất điện động xoay chiều tức thời: e = - ’ = 0sin(t + ) = E0cos(t +  +  ) Liên hệ suất điện động xoay chiều tức thời từ thông qua mạch 2     e      1     E0  Chu kì tần số biến đổi suất điện động liên hệ với tần số góc  công thức: T 2  s; f   Hz   2 Chú ý: Nếu tốc độ quay vòng/phút vòng/phút = 1/60 Hz Điện áp xoay chiều – Dòng điện xoay chiều Biểu thức điện áp tức thời: u  U0 cos  t  u  (V) Biểu thức cường độ dòng điện tức thời: i  I0 cos  t  i  (A) Độ lệch pha u so với i:  = u - i  Nếu  > u sớm pha i  Nếu  < u trễ pha i  Nếu  = u pha i Các giá trị hiệu dụng: I  I0 ;U  U0 ;E  E0  Các giá trị tức thời u,i, e nhận giá trị âm, dương  Các giá trị hiệu dụng I, U, E giá trị cực đại I0, U0, E0 dương Một số ý: Dòng điện xoay chiều i  I0 cos  t  i  Mỗi giây dòng điện đổi chiều 2f lần Nếu pha ban đầu φi = - π/2 φi = π/2 giây đổi chiều 2f - lần II DẠNG 2: TÍNH TOÁN CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Đoạn mạch Chỉ có R Định luật Ôm cho đoạn mạch I UR  UR  RI R Quan hệ u i – Giản đồ vecto u  U0 cos  t  i  I0 cos  t  uR pha với i:   u i u i   hay   U0 I0 U I Biểu diễn vecto quay: R Chú ý Đồ thị uR theo i (hoặc ngược lại) có dạng đoạn thẳng qua gốc tọa độ Nhiệt lượng tỏa điện trở R thời gian t là: R Q  I2Rt Cuộn dây cảm có L I UL  UL  ZL I ZL Cảm kháng: ZL = L. UL nhanh pha i góc /2: u  U0L cos  t      i  I0 cos  t   2   2 2 u   i  u  i   L      hay  L       UL   I   U0L   I0  Đồ thị uL theo i đường elip Đồ thị ZL theo L đường thẳng qua gốc tọa độ Biểu diễn vecto quay: Chỉ có C I UC  UL  Z C I ZC uC chậm pha i góc /2: u  U0C cos  t      i  I0 cos  t   2   Dung kháng: ZC = 1/ (C.) 2 2 u   i  u  i   C      1hay  C       U0C   I0   UC   I  Đồ thị uC theo i đường elip Đồ thị ZC theo C đường hypebol Biểu diễn vecto quay: U RLC mắc nối I  U  Z.I tiếp Z Điện áp mạch: U  UR2   UL  UC  Với tổng trở mạch là: Z  R   ZL  Z C  2  U0  U0R   U0L  U0C  Định luật Ôm: I0  U0 U0R U0L U0C    I Z R ZL ZC Hay I  U UR UL UC    Z R ZL Z C Độ lệch pha: tan   UL  UC ZL  Z C  ;   u  i UR R Biểu diễn vecto quay: Khi UL > UC hay ZL > ZC u nhanh pha i góc φ  Khi ta nói mạch có tính cảm kháng Khi UL < UC hay ZL < ZC u nhanh pha i góc φ  Khi ta nói mạch có tính dung kháng RLC nối tiếp (cuộn dây có điện trở r) I Điện áp mạch: U  U  Z.I Z U Với tổng trở mạch là: Z R  r    ZL  Z C  U R  Ur   U Định luật Ôm: I  L  UC  U UR UL UC Ur     Z R ZL Z C r Độ lệch pha: UL  UC ZL  Z C  tan   U  U  R  r  R r ;   u  i  U  U R r cos   R r   U Z III DẠNG 3: CÔNG SUẤT CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT Công suất U2 R ( độ lệch pha u i) Z2 U R U Hệ số công suất: cos    R  0R Z U U0 P  UI cos   RI2  Điện tiêu thụ mạch điện W = P.t = RI2.t Chú ý Với mạch LC cosφ = , mạch không tiêu thụ điện P = Hiện tượng cộng hưởng: Điều kiện để có tượng cộng hưởng:   hay LC2  LC Khi đó:  Z = Zmin = R: tổng trở cực tiểu  I = Imax = U/R: cường độ dòng điện cực đại  UL = U C , U = U R   = 0: u I đồng pha, uR pha u  cos = 1: hệ số công suất cực đại  P = Pmax = I2R = UI = U2/R: công suất tiêu thụ cực đại IV DẠNG 4: BÀI TOÁN CỰC TRỊ TRONG MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU R BIẾN THIÊN Tìm R để có Pmax L BIẾN THIÊN Tìm L để có cộng hưởng (Imax hay Pmax) R  R  ZL  Z C ZL  Z C  L    U2 U2  Pmax  2R ZL  Z C     u/i      cos      tan   1 Khi R = R1 R = R2 P1 = P2   R R  Z  Z L C  2  U  R1  R  P   tan 1 tan 2        2C C BIẾN THIÊN 1.Tìm C để có cộng hưởng (Imax hay Pmax) Z C0  Z L  C  2L  BIẾN THIÊN Tìm  để có cộng hưởng (Imax hay Pmax) Z C0  ZL  02  LC  U2 Pmax  R  u/i   tan   0;cos    U Imax   R  U2 Pmax  R  u/i   tan   0;cos    U Imax   R  U2 Pmax  R  u/i   tan   0;cos    U Imax   R Khi L = L1 L = L2 P1 = P2 (hay I1 = I2) Khi C = C1 C = C2 P1 = P2 (hay I1 = I2) Khi  = 1  = 2 P1 = P2 (hay I1 = I2) ZC  ZL1  ZL2  L c /huong L  L2  ZL  Z C1  Z C2  C c /huong  2C1 C C1  C 1.2  LC Mối liên hệ R1, R2, R0 R 20  R1.R Tìm R để URmax (RLrC) Mối liên hệ L1, L2, L0 ZL20  ZL  ZL 2  ZC Tìm L để ULmax Mối liên hệ C1, C2, C0 Z 2C0  Z C  Z C2 Tìm C để UCmax   R  ZL2 Z   C ZL   U R  ZL2 UCmax  R   U  URL  2 2 UC max  U  UR  UL U2  U  U  U  C C L    Với C = C1 C = C2 UC có giá trị UCmax R  ZL  Z C  r 1 1      ZL  Z L1 Z L  2L1L L  L1  L 1 1      Z C0  Z C1 Z C2  C  C2 C Tìm L để URLmax Tìm C để URCmax U R  r  L R2  C L R2 C   L C ULmax  UCmax Với L = L1 L = L2 UL có giá trị ULmax  C Tìm  để UCmax 5.(RLrC) Xác định R để công suất mạch cực đại Tìm  để ULmax L   R  Z 2C Z L  ZC   U R  Z 2C ULmax  R   U  URC  2 2 UL max  U  UR  UC U2  U  U  U  L L C     Pmax 1.2  02  ZL   2 R  r   ZL  Z C   U2  Pmax  R  r    U2   r   ZL  Z C   2r  U2  ZL  Z C Mối liên hệ 1, 2, 0  Z  4R  Z 2C  ZL  C   2UR URL max  4R  Z 2C  Z C   2U.L R 4LC  R C U   1 C   L  * Mối liên hệ L, C, 0 L C  02  LC Cho hai tần số góc 1, 2 có giá trị UL Tìm  để ULmax L  fL  212 22 ; 12  22 2f12 f22 f12  f22 Cho hai tần số góc 1, 2 có giá trị UC Tìm  để UCmax Lưu ý: R L mắc liên tiếp  Z  4R  Z 2C  ZC  L   2UR URC max  4R  ZL2  ZL  Xác định L để URC không phụ thuộc vào R Khi ZL = 2ZC C  fC  12  22 ; f12  f22 Lưu ý: R C mắc liên tiếp Xác định L để URL Khi có 1, 2 I không phụ thuộc vào I1  I2  m ax R n UR Khi ZC = 2ZL UR1  UR  Khi đó: R  V max n L 1  2 n2  DẠNG 5: CÁC DẠNG KHÁC Máy phát điện xoay chiều pha Tần số dòng điện máy phát ra: f  np 60 (p: số cặp cực, n: số vòng quay roto/phút) f = np (n: số vòng quay roto/giây) Máy phát điện xoay chiều ba pha  Nguồn tải mắc hình sao: Ud  3Up Id  Ip Nguồn tải mắc hình tam giác: Id  3Ip  Ud  Up Máy biến áp U1 N1 I2 E1    k U2 N2 I1 E2 Nếu k > 1: N1 > N2  U1 > U2: máy hạ áp Nếu k < 1: N1 < N2  U1 < U2: máy tăng áp Hiệu suất máy biến áp: H  P2  U2I2 cos 2 P1 U1I1 cos 1 Chú ý Máy biến áp tăng điện áp lần làm giảm dao động nhiêu lần ngược lại Công suất hao phí trình truyền tải điện P  P  P '  RI2  RP U2 cos   Hiệu suất truyền tải điện: H  P '   P P P Trong đó: P: công suất truyền nơi cung cấp; U: điện áp nơi cung cấp; cosφ: hệ số công suất dây tải điện (thông thường cosφ = 1); 2l điện trở tổng cộng dây tải điện (lưu ý: dẫn điện dây) R  S Trường học Trực tuyến Sài Gòn (iss.edu.vn) có 800 giảng trực tuyến thể đầy đủ nội dung chương trình THPT Bộ Giáo dục - Đào tạo qui định cho môn học Toán - Lý Hóa - Sinh - Văn - Sử - Địa -Tiếng Anh ba lớp 10 - 11 - 12 Các giảng chuẩn kiến thức trình bày sinh động lĩnh vực kiến thức mẻ đầy màu sắc hút tìm tòi, khám phá học sinh Bên cạnh đó, mức học phí thấp: 50.000VND/1 môn/học kì, dễ dàng truy cập tạo điều kiện tốt để em đến với giảng Trường Trường học Trực tuyến Sài Gòn - "Học dễ hơn, hiểu hơn"!