www.truongthi.com.vn Lớp học qua mạng Bài 12: Dòng điện xoay chiều A/ Trả lời cầu hỏi kỳ trước: 1. Sóng âm là sóng dọc do đó các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền âm Trong hiện tượng giao thoa, ta tổng hợp hai giao động theo quy tắc UU tức là ta đã tổng hợp 2 giao động điều hoà xảy ra trên cùng 1 phương. Vậy dể có kết quả về giao thoa như trong bài học thì 2 âm gặp nhau phải có cùng phương giao động nghĩa là hiện tượng giao thoa sóng âm chỉ xảy ra trên đường thẳng nối 2 nguồn âm. Ngoài đường thẳng đó sẽ không thu được kết quả giao thoa như giao thoa trên mặt chất lỏng. 1M U=+ 2 2. Bài tập: a) Tính λ và f: Khi dịch chuyển ổng từ vị trí cộng hưởng (giao động cực đại) đến vị trí âm gần như tắt hẳn (biên độ giao động cực tiểu) thì khoảng cách này chính là khoảng cách giữa 1 bụng và 1 nút kế nhau, bằng ¼ λ . Vậy: λ /4 =0,51 – 0.34 = 0,17m => λ = 4.0,17 = 0,68m => f= V/ λ =340/0,68=500Hz b) Chiều dài AB Trong ống (không kể A) có 3 bụng sóng => vì có cộng hưởng âm => A là bụng thứ 4: k=3 AB = (2k + 1) λ /4 = (2.3 + 1) λ /4 = 7.0,68/4 = 1,19m Trạng thái dao động tại C Từ phương trình sóng dừng Uc = dl 2asin2 os2 (ft - )c ππ λλ ở đây d = BC = 1,19 – 0,255 = 0,935m Uc = 0,935 1,19 2asin2 . os2 (500t - 0,68 0,69 c ππ ) = 2a 3 2 ) os(100 t - 4 + ) 42 c ππ πππ + sin( = d C A B Môn Vật Lý Thầy giáo Đỗ Lệnh Điện Trường PTTH Hà Nội – Amsterdam. www.truongthi.com.vn Lớp học qua mạng 2a 3 os(100 t + ) 42 c ππ π sin = 2 os(100 t + ) 2 ac π π Dao động tại C có biên độ băng 2 lần biên độ của nguồn và sơm pha hơn nguồn λ /2. B. Bài giảng Dòng điện xoay chiều I. Cách tạo ra dòng điện xoay chiều Cho 1 khung dây quay đều trong 1 từ trường đều => trong khung xuất hiện suất điện động cảm ứng: ( ) sin( ) Eosin( t+ )etNBS t φ ωω ϕ ω ϕ =− = + = trong đó: Eo = NBS ; pha ban đầu ω ϕ phụ thuộc điều kiện ban đầu II. Mạch xoay chiều có R, L, C nối tiếp 1. Tổng trở: 22 () Lc ZRZZ=+− Lưu ý: Nếu cho trước L, C Hai số chỉ có 1 giá trị duy nhất Z Nều biết Z, R và 1 trong 2 hai đại lượng Z L , Z C thì số có hai giá trị khác nhau của đại lượng cùng thoả mãn bài toán 22 LC Z ZZ−= −R 2. Góc lệch pha giũa u và i là ϕ Với tg ϕ = LC Z Z R − ϕ >o thi u sớm pha hơn i ; ϕ <o thi u trễ pha hơn i Chú ý : Trong các bài tập, bài thi, thông thường người ta cho biểu thức của u trước và yêu cầu viết biểu thức của i sau vì thế nều tính theo công thức trên, khi ϕ <o trong biểu thức của i phải lấy giá trị (+) và ngược lại Ví dụ: Cho mạch điện như hình vẽ, hiệu điện thế đặt vào mạch 200 2 sin100 ( )ut π = v K 2 C 2 K 1 C 1 L,R 2 R 1 A U R 1 = 50 Ω C 1 = 44 2 21 10 , 10 3 FC ππ −− = F R A không đáng kể + Khi K 1 đóng, K 2 mở chỉ 98 5 A và i trễ pha hơn u góc 1 ϕ : A Môn Vật Lý Thầy giáo Đỗ Lệnh Điện Trường PTTH Hà Nội – Amsterdam. www.truongthi.com.vn Lớp học qua mạng + Khi K 1 mở, K 2 đóng: i sớm pha hơn u góc 21 2 π ϕϕ =− a) Tính R 2 , L, 1, 2 ϕϕ b) Đóng cả 2K, Ămpe kế chỉ bao nhiêu? viết biểu thức của i Giải: a) Tính R 2 , L, 1, 2 ϕϕ : Z C1 = 4 1 11 50 2 10 .100 C ω π π − ==Ω 2 4 2 11 300 2 10 100 C Z C ω π π − == =Ω K 1 đóng K 2 mở: Tổng trở của mạch 200 50 5 0,8 5 U Z I == = Ω Từ 22 2 12 ( ) (50 5) (50 ) ( 50) Lc L ZRZZ R Z=+− ⇒ =++− 2 (1) I trước pha hơn u => U L > U C :tg 1 1 12 50 Lc L ZZ Z 2 50 R RR ϕ − − == ++ (2) U L U → U → R U → 1 ϕ I C → K 1 mở, K 2 đóng: i sớm pha hơn u => U C >U L => Về độ lớn 2 2 12 2 300 50 CL L ZZ Z tg R RR ϕ − − == ++ (3) Theo Giả thiết: 212 cot 2 tg π 1 g ϕϕϕ ϕ =−⇒ = do đó 12 1tg tg ϕϕ = (4) Vậy 1= 2 2 22 50 300 . (50 ) ( 50)(300 ) 50 50 LL LL ZZ R ZZ RR −− ⇔+ =− − ++ C U → → L U 2 ϕ I → U → U → Môn Vật Lý Thầy giáo Đỗ Lệnh Điện Trường PTTH Hà Nội – Amsterdam. www.truongthi.com.vn Lớp học qua mạng Từ (1) và (4) 22 (50 5) ( 50)(300 ) ( 50) 2500 5 ( 50)(300 50) ( 50)250 2500.5 50 100 250 100 1 100 LLL LLLL L L ZZZ xZ ZZ Z Z Z LH ωππ =− −+− =− −+−=− ⇔= +=Ω == = Thay vào (4) 2 2 22 1 11 12 21 (50 ) (100 50)(300 100) 50.200 0 50 50.200 100 50 100 50 1 0,464 50 50 2 1,57 0, 464 1,106 2 Lc R RR R ZZ tg rad RR rad ϕϕ π ϕϕ +=− −= > ⇒ += = Ω⇔=Ω − − ===⇒ ≅ ++ =−= − = b) Đóng cả 2 K C=C 1 +C 2 = 44 21 7 ( )10 10 33 F ππ π −− += 4 222 12 2 1 300 7 7 10 3 300 ( ) ( ) 100 (100 ) 7 3 100. 65 100 1 (1 ) 77 c LC Z ZRR ZZ π − ==Ω =++−= +− =+−= Ω 2 ămpe kế chỉ 12 200 200.7 1, 763 100 65 / 7 100 65 100 300 / 7 7 100 4 0,519 0 LC U I A Z ZZ RR rad ϕ ϕ == = ≅ −− == = + ≅>⇒ tg i trước pha hơn u Biểu thức của i: 2 sin( ) 1, 736 2 sin(100 0,519)t t A ωϕ π =−= −iI 3. Công suất cuả dòng xoay chiều Môn Vật Lý Thầy giáo Đỗ Lệnh Điện Trường PTTH Hà Nội – Amsterdam. www.truongthi.com.vn Lớp học qua mạng Công suất tiêu thụ trong mạch xoay chiều P=UIcosϕ từ giản đồ vectơ: 1 RR os = ZZ cPUI ϕ ⇒ == IR Như vậy công suất tiêu thụ trong mạch xoay chiều chỉ là công suất tiêu thụ trên điện trở R, còn Z L ,Z C không tiêu thụ công suất. Chú ý: Dù u sớm pha hơn i hay trễ pha hơn i thì cosϕ có giá trị như nhau. Do đó nêư biết cosϕ ta chưa thể xác định được u sớm pha hơn i hay ngược lại. Ví dụ 2: A L U C R V 240 2 sin100 75 , ut RR π = =ΩΘ≈∞ Cuộn dây thuần cảm có 1 L π = H Biết hệ số công suất của mạch bằng 2 2 B a) Tính C và số chỉ vônkế b) viết biểu thức của i và cảu U AB trong 2 trường hợp. Tính công suất tiêu thụ . Giải : a) Tính C và chỉ số vônkế 22 2 22 1 2 1 100 100 R2 os = 2 75 2 Z2 () (75 2) 75 75 100 75 25 100 75 100 75 175 L LC LC C C C ZL cZR 2 Z RZZ ZZ ZR Z Z Z ωπ π ϕ == =Ω =⇔= = Ω =+− ⇔−=− =−=Ω =−=Ω  −=⇒  =+=Ω  Có 2 giá trị của C Môn Vật Lý Thầy giáo Đỗ Lệnh Điện Trường PTTH Hà Nội – Amsterdam. www.truongthi.com.vn Lớp học qua mạng 4 1 1 5 2 2 11 1, 27.10 25.100.3,14 11 1,82.10 175.100.3,14 240 1, 6 2 75 2 C C CF Z CF Z U IA I ω ω − − == ≅ == ≅ == = Nếu Z C1 = 25Ω thì 2 222 1 75 25 25 10 AB C ZRZ=+= += Vônkế chỉ 1, 6 2.25 10 80 5 178, 9 AB AB Z== = ≈UI V Nếu Z C2 = 175Ω 22 22 75 175 25 3 7 25 9 49 190,4 AB Z =+= +=+≈Ω Vônkế chỉ 1, 6 2 190, 4 403,8 AB AB Z x== =UI V b) Viết biểu thức của i, u Từ 2 os = 2 ϕ c => về độ lớn 4 π ϕ = Trường hợp 4 1 1, 27.10CF − = Z c1 <Z L => i trễ pha hơn u 1 21,62.23,2 3, 2sin(100 ) 4 o I IA it π π == = =−A L U → U → R U → V U → 1C U → ϕ 2 ϕ 1 U V trễ pha hơn i góc ϕ 2 11 22 R 25 1 0,322 75 3 Cc UZ tg rad UR ϕϕ ====⇒ ≈  U AB trễ pha hơn u góc ϕ 1 + ϕ 2 =π/4 + 0,322 = 1,107rad  178,9 2 sin(100 1,107) AB π =−Ut V Trường hợp C 2 = 1,82.10 -5 F Z C2 >Z L => i sớm pha hơn u 2 3, 2sin(100 ) 4 π π =+it A U C ϕ 2 ϕ U L U R U AB trễ pha hơn u gócϕ 2 2 2 2 175 350 7 75 150 3 1,166 c Z tg R rad ϕ ϕ === = = U V U AB trễ pha hơn u ϕ 2 - ϕ 1 =1,166 - π/4 = 0,381 rad Môn Vật Lý Thầy giáo Đỗ Lệnh Điện Trường PTTH Hà Nội – Amsterdam. www.truongthi.com.vn Lớp học qua mạng Môn Vật Lý Thầy giáo Đỗ Lệnh Điện Trường PTTH Hà Nội – Amsterdam. 403,8 2 sin(100 0,381)( ) AB π =−Ut V Công suất tiêu thụ: 2 os =240.1,6 2. 384w 2 PUIc ϕ == Câu hỏi và bài tập về nhà: 1) Làm thế nào để nhận biết cuộn dây trong mạch co điện trử hay không ? 2) Bài tập: Một khung dây hình chữ nhật kích thước 15cmx20cm gồm 200 vòng dây quay đều trong 1 từ trường đều B=0,15T với tốc độ 3000vòng/phút. a) viết biểu thức của suất điện động cảm ứng trong khung. lấy thước điểm là t=0 là lúc mật khung vuông góc với đường sức. b) tính e tại các thời điểm t 1 =0,005s và t 2 =0,01s 3) Làm các bài tập trong bộn đề thi tuyển sinh 43(2), 4(2), 2(2) . giảng Dòng điện xoay chiều I. Cách tạo ra dòng điện xoay chiều Cho 1 khung dây quay đều trong 1 từ trường đều => trong khung xuất hiện suất điện động. mạch xoay chiều P=UIcosϕ từ giản đồ vectơ: 1 RR os = ZZ cPUI ϕ ⇒ == IR Như vậy công suất tiêu thụ trong mạch xoay chiều chỉ là công suất tiêu thụ trên điện