Ở bài 12, họ đã cùng khám phá thế nào là dòng điện luân chuyển chiều. Bài xích này, romanhords.com xin trình làng tới các em về những mạch điện xoay chiều, hi vọng với những kỹ năng trọng trung ương và chỉ dẫn giải một trong những bài tập dưới đây sẽ hữu ích đối với các em.
Bạn đang xem: Vật lý 12 bài 13 lý thuyết
1. Bắt tắt lý thuyết
1.1.Mối quan hệ giới tính giữa i với u
1.2.Mạch năng lượng điện xoay chiều chỉ bao gồm điện trở
1.3.Mạch năng lượng điện xoay chiều chỉ gồm tụ điện
1.4.Mạch điện xoay chiều chỉ gồm cuộn cảm thuần
2. Bài tập minh họa
2.1. Dạng 1: xác định cường độ hiệu dụng
2.2. Dạng 2: khẳng định độ trường đoản cú cảm
3. Luyện tập
3.1. Bài tập trường đoản cú luận
3.2. Bài xích tập trắc nghiệm
3.3. Trắc nghiệm Online
4. Kết luận
- (i=I_0.cosomega t ightarrow u=U_0cos(omega t+varphi ))
- (varphi=varphi _u-varphi _i): độ lệch sóng giữa u cùng i
- Ta có:
(varphi> 0): u sớm trộn (varphi)so cùng với i.
(varphi
(varphi= 0):u thuộc pha với i.
a. điều tra khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ bao gồm điện trở
Nối hai đầu R vào năng lượng điện áp luân phiên chiều(u=U_0cosomega t)
→(i=fracuR=fracU_0Rcosomega t=fracUR.sqrt2cosomega t)
→(i=I_0cosomega t)
→(i=Isqrt2cosomega t)
b. Định chế độ Ohm trong mạch năng lượng điện xoay chiều chỉ gồm điện trở
Định luật:Cường độ hiệu dụng vào mạch điện xoay chiều chỉ bao gồm điện trở có mức giá trị bằng thương số giữa điện áp hiệu dụng và điện trở của mạch.Công thức: (I=fracUR)Nhận xét: Cường độ ngay tắp lự trong mạch cùng pha với điện áp tức thời hai đầu mạch: (u_R)cùng trộn với i.
1.3.Mạch điện xoay chiều chỉ tất cả tụ điện
a. điều tra khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ bao gồm tụ điện
Đặt điện áp u thân hai bạn dạng của tụ điện:(u=U_0cosomega t=U.sqrt2cosomega t)
Điện tích bản bên trái của tụ điện:(q=C.u=C.U.sqrt2cosomega t)
Giả sử tại thời điểm t, loại điện gồm chiều như hình vẽ, năng lượng điện tụ điện tăng lên. Sau khoảng thời gian(Delta t), năng lượng điện trên phiên bản tăng(Delta q).
→(i=fracDelta qDelta t)
Khi(Delta q,Delta t ightarrow 0)thì :(i=fracdqdtq=-omega C.U.sqrt2sinomega t)
⇔(i=omega C.U.sqrt2cos(omega t+fracpi 2))
Đặt:(I= Uomega C ightarrow i=I.sqrt2cos(omega t+fracpi 2))
Chọn:(varphi _i=0 ightarrow i=I.sqrt2cos(omega t); u=U.sqrt2cos(omega t-fracpi 2))
Đặt:(Z_C=frac1omega _C ightarrow I=fracUZ_C)
với (Z_C)là dung phòng của mạch, đơn vị chức năng là(Omega)
b. Định pháp luật Ohm trongmạch năng lượng điện xoay chiều chỉ bao gồm tụ điện
Định luật:Cường độ hiệu dụng trong mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện có mức giá trị bởi thương số của điện áp hiệu dụng thân hai đầu mạch và dung phòng của mạch.Công thức: (I=fracUZ_C)c. đối chiếu pha xấp xỉ của (u_C)và i
i sớm trộn (fracpi 2)so với (u_C)(hay (u_C)trễ trộn (fracpi 2)so cùng với i).
d.Ý nghĩa của dung kháng
(Z_C)là đại lượng thể hiện sự cản trở chiếc điện chuyển phiên chiều của tụ điện.
Dòng điện xoay chiều bao gồm tần số cao (cao tần) chuyển hẳn sang tụ điện dễ dãi hơn loại điện chuyển phiên chiều tần số thấp.
(Z_C)có tác dụng làm cho i sớm pha (fracpi 2) đối với (u_C).
1.4.Mạch năng lượng điện xoay chiều chỉ gồm cuộn cảm thuần
a.Hiện tượng từ bỏ cảm trong mạch điện xoay chiều
Cuộn cảm thuần là cuộn cảm có điện trở không xứng đáng kể, khi dòng điện luân phiên chiều chạy qua cuộn cảm sẽ xẩy ra hiện tượng từ bỏ cảm.
Khi tất cả dòng năng lượng điện i chạy sang một cuộn cảm, trường đoản cú thông từ cảm bao gồm biểu thức: (varphi =Li) với L là độ trường đoản cú cảm của cuộn cảm.
Trường hòa hợp i là một dòng năng lượng điện xoay chiều, suất điện đụng tự cảm:(e=-LfracDelta iDelta t)
Khi(Delta t ightarrow 0:e=-Lfracdidt)
b.Khảo cạnh bên mạch điện xoay chiều chỉ bao gồm cuộn cảm thuần
Đặt vào nhì đầu L một điện áp luân chuyển chiều. đưa sử i trong mạch là:(i=Isqrt2cosomega t)
Điện áp tức thời hai đầu cuộn cảm thuần:
(u=Lfracdidt=-omega L.I.sqrt2sinomega t)
→(u=omega L.I.sqrt2cos(omega t+fracpi 2))
→(u=omega L.I)
Suy ra:(I=fracUomega _L)
Đặt:(Z_L=omega _L ightarrow I=fracUZ_L)
với (Z_L)gọi là cảm chống của mạch, đơn vị là(Omega).
c. Định biện pháp Ohm trongmạch năng lượng điện xoay chiều chỉ cócuộn cảm thuần
Định luật: Trongmạch năng lượng điện xoay chiều chỉ cócuộn cảm thuần,Cường độ hiệu dụngcó giá chỉ trị bởi thương số của năng lượng điện áp hiệu dụng với cảm kháng của mạch.Công thức: (I=fracUZ_L)d. đối chiếu về pha của (u_L) đối với i
i trễ pha (fracpi 2)so với (u_L), hoặc (u_L)sớm pha (fracpi 2)so với i.
e. Ý nghĩa của cảm kháng
(Z_L)là đại lượng thể hiện sự cản trở cái điện chuyển phiên chiều của cuộn cảm.
Cuộn cảm gồm L bự sẽ cản trở nhiều đối với dòng điện xoay chiều, nhất là dòng điện xoay độ cao tần.
(Z_L)cũng có tính năng làm cho i trễ pha (fracpi 2)so với u.
2. Bài tập minh họa
2.1. Dạng 1: Xác địnhcường độ hiệu dụng vào mạch
Đoạn mạch cất một cuộn cảm thuần L; để vào hai đầu đoạn mạch điện áp tức khắc u = U0cos ωt (V) thì cường độ hiệu dụng trong mạch là từng nào ?
A.(fracU_0Lomega );
B.(fracU_0sqrt 2 Lomega );
C. (small U_0Lomega ;)
D.(fracU_0sqrt 2 Lomega )
Hướng dẫn giải
Cảm kháng:ZL= ωL
⇒ Cường độ hiệu dụng trong mạch:
(I = fracUZ_L = fracU_0sqrt 2 .Lomega )
⇒Chọn đáp ánB
2.2. Dạng 2: xác minh độ tự cảm của cuộn cảm thuần
Điện áp thân hai đầu của một cuộn cảm thuần:(small u = 100sqrt2cos100 pi t (V)). Cường độ hiệu dụng trong mạch I = 5 A. Xác định L
Hướng dẫn giải
Ta tất cả điện áp hiệu dụng:
(U = fracU_0sqrt 2 = frac100sqrt 2 sqrt 2 = 100V)
Cảm kháng:
(eginarrayl Z_L = fracUI = frac1005 = 20 mOmega \ Z_L = omega .L\ Rightarrow L = fracZ_Lomega = frac20100pi = frac0,2pi (H) endarray)
3. Luyện tập
3.1. Bài tập từ luận
Câu 1:Đoạn mạch tất cả điện trở thuần R = 50 Ω mắc thông liền với tụ điện C = 10-4/π (F). Mắc nhì đầu đoạn mạch này vào mạng điện sinh hoạt của nước ta thì độ mạnh hiệu dụng vào mạch có giá trị là bao nhiêu?
Câu 2:Cho cái điện luân phiên chiều gồm cường độ lập tức là i = 40sin(100πt + π/6) (mA) qua điện trở R = 50 Hz. Nhiệt lượng lan ra trên R trong 2 s đầu làbao nhiêu?
Câu3:Đặt điện áp u = 200(sqrt 2 )cos(100πt)(V) vào nhị đầu đoạn mạch chỉ chứa điện trở thuần R = 100Ω thì cường độ mẫu điện hiệu dụng của mạch làbao nhiêu?
Câu 4:Đặt năng lượng điện áp luân chuyển chiều vào hai đầu đoạn mạch chỉ gồm điện trở thuần R = 10 Ω thì trong mạch xuất hiện thêm dòng năng lượng điện xoay chiều. Biết sức nóng lượng lan ra trong nửa tiếng là 900 kJ. Cường độ dòng điện cực to trong mạch làbao nhiêu?
3.2. Bài tập trắc nghiệm
Câu 1:Trong một quãng mạch năng lượng điện xoay chiều chỉ tất cả tụ điện thì năng lượng điện áp ở nhì đầu mạch:
A. Sớm pha 0,5π so với cường độ mẫu điện.
B. Sớm trộn 0,25π đối với cường độ chiếc điện.
C. Trễ trộn 0,5π so với cường độ cái điện.
D. Thuộc pha với cường độ chiếc điện.
Câu 2:Dòng điện xoay chiều chạy qua mạch chỉ tất cả cuộn dây thuần cảm luôn:
A. Tất cả pha ban đầu bằng 0.
B. Trễ pha hơn điện áp hai đầu mạch góc π/2
C. Gồm pha ban đầu bằng -π/2.
D. Sớm pha hơn điện áp nhì đầu mạch góc π/2
Câu3:Trên đoạn mạch chuyển phiên chiều tần số 50 Hz chỉ có điện trở thuần:
A. Trộn của cường độ mẫu điện bằng 0.
B. Cường độ dòng điện trong mỗi giây có 200 lần đạt độ lớn bằng một nửa giá trị cực đại.
C. Cường độ cái điện tức thời ko tỉ lệ với năng lượng điện áp tức thời.
D. Cường độ cái điện hiệu dụng có giá trị bằng một nửa cường độ cái điện cực đại.
Câu 4:Tác dụng cản trở dòng điện của cuộn cảm so với dòng năng lượng điện xoay chiều đúng với trường đúng theo nào nêu dưới đây?
A. Đối với mẫu điện gồm tần số càng béo thì chức năng cản trở càng lớn.
B. Đối với cái điện gồm tần số càng to thì tính năng cản trở càng nhỏ.
C. Cuộn cảm tất cả độ từ cảm càng nhỏ dại thì công dụng cản trở càng lớn.
D. Tính năng cản trở dòng điện không phụ thuộc vào tần số của cái điện.
3.3.Trắc nghiệm Online
Các em hãy luyện tập bài trắc nghiệm các mạch điện xoay chiềuVật lý 12 sau để nắm rõ thêm kỹ năng bài học.
Trắc Nghiệm
4. Kết luận
Các mạch năng lượng điện xoay chiềulà 1 giữa những dạng bài đặc biệt nhất của chương điện xoay chiều. Qua bài xích giảng này,các em cần kết thúc 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :
Phát biểu được tính năng của tụ năng lượng điện trong mạch điện xoay chiều.
Xem thêm: Mưa Rắn Ở Trung Quốc Kinh Hoàng Như Thế Nào? 1 Trận Mưa Rắn Ở Trung Quốc
Phát biểu được định cách thức Ôm đối với đoạn mạch năng lượng điện xoay chiều chỉ chứa cuộn cảm thuần.