Vật Lý 12 Bài 13: Lý Thuyết Các Mạch Điện Xoay Chiều Và Bài Tập

Các mạch điện xoay chiều là nền tảng cần thiết nhập chương trình Vật lý 12. Do bại những em cần thiết tóm kiên cố lý thuyết kết phù hợp với thực hiện bài bác tập luyện nhằm mục đích đạt được thành phẩm cao. VUIHOC tiếp tục cung ứng cho tới các bạn những lý thuyết trọng tâm cùng một số dạng bài tập luyện tập nhập nội dung bài viết sau đây nhé!

1. Độ lệch sóng thân ái hiệu năng lượng điện thế U và độ mạnh loại năng lượng điện I

Ta có hiệu điện thế U và cường độ điện I có mối liên hệ như sau: 

Bạn đang xem: Vật Lý 12 Bài 13: Lý Thuyết Các Mạch Điện Xoay Chiều Và Bài Tập

  • $i=I_{0}.cos\omega t \rightarrow u=U_{0}cos(\omega t+ \varphi)$

  • $\varphi =\varphi _{u}-i$: độ lệch trộn giữa u và i 

  • Ta có: 

  • $\varphi >0$: u sớm trộn so sánh với i.

  • $\varphi <0$: u trễ trộn so sánh với i.

  • $\varphi =0$: u cùng trộn với i.  

2. Mạch năng lượng điện xoay chiều chỉ mất năng lượng điện trở R

2.1. Khảo sát mạch năng lượng điện xoay chiều chỉ mất năng lượng điện trở

Các mạch điện xoay chiều tía trộn gồm mối cung cấp năng lượng điện, đàng chạc và những vận tải tía pha

Nối nhì đầu R vào điện áp xoay chiều 

$u=U_{0}cos\omega t$

→ $i=\frac{u}{R}=\frac{U_{0}}{R}cos\omega t=\frac{U}{R}.2cos\\omega t$

→ $i=I_{0}cos\omega t$

→ $i=I\sqrt{2}cos\omega t$

2.2. Định luật Ohm nhập mạch năng lượng điện xoay chiều chỉ mất năng lượng điện trở

  • Định luật: Điện trở có giá trị bằng thương số giữa điện áp hiệu dụng và điện trở của mạch là cường độ hiệu dụng nhập mạch điện xoay chiều. 

$I=\frac{U}{R}$

  • Nhân xét: UR cùng trộn với i Lúc cường độ tức thời nhập mạch cùng trộn với điện áp tức thời nhì đầu mạch. 

3. Mạch năng lượng điện xoay chiều chỉ mất tụ điện

3.1. Khảo sát mạch năng lượng điện xoay chiều chỉ mất tụ điện

Dòng điện xoay chiều được tạo đi ra từ những máy vạc năng lượng điện xoay chiều - Các mạch điện xoay chiều

  • Giữa nhì bản của tụ điện, điện áp u 

$u=U_{0}cos\omega t=U\sqrt{2}cos\omega t$

  • Bản mặt mũi trái của tụ điện có điện tích

$q=C.u=C.U.\sqrt{2}cos\omega t$

Dòng điện có chiều như hình vẽ tại điểm t, điện tích tụ tăng. Điện tích bên trên bảng tăng $\Delta q$, sau khoảng thời gian trá $\Delta t$

→ $i=\frac{\Delta q}{\Delta t}$

  • Với $\Delta q, \Delta t \rightarrow 0$ suy đi ra $i=\frac{dq}{dt}q=-\omega C.U.\sqrt{2}sin\omega t$

$\Leftrightarrow i=\omega C.U.\sqrt{2}cos(\omega t+\frac{\pi}{2})$

Có: $I=U\omega C\rightarrow i=I.\sqrt{2}cos(\omega t); u=U.\sqrt{2}cos(\omega t-\frac{\pi}{2})$

Thêm vào đó $Z_{C}=\frac{1}{\omega_{C}}\rightarrow I=\frac{U}{Z_{C}}$

Dung kháng của mạch là ZC, $\Omega$ là đơn vị

Nắm đầy đủ bí quyết giải từng dạng bài bác tập luyện về mạch năng lượng điện xoay chiều ngay

3.2. Định luật Ohm nhập mạch năng lượng điện xoay chiều chỉ mất tụ điện

Ta có định luật: 

Tụ điện có giá trị bằng thương số của điện áp hiệu dụng giữa nhì đầu mạch cũng như dung kháng của mạch là cường độ hiệu dụng ở nhập mạch điện xoay chiều. 

$I=\frac{U}{Z_{C}}$

3.3. So sánh trộn xê dịch của uC và i

So với UC i sớm trộn $\frac{\pi}{2}$ hoặc còn được coi là UC trễ trộn so sánh với i 

3.4. Ý nghĩa của dung kháng

  • Đại lượng biểu hiện mang đến sự cản trở của dòng điện xoay chiều của tụ điện là ZC.

  • Dòng điện xoay chiều có tần số cao(còn gọi là cao tần) chuyển sang tụ năng lượng điện đơn giản dễ dàng rộng lớn đối với loại năng lượng điện xoay chiều đem tần số thấp. 

  • ZC sẽ làm mang đến i sớm trộn $\frac{\pi}{2}$ đối với UC.

4. Mạch năng lượng điện xoay chiều chỉ mất cuộn cảm thuần

4.1. Hiện tượng tự động cảm nhập mạch năng lượng điện xoay chiều

  • Cuộn cảm có điện trở ko đáng kể Lúc loại điện xoay chiều chạy qua quýt cuộn cảm và xảy đi ra hiện tượng tự cảm là cuộn cảm thuần. 

  • Từ thông tự cảm, dòng năng lượng điện chạy qua quýt cuộn cảm: $\varphi=Li$: độ tự cảm của cuộn cảm là L

  • Suất điện động tự cảm, i là dòng điện xoay chiều là: $e=-L\frac{\Delta i}{\Delta t}$

  • $e=-L\frac{\Delta i}{\Delta t}$, Lúc $\Delta t \rightarrow 0$

>> Xem thêm thắt bài bác viết: Hiện tượng tự động cảm là gì? Công thức và bài bác tập luyện tự động cảm

4.2. Khảo sát mạch năng lượng điện xoay chiều chỉ mất cuộn cảm thuần

Các mạch điện xoay chiều

  • Đặt i nhập mạch sẽ là $i=I\sqrt{2}cos\omega t$, được để vào một điện áp xoay chiều vào nhì đầu L 

  • Hai đầu cuộn cảm thuần có điện áp tức thời là:

$u=L\frac{di}{dt}=-\omega L.I.\sqrt{2}sin\omega t$

→ $u=\omega L.I.\sqrt{2}cos(\omega t+frac{\pi}{2})$

→ $u=\omega L.I$

Từ đó có $I=\frac{U}{\omega L}$

Lại có $Z_{L}=\omega_{L}\rightarrow I=\frac{U}{Z_{L}}$

Cảm kháng của mạch là ZL, đơn vị $\Omega$.

4.3. Định luật Ohm nhập mạch năng lượng điện xoay chiều chỉ mất cuộn cảm thuần

Cường đồ hiệu dụng có giá trị bằng thương số của điện áp hiệu dụng và cảm kháng của mạch nhập mạch điện xoay chiều có cuộn cảm thuần. 

$I=\frac{U}{Z_{L}}$

4.4. So sánh trộn xê dịch của uL và i

So với UL, i trễ trộn $\frac{\pi}{2}$, và so sánh với i UL sớm trộn $\frac{\pi}{2}$

4.5. Ý nghĩa của cảm kháng

  • Sự cản trở dòng điện xoay chiều của cuộn cảm là ZL: đại lượng biểu hiện sự cản trở dòng điện. 

  • Cuộn cảm L rộng lớn tiếp tục ngăn cản nhiều đối với dòng điện xoay chiều, quan trọng đặc biệt với  dòng điện xoay chiều cao tần.

  • Khi i trễ trộn $\frac{\pi}{2}$ so sánh với u là tự ZL

5. Một số bài bác tập luyện trắc nghiệm về những mạch năng lượng điện xoay chiều (có đáp án)

Sau phía trên là một số câu trắc nghiệm giúp các em luyện tập đầy đủ nhất về tất cả các dạng của mạch điện xoay chiều, các em học sinh tham lam khảo và luyện tập thêm thắt.

Câu 1: 

Điện trở thuần R = 100$\Omega$, là điện áp giữa nhì đầu của một mạch điện xoay chiều với biểu thức $u=200\sqrt{2}cos(100\pi t+\frac{\pi}{4})(V)$. Cường độ của dòng điện là

A. $i=\sqrt{2}cos(200\pi t+\frac{\pi}{2}) (A)$

B. $i=\sqrt{2}cos(100\pi t+\frac{\pi}{2}) (A)$

C. $i=2\sqrt{2}cos(100\pi t+\frac{\pi}{2}) (A)$

D. $i=2\sqrt{2}cos(100\pi t+\frac{\pi}{4}) (A)$

Câu 2: 

Điện dụng $C=\frac{10^{-4}}{\pi}(F)$, điện áp giữa nhì đầu một đoạn mạch điện xoay chiều và biểu thức là $u=100\sqrt{2}cos(100\pi t)(V)$. Cường độ dòng điện của nhập mạch là: 

A. $i=2\sqrt{2}cos(100\pi t+\frac{\pi}{2})(A)$

B. $i=\sqrt{2}cos(100\pi t+\frac{\pi}{2})(A)$

C. $i=2\sqrt{2}cos(100\pi t-\frac{\pi}{2})(A)$

D. $i=2\sqrt{2}cos(200\pi t+\frac{\pi}{2})(A)$

Câu 3: 

$u=U_{0}cos2\pi ft (U_{0})$ giữ vẹn toàn còn f sẽ thay cho đổi được để vào nhì đầu mạch có tụ điện. Chọn phát biểu đúng sau: 

Xem thêm: Vì sao cần bảo vệ thông tin máy tính? - Tin học 9

A. So với cường độ dòng điện nhập đoạn mạch, điện áp giữa nhì đầu đoạn mạch sớm trộn $\frac{\pi}{2}$

B. Khi tần số f càng lớn Lúc cường độ dòng điện hiệu dụng nhập đoạn mạch. 

C. Tần số f càng lớn thì dung kháng của tụ điện càng lớn. 

D. Tần số f ko đổi Lúc cường độ dòng điện hiệu dụng nhập đoạn mạch.

Câu 4: 

Có $u=100\sqrt{2}cos(100\pi t)(V)$ là giữa nhì đầu của cuộn cảm thuần là điện áp. 

Với I = 5A nhập cường độ hiệu dụng, chọn biểu đồ đúng: 

A. $i=5\sqrt{2}cos(100\pi t-\frac{\pi}{2})(A)$

B. $i=5cos(100\pi t-\frac{\pi}{2})(A)$

C. $i=5\sqrt{2}cos(200\pi t-\frac{\pi}{2})(A)$

D. $i=5\sqrt{2}cos(100\pi t+\frac{\pi}{2})(A)$

Câu 5: 

Khi có điện trở R nhập đoạn mạch thì sẽ: 

A. Sự cộng hưởng điện nhập mạch 

B. Tuân theo gót định luận Ôm là I và U

C. Hiệu điện thế muộn trộn rộng lớn cường độ dòng điện 

D. Hiệu điện thế sẽ sớm rộng lớn cường độ dòng điện

Câu 6: 

Ta có $u=U_{o}cos(100\pi t-\frac{\pi}{6}) s$ được tính bằng t vào tụ điện có điện dung $\frac{1}{5} mF$. Cường độ dòng điện nhập mạch là 3,0 A, ở thời điểm điện áp giữa nhì đầu tụ điện là 200 V. Ta có biểu thức: 

A. $i=5cos(100\pi t+\frac{\pi}{3})A$

B. $i=cos(100\pi t+\frac{\pi}{3})A$

C. $i=5cos(100\pi t-\frac{\pi}{6})A$

D. $i=cos(100\pi t-\frac{\pi}{6})A$

Câu 7: 

Điện trở thuần R = 40W là mạch điện xoay chiều, hệ số tự cảm $L = \frac{0,8}{\pi}(H)$ là một cuộn thuần cảm và tụ điện dung $C=\frac{2}{\pi}.10^{-4}F$ mắc nối tiếp. Ta có $i=3cos(100\pi t)(A)$ là dòng điện qua quýt mạch. Toàn mạch có tổng trở là: 

A. 30 $\Omega$

B. 40 $\Omega$

C. 50 $\Omega$

D. 60 $\Omega$

Câu 8: 

Ta có điện trở thuần R = 80W là mạch điện xoay chiều, độ tự cảm L = 64mH và điện dung C = 40$\mu$F. f là tần số dòng điện bằng 50 Hz. Tổng đoạn mạch tổng trở là: 

A. 50 $\Omega$

B. 80 $\Omega$

C. 100 $\Omega$

D. 90 $\Omega$

Câu 9: 

$R=100\sqrt{3}$ W nhập mạch điện ko phân nhánh, có tụ điện $C=\frac{10^{-4}}{2p}(F)$ ở cuộn chạc thuần cảm L. Điện thể $u=100\sqrt{2}cos100p$, để 2 đầu mạch điện. Có hiệu điện thế ULC = 50V, có hiệu điện thế chậm trộn rộng lớn dòng điện. Giá trị của L sẽ là: 

A. 0,001H

B. 0,420H

C. 0,324H

D. 0,318H

Câu 10: 

Ta có $u=u_{0} cos(120\pi t+\frac{\pi}{3})V$ và độ tự cảm $L=\frac{1}{6\pi}H$ vào nhì đầu cuộn cảm thuần. Điện áp giữa nhì đầu cuộn cảm $40\sqrt{2}$ thì có 1A là cường độ dòng điện. Ta có dòng điện qua quýt cuộn cảm là: 

A. $i=3\sqrt{2}cos(120\pi t-\frac{\pi}{6})(A)$

B. $i=3cos(120\pi t-\frac{\pi}{6})(A)$

C. $i=2\sqrt{2}cos(120\pi t-\frac{\pi}{6})(A)$

D. $i=2cos(120\pi t+\frac{\pi}{6})(A)$

Đáp án: 

  1. D

  1. B

  1. B

  1. A

  1. B

  1. A

  1. C

  1. C

  1. D

  1. B

Để hùn những em học viên thuần thục lý thuyết về những mạch năng lượng điện xoay chiều và phần mềm nhập những bài bác tập luyện, bài giảng sau đây thầy Nguyễn Huy Tiến tiếp tục nằm trong trao thay đổi với tất cả chúng ta một khí cụ toán học tập hữu ích hùn xử lí những Việc ở tại mức chừng áp dụng – áp dụng cao. Đó là “sử dụng giản đồ gia dụng vecto nhằm giải Việc về loại năng lượng điện xoay chiều”. Để thực hiện được dạng bài bác này những em cần thiết vẽ được giản đồ gia dụng vecto và áp dụng hoạt bát những công thức toán học tập. Các em nằm trong để ý theo gót dõi bài bác giảng nhé!

PAS VUIHOCGIẢI PHÁP ÔN LUYỆN CÁ NHÂN HÓA

Khóa học tập online ĐẦU TIÊN VÀ DUY NHẤT:  

⭐ Xây dựng suốt thời gian học tập kể từ tổn thất gốc cho tới 27+  

⭐ Chọn thầy cô, lớp, môn học tập theo gót sở thích  

⭐ Tương tác thẳng hai phía nằm trong thầy cô  

⭐ Học đến lớp lại cho tới lúc nào hiểu bài bác thì thôi

⭐ Rèn tips tricks hùn tăng cường thời hạn thực hiện đề

⭐ Tặng full cỗ tư liệu độc quyền nhập quy trình học tập tập

Trên phía trên toàn bộ vấn đề về các mạch điện xoay chiều nằm trong chương trình Vật Lý 12 mà VUIHOC share với chúng ta học viên. Hy vọng rằng, sau nội dung bài viết này, những người tiêu dùng có thể nắm vững rộng lớn phần kiến thức này và thành thạo các dạng bài tập đáp ứng mang đến quy trình ôn thi đua chất lượng nghiệp trung học phổ thông môn Vật Lý sắp tới đây. Để có thêm thắt những kiến thức bổ ích về môn Vật lý, những em hãy truy vấn Vuihoc.vn tức thì giờ đây nhé!

Xem thêm: Vé Máy Bay Hà Nội Đi Đà Nẵng Giá Rẻ Tại Vietnambooking

Bài ghi chép tìm hiểu thêm thêm:

Lý thuyết loại năng lượng điện xoay chiều

Lý thuyết thông số công suất