Tài liệu Các chuyên đề về mạch điện xoay chiều

Các chuyên đề về mạch điện xoay chiều

Vấn đề 1: VIẾT BIỂU THỨC
CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN – HIỆU ĐIỆN THẾ
XÁC ĐỊNH R, L, C MẠCH MẮC NỐI TIẾP

Tóm tắt lý thuyết – Phương pháp giải toán:
1. Tính tổng trở Z.
a. Tính điện trở thuần R.
b. Tính cảm kháng ZL.
c. Tính dung kháng ZC.
d. Tính tổng trở:

Công thức
Ghép nối tiếp
Ghép song song

Điện trở


R= R1 + R2 + Rn



Tự cảm
ZL=L.






Điện dung








Tổng trở:


2. Tính I hoặc U bằng định luật Ôm :

Từ đó tính: I0= I.
; U0=U.

3. Tính độ lệch pha
:

4. Viết biểu thức:
Nếu i = Io cos (
t +
)

u = Uo cos (
t +
+
)
Nếu u = Uo cos (
t +
)

i = Io cos (
t +
)
Chú ý 1:
Đoạn mạch




Z
R
ZL
ZC

tan

0





Giản đồ vectơ








Đoạn mạch






Z







tan



-




Giản đồ vectơ










Đoạn mạch


Z



tan




Giản đồ vectơ


Chú ý 2:
- Dòng điện xoay chiều qua đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R:
+ Hiệu điện thế u ở hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện i biến thiên cùng pha, cùng tần số.
u=U0cos
t
i=I0cos
t
U0=I0.R; U0=U
; I0=I
; U=I.R.
+ Công thức tính R theo điện trở suất
, chiều dài l và tiết diện S của dây dẫn:


Bóng đèn có dây tóc nóng sáng, bếp điện, dây nung, bàn là (bàn ủi) thường được coi là điện trở thuần khi mắc vào mạch điện xoay chiều.
- Dòng điện xoay chiều qua đoạn mạch chỉ có cuộn dây thuần cảm:
+ Hiệu điện thế u ở hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện i biến thiên cùng tần số, nhưng nhanh pha hơn cường độ dòng điện i một góc
.
u=U0cos
t .
i=I0cos(
t -
)
hoặc i=I0cos
t
u=U0 cos(
t +
)
U0=I0.ZL; U0=U
; I0=I
; U=I.ZL.
+ Cảm kháng: ZL=L.
= L2
f.
- Dòng điện xoay chiều qua đoạn mạch chỉ có tụ điện:
+ Hiệu điện thế u ở hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện i biến thiên cùng tần số nhưng chậm pha hơn cường độ dòng điện i một góc
.
u=U0cos
t .
i=I0cos(
t +
)
hoặc i=I0cos
t
u=U0 cos(
t -
)
U0=I0.ZC; U0=U
; I0=I
; U=I.ZC.
+ Dung kháng: ZC=
=
.
+ Hiệu điện thế nhỏ nhất mà lớp chất điện môi của tụ điện chịu được (không bị đánh thủng):
Umin= U
=U0
* Công suất P của dòng điện xoay chiều:
P = UI cos

P = RI2 = URI

cos
: hệ số công suất, chỉ có R tiêu thụ điện năng.
* Hệ số công suất:
cos
=
=


* Nhiệt lượng tỏa ra trên mạch (trên R):
Q = RI2t



* Cộng hưởng điện:
Imax =
ZL = ZC
L.C.
= 1


= 0 (hiệu điện thế hai đầu mạch cùng pha với cường độ dòng điện)
cos
= 1: hệ số công suất cực đại.
Bài mẫu:

Một mạch điện gồm điện trở thuần R = 75
mắc nối tiếp cuộn cảm có độ tự cảm L =
H và với tụ điện có điện dung C =
F. Dòng điện xoay chiều chạy trong mạch có biểu thức:
i = 2 cos 100
t (A)
a) Tính cảm kháng, dung kháng, tổng trở của đoạn mạch.
b) Viết biểu thức hiệu điện thế tức thời giữa hai đầu điện trở, giữa hai đầu cuộn cảm, giữa hai đầu tụ điện.
c) Tính độ lệch pha của hiệu điện thế và cường độ