Lý thuyết về các mạch điện xoay chiều hay chi tiết nhất
Lý thuyết các mạch điện xoay chiều, mạch điện chỉ có điện trở thuần, mạch điện chỉ có tụ điện, mạch điện chỉ có cuộn cảm, tổng hợp các câu trắc nghiệm liên quan
Ở bài trước, chúng ta đã cùng tìm hiểu về bài dòng điện xoay chiều. Vì thế, hôm nay ta sẽ tiếp tục tìm hiểu về bài các mạch điện xoay chiều. Vậy thì mạch điện xoay chiều gồm có những loại nào? Mỗi loại có tính chất và đặc điểm gì? Tất tần tật đã được HocThatGioi gói gọn vào trong bài viết ngày hôm nay rồi đấy! Nếu bạn còn đang mơ hồ về bài này thì còn chờ gì nữa mà không bắt đầu bài học ngay nào!
1. Mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần
Giả sử điện áp đặt vào mạch là: u=U_0cos(ωt+φ)
Theo định luật Ôm với đoạn mạch đã học ở lớp 11, cường độ dòng điện qua mạch là:
i=\frac{u}{R}=\frac{U_0}{R}cos(ωt+φ) ;
Đặt I_0=\frac{U_0}{R} \Rightarrow i=I_0cos(ωt+φ)
Nhận xét: u_R cùng pha với i.
2. Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện
Tụ điện đã học ở lớp 11, đặc trưng bởi khả năng tích điện.
Điện tích: q=Cu
Trong đó, C là điện dung, là một thông số của tụ (đơn vị: F,μF,nF,pF)
Đặc điểm: Khi điện tích của tụ biến thiên, thì dòng điện qua tụ: i=\frac{\Delta q}{\Delta t}\Rightarrow i=q'(t)
Giả sử điện áp xoay chiều đặt vào tụ: u=U_0cos(ωt+φ) ta tìm biểu thức của i
Điện tích của tụ: q=Cu=CU_0cos(ωt+φ)
Cường độ dòng điện: i=q′(t)=−ωCU_0sin(ωt+φ) (1)
Đặt ZC=\frac{1}{\omega C}, tương đương như R, gọi là dung kháng của tụ.
Khi đó: I_0=\frac{U_0}{Z_C} (định luật Ôm)
Đổi từ −sinx=cos(x+π/2), từ (1) suy ra i=I_0cos(\omega t +\varphi + \pi /2)
Nhận xét:
- Dung kháng: Z_C=\frac{1}{\omega C}
- Điện áp u_C trễ pha \frac{\pi}{2} so với i.
3. Mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm
Cuộn cảm chúng ta cũng học trong lớp 11, đặc trưng bởi khả năng tích từ.
Từ thông: ϕ=Li
Trong đó, L là độ tự cảm của cuộn cảm (đơn vị H).
Đặc điểm: Khi dòng điện biến thiên thì theo hiện tượng tự cảm, xuất hiện một suất điện động tự cảm 2 đầu cuộn cảm: e=-L\frac{\Delta i}{\Delta t}=-Li'
Giả sử dòng điện qua mạch: i=I_0cos(ωt+φ), ta tìm biểu thức của u
Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch: u=−e+iR
Vì R=0⇒u=−e=Li′_{(t)}
\Rightarrow u=-\omega LI_0sin(ωt+φ)[2]
Đặt Z_L=ωL tương đương như R, gọi là cảm kháng của cuộn cảm.
Khi đó: U_0=I_0Z_L (định luật Ôm)
Từ [2] suy ra: u=U0cos(ωt+φ+π2)
Nhận xét:
- Z_L=ωL
- uL sớm pha \frac{\pi}{2} so với i
4. Kết luận
Với mỗi loại mạch điện thì độ lệch pha của u và i là khác nhau
- u_R cùng pha với i
- u_C trễ pha \frac{\pi}{2} với i
- u_L sớm pha \frac{\pi}{2} với i
Kết quả áp dụng:
- Nếu u cùng pha với i : \frac{u}{U_0}=\frac{i}{I_0}
- Nếu u vuông pha với i : \left(\frac{u}{U_0}\right)^2+\left(\frac{i}{I_0}\right)^2=1
Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết của HocThatGioi về Lý thuyết về các mạch điện xoay chiều hay chi tiết nhất. Nếu các bạn thấy hay và bổ ích, hãy chia sẻ cho bạn bè của mình để cùng nhau học thật giỏi nhá. Đừng quên để lại 1 like, 1 cmt để tạo động lực cho HocThatGioi và giúp HocThatGioi ngày càng phát triển hơn nhé! Chúc các bạn học thật tốt!
