Chương V : ĐIỆN XOAY CHIỀU

( Phần 1 : Lý thuyết chung

Bài 1 : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

A – Tóm tắt lý thuyết
I/ Dòng điện xoay chiều.
1- Từ thông biến thiên.
Công thức xác định từ thông:
(Wb)
Với N số vòng dây , B là véc tơ từ trường , S là diện tích khung dây.

là góc tạo bởi véc tơ pháp tuyến và véc tơ từ trường B.
Giả sử ta cho N,B,S không đổi . Ta cho khung dây quay đền với tần số góc
khi đó góc
sẽ biến thiên theo thời gian với công thức :
(rad)
Vậy ta viết lại công thức của từ thông như sau:
(Wb)
Với Wb)
2- Suất điện động xoay chiều.
Theo định luật faraday khi từ thông biến thiên sẽ sinh ra một suất điện động cảm ứng là :
với
(V)
Suất điện động trên gọi là suất điện động xoay chiều.
3- Hiệu điện thế xoay chiều – Dòng điện xoay chiều.
Khi dùng suất điện động xoay chiều trên gắn vào một mạch nào đó thì trong mạch có dao động điện cưỡng bức với tần số bằng tần số của suất điện động xoay chiều, khi đó hiệu điện thế và dòng điện giữa hai đầu đoạn mạch cũng là hiệu điện thế và dòng điện xoay chiều:

(V)

(A)
Khi đó :
Gọi là độ lệch pha của hiệu điện thế và dòng điện.
Nếu :
> 0 Thì u sớm pha hơn so với i
Nếu : 0 Thì u trễ pha hơn so với i
Nếu :
= 0 Thì u đồng pha so với i
4- Giá trị hiệu dụng.
Giá trị hiệu dụng của một đại lượng trong dòng điện xoay chiều là giá trị bằng với giá trị của dòng điện không đổi.


5- Tần số góc của dòng điện xoay chiều.


Chú ý: - Nếu dòng điện xoay chiều dao động với tần số f thì trong 1s nó đổi chiều 2f lần.
- Nếu pha ban đầu (i =
hoặc (i =
thì chỉ giây đầu tiênđổi chiều (2f – 1) lần.
- Nam châm điện được tạo ra bằng dòng điện xoay chiều dao động với tần số f thì nó rung với tần số f’ = 2f hoặc từ trường của nó biến thiên với tần số f’ = 2f.
II/ Các mạch điện xoay chiều.
1- Mạch điện chỉ chứa một phần tử R,L,C.
a. Mạch điện chỉ có điện trở thuần R.

cùng pha với i,
:
và

Lưu ý: Điện trở R cho dòng điện không đổi đi qua và có

b. Mạch điện chỉ có cuộn thuần cảm L:

nhanh pha hơn i là
:
và

với ZL = (L (
) là cảm kháng
Lưu ý: Cuộn thuần cảm L cho dòng điện không đổi đi qua hoàn toàn (không cản trở).
c. Mạch điện chỉ có tụ điện C:

chậm pha hơn i là
:
và

với
(
) là dung kháng.
Lưu ý: Tụ điện C không cho dòng điện không đổi đi qua (cản trở hoàn toàn).
Chú ý: Với mạch hoặc chỉ chứa L, hoặc chỉ chứa C, hoặc chứa LC không tiêu thụ công suất (
)


2- Mạch điện RLC mắc nối tiếp.
a. Tổng trở của mạch.

)
Với : R : điện trở thuần.
ZL = (L (
) : Cảm kháng

(
) : Dung kháng.
b. Độ lệch pha của dòng điện và hiệu điện thế :

với

+ Khi ZL > ZC hay
( ( > 0 thì u nhanh pha hơn i.
+ Khi ZL < ZC hay
( ( < 0 thì u chậm pha hơn i.
+ Khi ZL = ZC hay
( ( = 0 thì u cùng pha với i.
c. Định luật Ôm :

d. Công suất tỏa nhiệt trên đoạn mạch RLC
- Công suất tức thời:

- Công suất trung bình: P = UIcosφ = I2R.

B – Các dạng bài tập.

Dạng 1 : Đại cương về dòng điện xoay chiều
I/ Phương pháp.
1. Đại cương về dòng điện xoay chiều
( Cho khung dây dẫn phẳng có N vòng ,diện tích S quay đều với vận tốc (,
xung quanh trục vuông góc với với các đường sức từ của một từ trường đều
có cảm ứng từ.
a. Từ thông gởi qua khung dây :
;
Từ thông gởi qua khung dây cực đại

b. Suất điện động