Hướng dẫn ôn tập Vật lí 12 chương trình chuẩn Chương 3: Dòng điện xoay chiều

Hướng dẫn ôn tập Vật lí 12 chương trình chuẩn Chương 3: Dòng điện xoay chiều được biên soạn nhằm trang bị cho các bạn những kiến thức về đại cương dòng điện xoay chiều, các dạng mạch điện xoay chiều, mạch có R L C mắc nối tiếp và một số kiến thức khác.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Hướng dẫn ôn tập Vật lí 12 chương trình chuẩn Chương 3: Dòng điện xoay chiều HƢỚNG DẪN ÔN TẬP VẬT LÝ 12 - CHƢƠNG TRÌNH CHUẨN Chương III. DÕNG ĐIỆN XOAY CHIỀU (Tài liệu ôn tập dùng kèm SGK Vật Lí 12) A. TÓM TẮT KIẾN THỨC SGK BÀI 12. ĐẠI CƢƠNG VỀ DÕNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I. Khái niệm về dòng điện xoay chiều - Là dòng điện có cường độ biến thiên tuần hoàn với thời gian theo quy luật của hàm số sin hay cosin, với dạng tổng quát i = I0cos(t + ) + i: giá trị của cường độ dòng điện tại thời điểm t, được gọi là giá trị tức thời của i (cường độ tức thời). + I0 > 0: giá trị cực đại của i (cường độ cực đại). 2 +  > 0: tần số góc với   2 f  T f : tần số của i, T : chu kì của i. + (t + ): pha của i, : pha ban đầu. II. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều - Xét một cuộn dây dẫn dẹt hình tròn, khép kín, quay quanh trục cố định đồng phẳng với cuộn dây đặt trong  từ trường đều B có phương  với trục quay. - Giả sử lúc t = 0,  = 0 - Lúc t > 0   = t (với  là tốc độ góc của cuộn dây quanh trục  ), từ thông qua cuộn dây:  = NBScos = NBScost với N là số vòng dây, S là diện tích mỗi vòng. -  biến thiên theo thời gian t nên trong cuộn dây xuất hiện suất điện động cảm ứng: d e  NBSsint dt NBS - Nếu cuộn dây kín có điện trở R thì cường độ dòng điện cảm ứng cho bởi: i  sint R Vậy, trong cuộn dây xuất hiện dòng điện xoay chiều với tần số góc  và cường độ cực đại: NBS I0  R III. Giá trị hiệu dụng - Cho dòng điện xoay chiều i = I0cos(t + ) chạy qua R, công suất tức thời tiêu thụ trong R p = Ri2 = RI20cos2(t + ) - Giá trị trung bình của p trong 1 chu kì: p  RI 02 cos2t 1 2 - Công suất trung bình: P  p  RI 2 0 I 20 I Đặt: I 2   I 0 - 2 2 2 - Do đó: P = RI I: giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện xoay chiều (cường độ hiệu dụng) 1. Định nghĩa: (SGK/64) 2. Ngoài ra, đối với dòng điện xoay chiều, các đại lượng như hiệu điện thế, suất điện động, cường độ điện trường, … cũng là hàm số sin hay cosin của thời gian, với các đại lượng này Giá trị Giá trị cực đại hiệu dụng = 2GV biên soạn: Lê Thái Trung. Lưu hành nội bộ. HS: ……………..………………………………………- Lớp: 12/…. Trang 1 HƢỚNG DẪN ÔN TẬP VẬT LÝ 12 - CHƢƠNG TRÌNH CHUẨN BÀI 13. CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU * Thực nghiệm và lý thuyết đã chứng tỏ: nếu cường độ dòng điện trong mạch có dạng: i = I0cos t = I 2 cos t thì điện áp ở hai đầu mạch có cùng tần số góc  , nghĩa là có thể viết dưới dạng: u = U0cos( t   ) = U 2 cos(t   ) Đại lượng  là độ lệch pha giữa u và i. - Nếu   0  u sớm pha hơn i ; - Nếu   0  u trễ pha  hơn i ; - Nếu   0  u và i cùng pha. I. Mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở - Nối hai đầu R vào điện áp xoay chiều: u = U0cost = U 2 cost u U - Theo định luật Ôm: i   2cost R R U Nếu ta đặt: I  thì: i  I 2cos t R - Kết luận: 1. Định luật Ôm đối với mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở : SGK 2. u và i cùng pha. II. Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện 1. Thí nghiệm - Kết quả: + Tụ điện không cho dòng điện một chiều đi qua. + Dòng điện xoay chiều có thể tồn tại trong những mạch điện có chứa tụ điện. 2. Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện a. - Đặt điện áp u giữa hai bản của tụ điện: u = Umcost = U 2 cost - Điện tích bản bên trái của tụ điện: q = Cu = CU 2 cost - Giả sử tại thời điểm t, dòng điện có chiều như hình, điện tích tụ điện tăng lên. - Sau khoảng thời gian t, điện tích trên bản tăng q. q - Cường độ dòng điện ở thời điểm t: i  t dq  - Khi t và q vô cùng nhỏ thì i   CU 2sint hay: i  CU 2cos(t  ) dt 2  b. Đặt: I = UC thì i  I 2cos(t  ) và u = U 2 cost 2  - Nếu lấy pha ban đầu của i bằng 0 thì i  I 2cos t và u  U 2cos(t  ) 2 U 1 U - Ta có thể viết: I  và đặt ZC  thì: I  1 C ZC C trong đó ZC gọi là dung kháng của mạch. - Định luật Ôm: (SGK) c. So sánh pha dao động của u và i + i sớm pha /2 so với u (hay u trễ pha /2 so với i). 3. Ý nghĩa của dung kháng + ZC là đại lượng biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều của tụ điện. + Dòng điện xoay chiều có tần số cao (cao tần) chuyển qua tụ điện dễ dàng hơn dòng điện xoay chiều tần số thấp. + ...