Câu hỏi trắc nghiệm về Dòng điện xoay chiều môn Vật lí lớp 12

Chương 5 - Dòng điện xoay chiều

I. Hệ thống kiến thức trong chương 1) Dòng điện xoay chiều, các giá trị hiệu dụng:

+ Khung dây dẫn diện tích S quay đều với vận tốc góc  trong từ trường đều cảm ứng từ B, sao cho trục khung vuông góc với cảm ứng từ B, từ thông qua khung biến thiên theo định luật cảm ứng điện từ trong khung

có suất điện động cảm ứng xoay chiều: e = = - /(t) = E0 cos(t + 0),

Với E0 = NBS là biên độ của suất điện động. Nối hai đầu khung với mạch điện, trong mạch có hiệu điện thế: u = U0cos(ωt + φ1). Mạch kín, trong mạch có cường độ dòng điện: i = I0cos(ωt+ φ2). + Hiệu điện thế biến đổi điều hoà theo thời gian gọi là hiệu điện thế xoay chiều. Cường độ dòng điện biến đổi điều hoà theo thời gian gọi là cường độ dòng điện xoay chiều.

+ Chu kỳ T & tần số f của dòng điện xoay chiều: ;  = 2f là tần số góc của dòng điện.

+ Cường hiệu dụng của dòng điện xoay chiều bằng cường độ dòng điện không đổi nào đó, mà khi lần lượt cho chúng đi qua cùng một dây dẫn trong cùng một thời gian thì toả ra nhiệt lượng như nhau. Độ lớn:

.

Tương tự ta có hiệu điện thế hiệu dụng và suất điện động hiệu dụng: ;

2) Mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần hoặc cuộn dây thuần cảm hoặc tô điện:

+ Mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần R: cường độ dòng điện và hiệu điện thế cùng pha. i = I0cos(ωt+ φ) thì u = U0cos(ωt+ φ); U0 = I0.R; U = I.R. + Mạch xoay chiều chỉ có cuộn dây thuần cảm L: cường độ dòng điện trễ pha /2 so với hiệu điện thế (hay hiệu điện thế sớm pha /2 so với cường độ dòng điện.

u = U0cos(ωt + φ0) thì hay i = I0cos(ωt + φ0) thì .

U0 = I0.ZL; U = I.ZL. ZL = L.. + Mạch xoay chiều chỉ có tô điện C: cường độ dòng điện sớm pha /2 so với hiệu điện thế (hay hiệu điện thế trễ pha /2 so với cường độ dòng điện.

u = U0cos(ωt + φ0) thì hay i = I0cos(ωt + φ0) thì .

U0 = I0.ZC; U = I.ZL. .

3) Mạch xoay chiều RLC (nối tiếp):

Hiệu điện thế lệch pha  so với cường độ dòng điện. i = I0cos(ωt + φ0) thì u = U0cos(ωt + φ0 + ). Với u = uR + uL + uC; U0 = I0.Z, U = I.Z; Z là tổng trở của

mạch Z = ; U là hiệu điện thế 2 đầu mạch, U = ; UR = IR ; UL

= IZL ; UC = IZC là hiệu điện thế hai đầu R , L , C

tg = ,  > 0 thì u sớm pha hơn i,  < 0 thì u trễ pha hơn i.

Các trường hợp riêng: * Đoạn mạch chỉ có R: uR & i cùng pha * Đoạn mạch chỉ có L: uL sớm pha /2 so với i * Đoạn mạch chỉ có C: uC trễ pha /2 so với i * Đoạn mạch chỉ có L & C: ZL > ZC thì u sớm pha /2 so với i; ZL < ZC thì u trễ pha /2 so với i * Đoạn mạch có ZL > ZC, ( UL > UC ) hay có tính cảm kháng: thì  > 0

t   



   2 1

f T

2

0I I 

2

0 U U 

2

0 E E 

) t cos( I i 2 0 0

      ) t cos( U u 2 0 0

     

) t cos( I i 2 0 0

      ) t cos( U u 2 0 0

     

 C ZC

1

2 2 ) ( C L Z Z R   2 2 ) ( C L R U U U  

0

0 0

R

C L

R

C L C L

U

U U U

U U R

Z Z     

ThuVienDeThi.com

* Đoạn mạch có ZL < ZC, ( UL < UC ) hay có tính dung kháng: thì  < 0 4) Giản đồ véc tơ : Chọn Ox là trục dòng điện .

+ Với đoạn mạch chỉ có R hoặc L hoặc C :

+ Với đoạn mạch RLC ( Mạch không phân nhánh )

UL > UC (hay ZL > ZC) UL < UC (hay ZL < ZC)

5) Một số trường hợp thường gặp:

+ Đoạn mạch chỉ có R & L hay cuộn dây có điện trở thuần R & hệ số tự cảm L:

Ud = IZd ; với Zd = ; hoặc Ud = ; tg = ZL/R = UL/UR

+ Đoạn mạch có R & C: URC = IZ; với Z = ; URC = ; tg = -ZC/R = -UC/UR + Đoạn mạch có L & C: U = IZ; với Z = ZL - ZC;  = /2 khi ZL > ZC ;  = - /2 khi ZL < ZC + Cộng hưởng điện: Khi mạch RLC có ZL = ZC thì cường độ dòng điện trong mạch cực đại.

hay => LC2 = 1 . Người ta gọi hiện tượng này là cộng hưởng điện.

Khi đó Imax = U/R ; U = UR , UL = UC ;  = 0 , i & u cùng pha ; P = UI = U2/R 6) Công suất của dòng điện xoay chiều :

+ Công suất tiêu thụ ë đoạn mạch: P = UIcos = I2R = U2R/Z = UR I ;

+ Hệ số công suất : .

+ Đoạn mạch chỉ có L hoặc C hoặc cả L & C : Công suất = 0 + Thường cos < 1. Muốn tăng hệ số công suất người ta thường mắc thêm tô điện vào mạch. + Điện năng tiêu thụ ë đoạn mạch : A = Pt 7) Máy phát điện …