Giải Bài Tập Vật Lý Lớp 12
Chương III: Dòng Điện Xoay Chiều
Bài 13: Các Mạch Điện Xoay Chiều
Ở bài học hôm nay, các em sẽ được tìm hiểu về các nội dung học và dạng toán liên quan đến dòng điện xoay chiều xuất hiện trong một mạch điện khi mà ở giữa 2 đầu của mạch điện chỉ có tác dụng của một điện áp xoay chiều. Điện trở, cảm kháng và dung kháng. Mời các em theo dõi bài học 13 các mạch điện xoay chiều này nhé.
Tóm Tắt Lý Thuyết
1. Mối quan hệ giữa i và u trong mạch điện xoay chiều
\(i = I_0.cosωt → u = U_0cos(ωt + φ)\)
\(φ = φ_u – φ_i\): Độ lệch pha giữa u và i
Ta có:
φ > 0: u sớm pha φ so với i.
φ < 0: u trễ pha |φ| so với i
φ = 0: u cùng pha với i
2. Mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở
Điện áp hai đầu đoạn mạch:
\(u = U\sqrt{2}cos(ωt)\)
Cường độ dòng điện tức thời trong mạch:
\(i = \frac{u}{R} = \frac{U}{R}\sqrt{2}cos(ωt) = I\sqrt{2}cos(ωt)\)
a. Quan hệ giữa điện áp và cường độ dòng điện:
u cùng pha với i: \(φ_u = φ_i\). Độ lệch pha φ = 0
b. Định luật Ôm
\(I = \frac{U}{R} hay U = I.R\)
Nội dung định luật Ôm đối với mạch điện xoay chiều thuần điện trở.
\(i = I\sqrt{2}cosωt (A)\)
\(u = U\sqrt{2}cosωt (V)\)
3. Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện
a. Khảo sát mạch điện xoay chiều thuần C
\(u = U\sqrt{2}cosωt\)
\(i = I\sqrt{2}cos(ωt + \frac{π}{2})\)
Mạch thuần chỉ chứa tụ: u chậm pha hơn i góc \(\frac{π}{2}\)
b. Nếu cho I trước
\(i = I\sqrt{2}cosωt\)
\(u = U\sqrt{2}cos(ωt – \frac{π}{2})\)
* Định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ chứa tụ điện:
Từ công thức: \(I = ωCU ⇒ I = \frac{U}{\frac{1}{ωC}} ⇒ I = \frac{U}{Z_C}\)
Đặt \(Z_C = \frac{1}{ωC} Z_C\) gọi là dung kháng (Ω)
Ý nghĩa của dung kháng:
* Biểu thức:
\(Z_C = \frac{1}{ωC} = \frac{1}{2πfC}\)
* Ý nghĩa
+ Dung kháng đặc trưng cho tính cản trở dòng xoay chiều của tụ điện. Dòng điện có tần số càng cao thì dung kháng cảng giảm, dòng điệngcàng dễ đi qua.
+ Gây ra sự chậm pha \(\frac{π}{2}\) của điện áp so với cường độ dòng điện
Các Bài Tập & Lời Giải Bài Tập SGK Bài 13 Các Mạch Điện Xoay Chiều
Bài Tập 1 Trang 74 SGK Vật Lý Lớp 12
Phát biểu định luật Ôm cho mạch điện xoay chiều chỉ có,
a) một tụ điện;
b) một cuộn cảm thuần.
>> Xem: lời giải bài tập 1 trang 74 sgk vật lý lớp 12
Bài Tập 2 Trang 74 SGK Vật Lý Lớp 12
Dựa vào định luật Ôm, hãy so sánh tác dụng cản trở dòng điện xoay chiều thể hiện trong.
a) \(\)\(Z_C\)
b) \(Z_L\)
>> Xem: lời giải bài tập 2 trang 74 sgk vật lý lớp 12
Bài Tập 3 Trang 74 SGK Vật Lý Lớp 12
Điện áp giữa hai đầu của một tụ điện: \(\)\( u = 100\sqrt{2}cos100 \pi t (V)\). Cường độ hiệu dụng trong mạch là I = 5A.
a) Xác định C.
b) Viết biểu thức của i.
>> Xem: lời giải bài tập 3 trang 74 sgk vật lý lớp 12
Bài Tập 4 Trang 74 SGK Vật Lý Lớp 12
Điện áp giữa hai đầu của một cuộn cảm thuần:
u = 100√2cos100πt (V)
Cường độ hiệu dụng trong mạch I = 5 A.
a) Xác định L.
b) Viết biều thức của i.
>> Xem: lời giải bài tập 4 trang 74 sgk vật lý lớp 12
Bài Tập 5 Trang 74 SGK Vật Lý Lớp 12
Chứng minh rằng, khi hai cuộn cảm thuần \(\)\(L_1\) và \(L_2\) mắc nối tiếp trong một mạch điện xoay chiều thì cuộn cảm tương đương có cảm kháng cho bởi: \(Z_L = (L_1 + L_2)\) ω
>> Xem: lời giải bài tập 5 trang 74 sgk vật lý lớp 12
Bài Tập 6 Trang 74 SGK Vật Lý Lớp 12
Chứng minh rằng, khi hai tụ điện \(\)\(C_1\) và \(C_2\) mắc nối tiếp thì điện dung tương đương có dung kháng:
Z_C = \({1 \over {{C_\omega }}}\) và \({1 \over {{C_\omega }}} = {1 \over {{C_1}_\omega }}{1 \over {{C_2}_\omega }}\)
>> Xem: lời giải bài tập 6 trang 74 sgk vật lý lớp 12
Bài Tập 7 Trang 74 SGK Vật Lý Lớp 12
Một đoạn mạch chứa một số tụ điện có điện dung tương đương C, đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp tức thời u = \(U_0\)cos ωt (V). Cường độ hiệu dụng trong mạch là bao nhiêu ?
A. \(\)\(\frac{U_{0}}{C\omega }\);
B. \(\frac{U_{0}}{\sqrt{2}C\omega }\);
C. \(U_0\)Cω;
D. \(\frac{U_{0}}{\sqrt{2}}C\omega\)
>> Xem: lời giải bài tập 7 trang 74 sgk vật lý lớp 12
Bài Tập 8 Trang 74 SGK Vật Lý Lớp 12
Đoạn mạch chứa một cuộn cảm thuần L đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp tức thời u = \(U_0\)cos ωt (V) thì cường độ hiệu dụng trong mạch là bao nhiêu ?
A. \(\)\(\frac{U_{0}}{L\omega }\)
B. \(\frac{U_{0}}{\sqrt{2}L\omega }\)
C. \(U_0\)Lω
D. \(\frac{U_{0}}{\sqrt{2}}L\omega\)
>> Xem: lời giải bài tập 8 trang 74 sgk vật lý lớp 12
Bài Tập 9 Trang 74 SGK Vật Lý Lớp 12
Điện áp u = 200√2cosωt (V) đặt vào hai đầu một cuộn cảm thuần thì tạo ra dòng điện có cường độ hiệu dụng I = 2A. Cảm kháng có giá trị là bao nhiêu ?
A. 100 Ω;
B. 200 Ω;
C. 100√2 Ω
D. 200√2 Ω
>> Xem: lời giải bài tập 9 trang 74 sgk vật lý lớp 12
Lời Kết
Ở bài học các mạch điện xoay chiều cũng là một trong các dạng bài quan trọng không kém của chương điện xoay chiều. Qua bài giàng này, các em cần nắm các nội dung trên và làm quen với các dạng bài tập nhé.
– Phát biểu được tác dụng của tụ điện bên trong mạch điện xoay chiều.
– Phải biết và phát biểu được định luật ôm đối với đoạn mạch điện xoay chiều chỉ chứa cuộn cảm thuần.
– Các em phải hiểu và phát biểu được tác dụng của cuộn cảm thuần trong mạch điện xoay chiều.
– Cuối cùng viết được công thức tính dung kháng và cảm kháng.
Sau cùng thi xin chúc các em có một phần học tốt lý 12 trong bài này. Ở trên là nội dung bài học kèm theo đó là những bài tập về nhà để các em làm quen. Chúc các em có kết quả tốt trong các kỳ thi nhé.
Bài Tập Liên Quan:
- Bài 19: Thực Hành Khảo Sát Đoạn Mạch Xoay Chiều R, L, C Mắc Nối Tiếp
- Bài 18: Động Cơ Không Đồng Bộ Ba Pha
- Bài 17: Máy Phát Điện Xoay Chiều
- Bài 16: Truyền Tải Điện Năng Và Máy Biến Áp
- Bài 15: Công Suất Điện Tiêu Thụ Của Mạch Điện Xoay Chiều. Hệ Số Công Suất
- Bài 14: Mạch Có R, L, C Mắc Nối Tiếp
- Bài 12: Đại Cương Về Dòng Điện Xoay Chiều
Trả lời