Giải bài 13 vật lí 12: Các mạch điện xoay chiều

Ở bài 12, chúng ta đã cùng tìm hiểu thế nào là dòng điện xoay chiều. Bài này, tracnghiem.vn xin giới thiệu tới bạn đọc về các mạch điện xoay chiều. hi vọng với những kiến thức trọng tâm và hướng dẫn giải một số bài tập dưới đây sẽ hữu ích đối với bạn. .

A. Lý thuyết

I. Vẽ giản đồ vectơ cho mạch điện xoay chiều

Độ lệch pha của u so với i là $\varphi  = \varphi _{u} - \varphi _{i}$.

• $\varphi  > 0$: u sớm pha hơn i.
• $\varphi  <0$: u trễ pha hơn i.
• $\varphi  = 0$: u, i cùng pha.

Giản đồ vectơ cho mạch điện xoay chiều:

Vì u, i đều là các dao động điều hòa nên ta có thể dùng giản đồ vectơ để biểu diễn chúng.

Chú ý: Để thuận tiện khi làm bài tập ta thường xoay sao cho $\overrightarrow{I} \equiv \overrightarrow{Ox}$ (có nghĩa là chọn trục Ox trùng với $\overrightarrow{I}$.

II. Các mạch điện xoay chiều

Nội dung	Mạch chỉ có điện trở thuần R	Mạch chỉ có tụ điện C	Mạch chỉ có cuộn cảm thuần L
Biểu thức của u	$u = U_{0}\cos (wt + \varphi _{u})$	$u = U_{0}\cos (wt + \varphi _{u})$	$u = U_{0}\cos (wt + \varphi _{u})$
Biểu thức của i	$i = i_{0}\cos (wt + \varphi _{u})$	$i = i_{0}\cos (wt + \varphi _{u} + \frac{\pi }{2})$	$i = i_{0}\cos (wt + \varphi _{u} - \frac{\pi }{2})$
Độ lệch pha giữa u và i, $\varphi $	$\varphi = 0$	$\varphi = - \frac{\pi }{2}$	$\varphi = \frac{\pi }{2}$
Giản đồ vectơ.
Định luật Ôm.	$I = \frac{U}{R}$	$I = \frac{U}{Z_{C}}$, $Z_{C} = \frac{1}{wC}$	$I = \frac{U}{Z_{L}}$, $Z_{L} = w.L$

Chú ý:

• Công thức tính điện dung của tụ phẳng.

$C = \frac{\varepsilon .S}{9.10^{9}.4\pi .d}$

Trong đó:

C: Điện dung của tụ (F).

$\varepsilon $: Hằng số điện môi của môi trường giữa hai bản tụ.

S: Diện tích đối diện nhau giữa hai bản tụ ($m^{2}).

d: Khoảng cách giữa hai bản tụ (m).

• Bản chất của dòng điện xoay chiều qua tụ: Do khi nối hai đầu tụ điện với nguồn điện xoay chiều thì tụ điện được tích điện và phóng điện liên tục. Trên các nhánh dây nối với hai bản tụ luôn có dòng điện xoay chiều.
• Dòng điện xoay chiều có w càng lớn thì $Z_{C}$ càng nhỏ, lúc này dòng điện càng dễ qua tụ và ngược lại.
• Dòng điện có w càng lớn thì $Z_{L}$ càng lớn, lúc này dòng điện càng khó qua cuộn cảm và ngược lại
• Cuộn cảm thuần có cho dòng điện một chiều chạy qua, còn tụ điện thì cản trở hoàn toàn, điện trở thì cản trở một phần.