Giải Vật Lí 12 Bài 12: Đại cương về dòng điện xoay chiều

89 lượt xem

Bài trước

Bài sau

Chúng tôi giới thiệu Giải bài tập Vật Lí lớp 12 Bài 12: Đại cương về dòng điện xoay chiều chính xác, chi tiết nhất giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Đại cương về dòng điện xoay chiều lớp 12.

Bài giảng Vật Lí 12 Bài 12: Đại cương về dòng điện xoay chiều

Giải bài tập Vật Lí Lớp 12 Bài 12: Đại cương về dòng điện xoay chiều

Trả lời câu hỏi giữa bài

Trả lời câu C1 trang 62 SGK Vật Lí 12: Nhắc lại định nghĩa dòng điện một chiều không đổi.

Lời giải:

Dòng điện một chiều không đổi là dòng điện chạy theo một chiều với cường độ không đổi.

Trả lời câu C2 trang 62 SGK Vật Lí 12: Xác định giá trị cực đại, tần số góc, chu kì, tần số, pha ban đầu của các dòng điện xoay chiều có cường độ tức thời (tính ra ampe) cho bởi:

$\begin{aligned} a) i = 5 \cos (100 π t + \frac{π}{4}) \\ b) i = 2 \sqrt{2} \cos (100 π t - \frac{π}{3}) \\ c) i = - 5 \sqrt{2} \cos (100 π t) \end{aligned}$

Phương pháp giải:

Phương trình tổng quát dòng điện $i = I_{0} c o s (ω t + φ)$

+ Giá trị cực đại $I_{0}$

+ Tần số góc $ω$

+ Chu kì $T = \frac{2 π}{ω}$

+ Tần số $f = \frac{1}{T} = \frac{ω}{2 π}$

+ pha ban đầu $φ$

Lời giải:

a) $i = 5 c o s (100 π t + \frac{π}{4})$

Ta có:

+ Giá trị cực đại: $I_{0} = 5 A$

+ Tần số góc: $ω = 100 π (r a d / s)$

+ Chu kì: $T = \frac{2 π}{ω} = \frac{2 π}{100 π} = \frac{1}{50}$

+ Tần số: $f = \frac{1}{T} = 50 H z$

+ Pha ban đầu: $φ = \frac{π}{4} (r a d)$

b) $i = 2 \sqrt{2} c o s (100 π t - \frac{π}{3})$

+ Giá trị cực đại: $I_{0} = 2 \sqrt{2}$

+ Tần số góc: $ω = 100 π (r a d / s)$

+ Chu kì: $T = \frac{2 π}{ω} = \frac{2 π}{100 π} = \frac{1}{50}$

+ Tần số: $f = \frac{1}{T} = 50 H z$

+ Pha ban đầu: $φ = - \frac{π}{3} (r a d)$

c) $i = - 5 \sqrt{2} \cos (100 π t) = 5 \sqrt{2} \cos (100 π t \pm π)$

+ Giá trị cực đại: $I_{0} = 5 \sqrt{2} A$

+ Tần số góc: $ω = 100 π (r a d / s)$

+ Chu kì: $T = \frac{2 π}{ω} = \frac{2 π}{100 π} = \frac{1}{50}$

+ Tần số $f = \frac{1}{T} = 50 H z$

+ Pha ban đầu: $φ = \pm π (r a d)$

Trả lời câu C3 trang 62 SGK Vật Lí 12: Trên hình 12.1 SGK, đồ thị hình sin của i cắt:

1. trục hoành tại những điểm có tọa độ bằng bao nhiêu T?

2. trục hoành tại điểm có tọa độ bằng bao nhiêu Io?

Lời giải:

a) Đồ thị hình sin cắt trục hoành tại những điểm có giá trị

$t = \frac{T}{8} + \frac{T}{4} + k \frac{T}{2} = \frac{3 T}{8} + k \frac{T}{2}$ với k = 0, 1, 2, 3,…

$t_{1} = \frac{3 T}{8}; t_{2} = \frac{7 T}{8}; t_{3} = \frac{11 T}{8}; t_{4} = \frac{15 T}{8}; t_{5} = \frac{19 T}{8}$

b) Đồ thị cắt trục tung tại điểm có giá trị i bằng bao nhiêu I0

Tại thời điểm $t = \frac{T}{8}$ thì $I = I_{0}$

Vậy $i = I_{0} \sin (\frac{2 π}{T} . t + \frac{π}{4})$

Tại thời điểm $t = 0$ thì $i = I_{0} \sin \frac{π}{4} = \frac{I_{0}}{\sqrt{2}}$

Trả lời câu C4 trang 64 SGK Vật Lí 12: Tính điện năng tiêu thụ của dòng điện xoay chiều trên điện trở R trong 1h như thế nào?

Lời giải:

Công suất trung bình kí hiệu là P, đơn vị là oát (W). Điện năng tiêu thụ trong 1 giờ bằng P (W.h).

Trả lời câu C5 trang 65 SGK Vật Lí 12: Mạch điện xoay chiều có ghi 220V. Tính giá trị cực đại của hiệu điện thế.

Sử dụng biểu thức tính giá trị cực đại:

U_{0} = U \sqrt{2}

Lời giải:

Mạch điện xoay chiều có ghi 220V, đây là giá trị hiệu dụng của mạng điện: U = 220V

=> Giá trị cực đại của hiệu điện thế $U_{0} = U \sqrt{2} = 220 \sqrt{2}$

Câu hỏi và bài tập (trang 66 SGK Vật Lí 12)

Bài 1 trang 66 SGK Vật Lí 12: Phát biểu định nghĩa:

a) Giá trị tức thời;

b) Giá trị cực đại;

c) Giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều hình sin.

Lời giải:

a) Giá trị tức thời giá trị biến thiên tuần hoàn với thời gian theo quy luật của hàm số sin hay cosin.

b) Giá trị cực đại là giá trị lớn nhất luôn dương khi hàm cos hay sin bằng 1.

c) Giá trị hiệu dụng xoay chiều hình sin của cường độ bằng giá trị cực đại của cường độ chia $\sqrt{2}$ .

Giá trị hiệu dụng xoay chiều hình sin của điện áp bằng giá trị cực đại của điện áp chia $\sqrt{2}$

Bài 2 trang 66 SGK Vật Lí 12: Tại sao phải quy định thống nhất tần số của dòng điện xoay chiều tạo ra trong kỹ thuật?

Lời giải:

Cường độ dòng điện xoay chiều tạo ra trong kỹ thuật phải có cùng tần số thống nhất thì các thiết bị điện xoay chiều mới ghép nối với nhau được. Vì khi sản xuất các thiết bị dùng trong dòng điện xoay chiều, người ta đã làm các thiết bị ấy với một quy chuẩn về tần số (ở Việt Nam là f = 50Hz). Như vậy nếu sử dụng dòng điện có tân số khác thì các thiết bị sẽ không hoạt động bình thường.

Bài 3 trang 66 SGK Vật Lí 12: Xác định giá trị trung bình theo thời gian của:

a) $2 \sin 100 π t$ ;

b) $2 \cos 100 π t$ ;

c) $2 \sin (100 π t + \frac{π}{6})$ ;

d) $4 \sin^{2} 100 π t$ ;

e) $3 c o s (100 π t - \frac{π}{3})$ .

Phương pháp giải:

Các hàm

\sin, c o s i n

là các hàm điều hòa, nên giá trị trung bình theo thời gian của các hàm này đều bằng

0

Lời giải:

a) $0$ ; b) $0$ ;

e) $0$ .

( vì đều là những hàm điều hòa dạng hình sin theo thời gian, nên giá trị trung bình của chúng đều bằng 0.)

c) $\bar{2 \sin (100 π t + \frac{π}{6})}$

$= 2 \bar{[\sin 100 π t . \cos \frac{π}{6} + \cos 100 π t . \sin \frac{π}{6}]} = 0$

d) $4 \sin^{2} 100 π t = 4 (\frac{1 - \cos 200 π t}{2}) = 2 - 2 \cos 200 π t$

Vậy $\bar{4 s i n^{2} 100 π t} = \bar{2 - 2 c o s 200 π t} = 2 - \bar{2 c o s 200 π t} = 2$

Bài 4 trang 66 SGK Vật Lí 12: Trên một bóng đèn có ghi 220V - 100W, nối đèn ấy vào mạng điện xoay chiều có U = 220V. Xác định:

a) Điện trở của đèn;

b) Cường độ hiệu dụng qua đèn;

c) Điện năng tiêu thụ của đèn trong một giờ.

Phương pháp giải:

+ Đọc các thông số trên đèn

+ Vận dụng biểu thức tính công suất (với mạch chỉ có điện trở): $P = U I = \frac{U^{2}}{R}$

+ Sử dụng biểu thức định luật ôm cho đoạn mạch: $I = \frac{U}{R}$

+ Sử dụng biểu thức tính điện năng tiêu thụ: $Q = P . t$

Lời giải:

+ Từ các thông số trên đèn, ta có:

- Hiệu điện thế hiệu dụng định mức của đèn: $U_{D} = 220 V$

- Công suất định mức của đèn: $P = 100 W$

Nối đèn vào mạng điện xoay chiều có hiệu điện thế hiệu dụng $U = U_{D} = 220 V$

a) Ta có, công suất của đèn: $P = U_{D} I = \frac{U_{D}^{2}}{R}$

=> Điện trở của đèn: $R = \frac{U_{D}^{2}}{P} = \frac{220^{2}}{100} = 484 Ω$

b) Cường độ dòng điện hiệu dụng qua đèn: $I = \frac{U}{R} = \frac{220}{484} = \frac{5}{11} \approx 0, 455 A$

c) Điện năng tiêu thụ của đèn trong một giờ: $A = P t = 100.1 = 100 W h$

Bài 5 trang 66 SGK Vật Lí 12: Một mạch điện gồm hai đèn mắc song song, trên mỗi đèn có ghi: 220V - 115W; 220V - 132W. Nối hai đầu của mạch điện ấy vào mạng điện xoay chiều có U = 220V. Xác định:

a) công suất tiêu thụ trong mạch điện;

b) cường độ dòng điện cung cấp cho mạch điện.

Phương pháp giải:

Trong mạch điện mắc song song thì U tại các nhánh đều bằng nhau

Áp dụng công thức tính cường độ dòng điện I = $\frac{P}{U}$

Lời giải:

a) Do hai đèn mắc song song, nên điện áp đặt trên mỗi đèn là 220 V, bằng với điện áp định mức. Do đó, hai đèn sáng bình thường. Như vậy, công suất tiêu thụ điện trên mỗi đèn bằng với công suất định mức ghi trên mỗi đèn.

Vậy công suất tiêu thụ trong toàn mạch là: 115 + 132 = 247 W.

b) Cường độ dòng điện qua mỗi đèn:

I1 = $\frac{P_{1}}{U}$ ; I2 = $\frac{P_{2}}{U}$

Cường độ dòng điện cung cấp cho mạch:

I = I1 + I2 = $\frac{115}{220}$ + $\frac{132}{220}$ ≈ 1,123 A.

Bài 6 trang 66 SGK Vật Lí 12: Trên một đèn có ghi 100V – 100W. Mạch điện sử dụng có U = 110V.

Để đảm bảo đèn sang bình thường, phải mắc thêm vào mạch điện một điện trở bằng bao nhiêu ?

Phương pháp giải:

Áp dụng điều kiện để đèn sáng bình thường :cường độ qua đèn phải bằng với cường độ dòng điện định mức: I =

\frac{P}{U_{d}}

Lời giải:

Ta thấy điện áp sử dụng lớn hơn điện áp định mức của đèn, nên phải mắc thêm một điện trở nối tiếp với đèn.

Để đảm bảo đèn sang bình thường thì cường độ qua đèn phải bằng với cường độ dòng điện định mức: I = $\frac{P}{U_{d}}$ = $\frac{100}{100}$ = 1A.

Điện trở của toàn mạch là: $R_{m} = \frac{U}{I} = \frac{110}{1} = 110 Ω .$

Điện trở của đèn là: $R_{d} = \frac{U_{d}^{2}}{P} = \frac{100^{2}}{100} = 100 Ω .$

Vậy phải mắc thêm một điện trở R0 nối tiếp với đèn: R0 = Rm - Rđ = 10 Ω.

Bài 7 trang 66 SGK Vật Lí 12: Với dòng điện xoay chiều, cường độ hiệu dụng I liên hệ với cường độ cực đại I0 theo công thức nào ?

A. $I = \frac{I_{0}}{2}$ ; B. $I = \frac{I_{0}}{3}$ ;

C. $I = \frac{I_{0}}{\sqrt{2}}$ ; D. $I = \frac{I_{0}}{\sqrt{3}}$ .

Phương pháp giải:

Trong dòng điện xoay chiều, cường độ hiệu dụng I liên hệ với cường độ cực đại I0 theo công thức I =

\frac{I_{0}}{\sqrt{2}}

Lời giải:

Ta có, cường độ dòng điện hiệu dụng: $I = \frac{I_{0}}{\sqrt{2}}$

Chọn đáp án C

Bài 8 trang 66 SGK Vật Lí 12: Điện áp tức thời giữa hai đầu của đoạn mạch xoay chiều là: $u = 80cos100 πt (V)$

Tần số góc của dòng điện là bao nhiêu ?

A. 100 π rad/s; B. 100 Hz;

C. 50 Hz; D. 100 π Hz.

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức tổng quát của điện áp tức thời trong đoạn mạch xoay chiều :

u = U_{0} c o s (ω t + φ)

Lời giải:

Chọn đáp án A.

Ta có: $u = U_{0} c o s (ω t + φ)$

=> Tần số góc của dòng điện là $ω = 100 π r a d / s$

Bài 9 trang 66 SGK Vật Lí 12: Điện áp tức thời giữa hai đầu của đoạn mạch xoay chiều là:

u = 80 c o s 100 π t (V)

Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch đó là bao nhiêu ?

A. $80 V$ ; B. $40 V$ ;

C. $80 \sqrt{2} V$ ; D. $40 \sqrt{2} V$ .

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức tổng quát xác định điện áp tức thời của đoạn mạch xoay chiều :

u = U \sqrt{2} \cos (ω t + φ)

Lời giải:

Điện áp hiệu dụng của đoạn mạch được xác định bởi biểu thức : $U = \frac{U_{0}}{\sqrt{2}} = \frac{80}{\sqrt{2}} = 40 \sqrt{2} V$

=> Chọn đáp án D.

Bài 10 trang 66 SGK Vật Lí 12: Một đèn điện có ghi

110 V - 100 W

mắc nối tiếp với điện trở R vào một mạch xoay chiều có

u = 220 \sqrt{2} s i n 100 ω t (V)

. Để đèn sang bình thường, R phải có giá trị là bao nhiêu ?

A. $1210 Ω$ ; B. $\frac{10}{11} Ω$

C. $121 Ω$ ; D. $110 Ω$

Phương pháp giải:

Áp dụng điều kiện để đèn sáng bình thường :cường độ qua đèn phải bằng với cường độ dòng điện định mức:

I = \frac{P}{U_{d}}

Lời giải:

Ta thấy điện áp sử dụng lớn hơn điện áp định mức của đèn, nên phải mắc thêm một điện trở nối tiếp với đèn.

Để đảm bảo đèn sang bình thường thì cường độ qua đèn phải bằng với cường độ dòng điện định mức: $I = \frac{P}{U_{d}} = \frac{100}{110} = 0, 9 A .$

Điện trở của toàn mạch là: $R_{m} = \frac{U}{I} = \frac{220}{0, 9} = 242 Ω .$

Điện trở của đèn là: $R_{đ} = \frac{U_{d}^{2}}{P} = \frac{110^{2}}{100} = 121 Ω$ .

Vậy phải mắc thêm một điện trở R0 nối tiếp với đèn:

$R_{0} = R_{m} - R_{d} = 242 - 121 = 121 Ω$

=> Đáp án C

Phương pháp giải một số dạng bài tập Đại cương về dòng điện xoay chiều

Tổng hợp cách giải một số dạng bài tập đại cương về dòng điện xoay chiều thường gặp

Dạng 1: Xác định từ thông qua khung dây và suất điện động xoay chiều

Sử dụng các công thức:

- Từ thông:

$Φ = N B S \cos (ω t + φ) = Φ_{0} \cos (ω t + φ)$ (Wb)

Trong đó:

+ N: số vòng dây

+ S: tiết diện vòng dây (m2)

+ B: cảm ứng từ (T)

+ $Φ_{0} = N B S$ : từ thông cực đại qua khung dây (Wb)

+ $ω$ : tốc độ quay của khung dây (rad/s)

- Suất điện động xoay chiều:

$e = - Φ^{'} = E_{0} \cos (ω t + φ)$ (V)

Trong đó: $E_{0} = N B S ω = ω Φ_{0}$ : suất điện động xoay chiều cực đại (V)

*Chú ý: Khi trong khung dây có suất điện động thì hai đầu khung dây có điện áp (hiệu điện thế). Nếu khung dây chưa nối với tải thì E = U.

Bài tập ví dụ: Từ thông qua một vòng dây dẫn là $Φ = \frac{{2.10}^{- 2}}{π} \cos (100 π t + \frac{π}{4}) (W b)$ . Biểu thức của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây này là?

Hướng dẫn giải

Ta có:

$e = - Φ^{'} = ω Φ_{0} \sin (ω t + φ) = ω Φ_{0} \cos (ω t + φ - \frac{π}{2})$

$\Rightarrow e = \frac{{2.10}^{- 2}}{π} .100 π \cos (100 π t + \frac{π}{4} - \frac{π}{2}) = 2 \cos (100 π t - \frac{π}{4}) (V)$

Dạng 2: Xác định các đại lượng đặc trưng của dòng điện xoay chiều

- Phương trình tổng quát của dòng điện xoay chiều:

$i = I_{0} \cos (ω t + φ)$ , với I0 là cường độ dòng điện cực đại.

- Các giá trị hiệu dụng:

+ Cường độ dòng điện hiệu dụng: $I = \frac{I_{0}}{\sqrt{2}}$

+ Suất điện động hiệu dụng: $E = \frac{E_{0}}{\sqrt{2}}$

+ Điện áp hiệu dụng: $U = \frac{U_{0}}{\sqrt{2}}$

- Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R: $Q = I^{2} R t$

Trong đó:

Q: nhiệt lượng (J)

R: điện trở mạch ngoài

t: thời giam dòng điện chạy qua R (s)

- Công suất tỏa nhiệt: $P = \frac{Q}{t} = I^{2} R$ (W)

Bài tập ví dụ:

Cường độ dòng điện $i = 2 \sqrt{2} \cos (100 π t) (A)$ có giá trị hiệu dụng là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Từ phương trình ta có cường độ dòng điện cực đại $I_{0} = 2 \sqrt{2} A$

Cường độ dòng điện hiệu dụng:

$I = \frac{I_{0}}{\sqrt{2}} = \frac{2 \sqrt{2}}{\sqrt{2}} = 2 A$

Dạng 3: Tìm điện lượng chuyển qua tiết diện dây dẫn

Điện lượng qua tiết diện S trong thời gian t là q: $q = i . t$

Điện lượng qua tiết diện S trong thời gian từ t1 đến t2 là $Δ q$ : $Δ q = i . Δ t$

$\Rightarrow i = \frac{d q}{d t} \Rightarrow q = \int_{t_{1}}^{t_{2}} i d t$

Bài tập ví dụ:

Dòng điện xoay chiều có biểu thức: $i = 2 \sin 100 π t (A)$ chạy qua dây dẫn. Điện lượng chạy qua tiết diện dây trong khoảng thời gian từ 0 đến 0,15 s là:

Hướng dẫn giải

Ta có:

$\Rightarrow i = \frac{d q}{d t} \Rightarrow q = \int_{t_{1}}^{t_{2}} i d t = \int_{0}^{0, 15} 2 \sin 100 π t d t$

$\Rightarrow q = - \frac{2 \cos 100 π t}{100 π} |_{0}^{0, 15} = \frac{4}{100 π} (C)$

Dạng 4: Tính số lần dòng điện đổi chiều sau một khoảng thời gian t

Trong mỗi giây: Dòng điện đổi chiều 2f lần

=> Trong thời gian t giây: Dòng điện đổi chiều t.2f lần

Đặc biệt: Nếu pha ban đầu $φ_{i} = \frac{π}{2}$ hoặc $φ_{i} = - \frac{π}{2}$ thì chỉ giây đầu tiên đổi chiều 2f-1 lần

Dạng 5: Xác định thời gian đèn sáng - tắt.

- Dùng mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều để tính.

- Dòng điện xoay chiều:

Mỗi giây dòng điện đôi chiều 2f lần.
Nếu cho dòng điện qua bộ phận làm rung dây trong hiện tượng sóng dừng thì dây rung với tần số 2f.

- Công thức tính thời gian đèn huỳnh quang sáng trong 1 chu kì.

Giải Vật Lí 12 Bài 12: Đại cương về dòng điện xoay chiều (ảnh 1)

Khi đặt điện áp u = U0cos(wt + ju) vào hai đầu bóng đèn, biết đèn chỉ sáng lên khi u ≥ U1.

$Δ t = \frac{4 Δ φ}{ω}$ Với $c o s Δ φ = \frac{U_{1}}{U_{0}}$ , $(0 < Δ φ < \frac{π}{2})$

Lý thuyết Bài 12: Đại cương về dòng điện xoay chiều.

Cho khung dây dẫn có diện tích S gồm có N vòng dây quay đều với vận tốc góc ω xung quanh trục đối xứng x’x trong từ trường đều có xx '.

1. Từ thông gửi qua khung dây

Từ thông gởi qua khung là $Φ = N B S c o s (ω t + φ) W b$ .

Đặt $Φ_{0} = N B S \to Φ = Φ_{0} \cos (ω t + φ)$

$Φ_{0}$ được gọi là từ thông cực đại

2. Suất điện động xoay chiều

Theo hiện tượng cảm ứng điện từ trong khung hình thành suất điện động cảm ứng có biểu thức:

$e = - Φ^{'} = ω N B S s i n (ω t + φ) .$

Đặt $E_{0} = ω N B S = ω Φ_{0} \to e = E_{0} s i n (ω t + φ) = E_{0} c o s (ω t + φ - \frac{π}{2})$

Vậy suất điện động trong khung dây biến thiên tuần hoàn với tần số góc ω và chậm pha hơn từ thông góc π/2. Nếu mạch ngoài kín thì trong mạch sẽ có dòng điện, điện áp gây ra ở mạch ngoài cũng biến thiên điều hòa: u = U0cos(ωt + φu) V.

Đơn vị : S (m2), Φ (Wb) – Webe, B (T) – Testla, N (vòng), ω (rad/s), e (V)…

*Chú ý:

1 v o n g / p h u t = \frac{2 π}{60} = (r a d / s); 1 c m^{2} = 10^{- 4} m^{2}

3. Khái niệm về dòng điện xoay chiều

- Định nghĩa:

Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ dòng điện biến đổi điều hòa theo thời gian (theo hàm cosin hay sin) => Dòng điện xoay chiều thay đổi cả về cường độ và phương chiều.

- Biểu thức: $i = I_{0} \cos (ω t + ϕ_{i}) A$

Trong đó:

$i :$ giá trị cường độ dòng điện xoay chiều tức thời, đơn vị là (A)

$I_{0} > 0$ : giá trị cường độ dòng điện cực đại của dòng điện xoay chiều

$ω, φ_{i} :$ là các hằng số.

$ω > 0$ là tần số góc.

$(ω t + φ_{i}) :$ pha tại thời điểm t.

$φ i :$ Pha ban đầu của dòng điện.

- Chu kỳ, tần số của dòng điện : ${\begin{cases} T = \frac{2 π}{ω} = \frac{1}{f} (s) \\ f = \frac{1}{T} = \frac{ω}{2 π} (H z) \end{cases}$

4. Độ lệch pha của điện áp và dòng điện

Đặt $φ = φ_{u} - φ_{i},$ được gọi là độ lệch pha của điện áp và dòng điện trong mạch.

+ Nếu $φ > 0$ thì khi đó điện áp nhanh pha hơn dòng điện hay dòng điện chậm pha hơn điện áp.

+ Nếu $φ < 0$ thì khi đó điện áp chậm pha hơn dòng điện hay dòng điện nhanh pha hơn điện áp.

*Chú ý:

- Khi độ lệch pha của điện áp và dòng điện là π/2 thì ta có phương trình của dòng điện và điện áp thỏa mãn ${\begin{cases} u = U_{0} \cos (ω t) \\ i = I_{0} \cos (ω t \pm \frac{π}{2}) = \mp I_{0} \sin (ω t) \end{cases} \to {(\frac{u}{U_{0}})}^{2} + {(\frac{i}{I_{0}})}^{2} = 1$

- Nếu điện áp vuông pha với dòng điện, đồng thời tại hai thời điểm t1, t2 điện áp và dòng điện có các cặp giá trị tương ứng là u1; i1 và u2; i2 thì ta có: ${(\frac{u_{1}}{U_{0}})}^{2} + {(\frac{i_{1}}{I_{0}})}^{2} = {(\frac{u_{2}}{U_{0}})}^{2} + {(\frac{i_{2}}{I_{0}})}^{2} \to \frac{U_{0}}{I_{0}} = \sqrt{\frac{u_{1}^{2} - u_{2}^{2}}{i_{1}^{2} - i_{2}^{2}}}$

5. Giá trị hiệu dụng

Ngoài ra, đối với dòng điện xoay chiều, các đại lượng như điện áp, suất điện động, cường độ dòng điện , … cũng là hàm số sin hay cosin của thời gian.

Các đại lượng có giá trị hiệu dụng: $I = \frac{I_{0}}{\sqrt{2}}$ , $U = \frac{U_{0}}{\sqrt{2}}$ , $E = \frac{E_{0}}{\sqrt{2}}$

Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R trong thời gian t nếu có dòng điện xoay chiều i=I0cos(ωt+φ) chạy qua là: $Q = P . t = \frac{I_{0}^{2}}{2} R t$

Công suất tỏa nhiệt trên R khi có dòng điện xoay chiều chạy qua: $P = I^{2} R$

Sơ đồ tư duy về đại cương dòng điện xoay chiều

Giải Vật Lí 12 Bài 12: Đại cương về dòng điện xoay chiều (ảnh 2)

Xem thêm các chương trình khác:

Bài trước

Bài sau

Giải SGK, SBT, Chuyên đề Vật Lý Lớp 12