Nhằm giúp các bạn chuẩn bị tốt nhất cho kì thi thpt quốc gia sắp tới, Master Ant xin chia sẻ với các bạn Giải bài tập Vật Lý 12 chủ đề rlc AC series. Đây là một chương hay, các bạn cần nắm chắc lý thuyết để tự tin làm bài. Bài viết tóm tắt những điều cơ bản trong khi chia nhỏ chúng và đưa ra một số ví dụ minh họa. Hi vọng đây là nguồn tài liệu tự học hữu ích cho các bạn. Hãy cùng nhau khám phá nhé!
Tôi. Công Thức Giải Nhanh Vật Lý 12: Các Dạng Toán Cơ Bản.
1. Tính tổng trở của đoạn mạch rlc nối tiếp.
Lý thuyết:
Cho đoạn mạch xoay chiều r, l, c nối tiếp. Khi đó, tổng trở của đoạn mạch là:
Ở đâu:
z là tổng trở (Ω)
r là điện trở thuần của đoạn mạch (Ω)
zl=ωl được gọi là độ tự cảm (Ω)
zc=1/ωc được gọi là điện dung (Ω)
Ghi chú:
Khi mạch không có linh kiện, ta hiểu rằng đại lượng bị thiếu sẽ có giá trị bằng 0.
Nếu nhiều điện trở mắc song song hoặc nối tiếp thì ta thay bằng điện trở tương đương theo công thức sau:
Tương tự, khi nhiều cuộn cảm mắc song song hoặc nối tiếp với nhau, ta thay chúng bằng cuộn cảm tương đương, được tính như sau:
Tụ điện cũng vậy, nếu có nhiều tụ điện mắc song song hoặc nối tiếp thì ta sử dụng công thức sau
Ví dụ.
Ví dụ 1: Xét một mạch điện rlc (cuộn cảm). Gọi ur, ul, uc lần lượt là các điện áp hiệu dụng giữa hai đầu phần tử có điện trở, giữa hai đầu cuộn dây và giữa hai bản tụ điện. Với ur=ul=uc/2, cường độ dòng điện chạy qua mạch là:
A. A trễ pha π/4 (rad) so với điện áp trên mạch. b.Sớm pha π/4 (rad) so với điện áp trên toàn mạch. c. /2 (rad) trễ pha so với điện áp ur d. Sớm pha/2 (rad) so với điện áp uc.
Hướng dẫn giải quyết:
Chúng tôi sử dụng sơ đồ sau:
Ta có công thức:
Vectơ quảng cáo là vectơ hiệu điện thế trên toàn mạch. Vì ur=ul=uc/2 nên bc=bd. Chứng minh rằng tam giác abd vuông góc với b.
Mặt khác, cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch luôn cùng pha với hiệu điện thế chạy qua một điện trở. đó
Suy ra điện áp trên đoạn mạch trễ pha π/4(rad) so với điện áp ur. Vậy chọn đáp án b.
Ví dụ 2: Xét mạch điện xoay chiều có r=40 ôm, cuộn cảm thuần có độ tự cảm l=0,4/π h và tụ điện có c=10-4π f. Tần số của điện áp trên đoạn mạch là 50hz. Khi đó, tổng trở của đoạn mạch sẽ là:
A. 90Ω b. 140Ω 72Ω 100Ω
Hướng dẫn giải quyết:
Chúng tôi sử dụng công thức cho độ tự cảm và điện dung:
Sử dụng lại công thức trở kháng:
Vậy chọn đáp án c.
2. Viết biểu thức cường độ dòng điện và hiệu điện thế.
Lý thuyết:
Để biểu thị cường độ dòng điện hoặc hiệu điện thế, cần xác định các đại lượng sau:
+ Biên độ, pha ban đầu, tần số.
+ Trước tiên hãy viết biểu thức cường độ dòng điện ddienj i, dùng sơ đồ để suy ra độ lệch pha giữa hiệu điện thế ở hai đầu điện trở, hiệu điện thế giữa cuộn cảm thuần và tụ điện, sau đó suy ra biểu thức xuất thức.
Nhận xét:
Đối với phương trình u=u0cos(ωt+ϕu) và i=i0cos(ωt+ϕi) hiện tại, ta có:
Nếu zlzc thì điện áp sớm pha hơn dòng điện.
Minh họa:
Ví dụ 1: Cho hiệu điện thế u=100cos(100πt) vào hai đầu đoạn mạch rlc nối tiếp. Biết rằng điện trở r=50√3 Ω, độ tự cảm l=1/π h, và điện dung c=10-3π/5 f. Hãy xác định hiệu điện thế rc giữa hai đầu mạch.
Hướng dẫn giải quyết:
Sau đó chọn đáp án a.
Ví dụ 2: Xét mạch điện xoay chiều rlc nối tiếp, điện trở thuần r=10Ω, cuộn dây tự cảm và điện dung c=10-3/(2π). Biết biểu thức điện áp trên tụ điện là uc=50√2cos(100πt-0,75π)(v). Tính biểu thức cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch trên:
Hướng dẫn giải quyết:
Chúng tôi sử dụng công thức điện dung:
So với cường độ dòng điện qua mạch thì điện áp qua tụ điện sẽ trễ pha 1 góc π/2, từ đó ta được phương trình dòng điện trong mạch là:
Ta chọn đáp án b.
3. Vấn đề cộng hưởng điên.
Lý thuyết:
Cộng hưởng điện là trường hợp công suất đạt giá trị cực đại. Điều kiện để xảy ra cộng hưởng điện là zl=zc. Lúc này tổng trở của mạch là nhỏ nhất: zmin=r và cường độ dòng điện chạy qua mạch là lớn nhất imax=u/r
Khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng thì điện áp trên mạch sẽ cùng pha với cường độ dòng điện chạy qua mạch.
Mối quan hệ giữa tần số và trở kháng:
Ở đâu:
+ f0 là tần số cộng hưởng.
+ Nếu f<f0 thì mạch có tính chất dung.
+ Nếu f>f0 thì mạch thuần cảm.
Minh họa:
Ví dụ 1: Xét đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn cảm có điện trở r=50 ôm, cuộn cảm thuần l và tụ điện có điện dung c=2.10-4/πf. Hiệu điện thế hiệu dụng đặt vào hai đầu mạch điện áp là 110v, f=50hz thì xuất hiện hiện tượng ích cổng. Tính độ tự cảm và công suất tiêu thụ của mạch.
Hướng dẫn giải quyết:
Ta có zc=1/(2πfc). Ngược lại khi cộng hưởng xảy ra: zc=zl=50 ohm. Suy ra l=1/(2π)h.
Mức tiêu thụ điện tối đa pmax=u2/r=242w
Ví dụ 2: Đặt điện áp xoay chiều f 200v có tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch rlc nối tiếp. Biết rằng điện trở r, độ tự cảm l, điện dung c thay đổi được. Gọi n là điểm giữa cuộn cảm và tụ điện. Giá trị r, l, c hữu hạn khác không. Khi c=c1, điện áp trên biến trở r là một giá trị không đổi và việc thay đổi giá trị của r sẽ không thay đổi cùng một lúc. Tính điện áp hiệu dụng giữa a và n khi c=c1/2.
Hướng dẫn giải quyết:
Hai. Công thức gia tốc Vật Lý 12: Tự học
Mời các bạn thực hành vận dụng các dạng toán của Công thức tính nhanh Vật lý 12 đã ôn tập ở trên bằng cách sử dụng các câu tự học sau:
Trả lời:
Dưới đây là một số suy nghĩ chung mà tôi muốn chia sẻ với bạn. Hi vọng sau khi đọc xong bài viết này, các bạn sẽ tự tin áp dụng Công thức giải nhanh Vật lý 12 vào các bài tập điện xoay chiều của mình. Kỳ thi quốc gia sắp đến, hãy trang bị cho mình thật tốt. Bạn có thể tham khảo thêm nhiều bài viết khác trên trang kiến để có thêm nhiều thông tin hữu ích. chúc may mắn.
