Bài 12. Đại cương về dòng điện xoay chiều

Lý thuyết và bài tập bài 12: Đại cương về dòng điện xoay chiều, chương III, Vật lý 12

ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

1. Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ là hàm số sin (hay côsin) của thời gian: \(i =I_0cos(\omega t + \varphi)\)

Trong đó:

+ \(i\) là giá trị tức thời của cường độ dòng điện tại thời điểm \(t\)

+ \(I_0> 0\) là giá trị cực đại của cường độ dòng điện \(i\), gọi là biên độ của dòng điện

+ \(\omega > 0\) là tần số góc

+ \(\omega t +\varphi\) là pha của \(i\) tại thời điểm t

+ \(\varphi\) là pha ban đầu.

Bài Tập / Bài Soạn: 

Câu C1 trang 62 sách giáo khoa Vật lý 12

Đề bài

Nhắc lại định nghĩa dòng điện một chiều không đổi.

Lời giải chi tiết

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

Câu C2 trang 62 sách giáo khoa Vật lý 12

Đề bài

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:

\(\eqalign{& a)\,\,i = 5\cos \left( {100\pi t + {\pi  \over 4}} \right)  \cr & b)\,\,i = 2\sqrt 2 \cos \left( {100\pi t - {\pi  \over 3}} \right)  \cr & c)\,\,i =  - 5\sqrt 2 \cos \left( {100\pi t} \right) \cr} \)

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Phương trình tổng quát dòng điện \(i=I_0cos(\omega t+\varphi)\)

+ Giá trị cực đại \(I_0\)

Câu C3 trang 62 sách giáo khoa Vật lý 12

Đề bài

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 chi tiết

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

\(t = \displaystyle{T \over 8} + {T \over 4} + k{T \over 2} = {{3T} \over 8} + k{T \over 2}\) với k = 0, 1, 2, 3,…

Câu C4 trang 64 sách giáo khoa Vật lý 12

Đề bài

Tính điện năng tiêu thụ của dòng điện xoay chiều trên điện trở R trong 1h như thế nào?

Lời giải chi tiết

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

Câu C5 trang 65 sách giáo khoa Vật lý 12

Đề bài

Mạch điện xoay chiều có ghi 220V. Tính giá trị cực đại của hiệu điện thế.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Sử dụng biểu thức tính giá trị cực đại: \(U_0=U\sqrt{2}\)

Lời giải chi tiết

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  \({U_0} = U\sqrt 2  = 220\sqrt 2 \)

Bài 1 trang 66 sách giáo khoa Vật lí 12

Đề bài

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 chi tiết

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 \(\sqrt 2\).

Bài 2 trang 66 sách giáo khoa Vật lí 12

Đề bài

Tại sao phải quy định thống nhất tần số của dòng điện xoay chiều tạo ra trong kỹ thuật?

Lời giải chi tiết

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 sách giáo khoa Vật lí 12

Đề bài

 Xác định giá trị trung bình theo thời gian của: 

a) \(2\sin100πt\);

b) \(2\cos100πt\);

c) \(2\sin(100πt + \frac{\pi }{6})\);

d) \(4\sin^2 100πt\);

e) \(3cos(100πt - \frac{\pi }{3})\).

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Các hàm \(\sin, cosin\) là các hàm điều hòa, nên giá trị trung bình theo thời gian của các hàm này đều bằng \(0\).

Lời giải chi tiết

a) \(0\);                   b) \(0\);         

e) \(0\).

Bài 4 trang 66 sách giáo khoa Vật lí 12

Đề bài

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 - Xem chi tiết

+ Đọc các thông số trên đèn

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

+ Sử dụng biểu thức định luật ôm cho đoạn mạch: \(I = \dfrac{U}{R}\)

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

Bài 5 trang 66 sách giáo khoa Vật lí 12

Đề bài

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 - Xem chi tiết

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 chi tiết

Bài 6 trang 66 sách giáo khoa Vật lí 12

Đề bài

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 - Xem chi tiết

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 chi tiết

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.

Bài 7 trang 66 sách giáo khoa Vật lí 12

Đề bài

Với dòng điện xoay chiều, cường độ hiệu dụng I liên hệ với cường độ cực đại I0 theo công thức nào ?

A. \(I=\dfrac{I_{0}}{2}\);                             B. \(I=\dfrac{I_{0}}{3}\);

C. \(I=\dfrac{I_{0}}{\sqrt{2}}\);                           D. \(I=\dfrac{I_{0}}{\sqrt{3}}\).

Phương pháp giải - Xem chi tiết

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 chi tiết

Bài 8 trang 66 sách giáo khoa Vật lí 12

Đề bài

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 - Xem chi tiết

Áp dụng công thức tổng quát của điện áp tức thời trong đoạn mạch xoay chiều : \(u = U_0cos(ωt + φ)\)

Lời giải chi tiết

Chọn đáp án A.

Ta có: \(u = U_0cos(ωt + φ)\)

=> Tần số góc của dòng điện là \(ω = 100 π rad/s\) 

Bài 9 trang 66 sách giáo khoa Vật lí 12

Đề bài

Điện áp tức thời giữa hai đầu của đoạn mạch xoay chiều là: \(u = 80cos100 πt (V)\)

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. \(40\sqrt 2V\).

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Áp dụng công thức tổng quát xác định điện áp tức thời của đoạn mạch xoay chiều : \(u = U\sqrt 2 \cos \left( {\omega t + \varphi } \right)\) 

Lời giải chi tiết

Bài 10 trang 66 sách giáo khoa Vật lí 12

Đề bài

Một đèn điện có ghi \(110 V – 100 W\) mắc nối tiếp với điện trở R vào một mạch xoay chiều có \(u = 220\sqrt 2 sin100 ωt (V)\). Để đèn sang bình thường, R phải có giá trị là bao nhiêu ?

A. \(1210 Ω\);                           B. \(\dfrac{10}{11}Ω\)

C. \(121 Ω\);                             D. \(110 Ω\)

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Áp dụng điều kiện để đèn sáng bình thường :cường độ qua đèn phải bằng với cường độ dòng điện định mức: \(I=\dfrac{P}{U_{d}}\)

Lời giải chi tiết


Giải các môn học khác

Bình luận

CHƯƠNG I. DAO ĐỘNG CƠ

CHƯƠNG II. SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM

CHƯƠNG III. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

ĐỀ THI HỌC KÌ 1 MỚI NHẤT CÓ LỜI GIẢI

  • Đề ôn tập học kì 1 – Có đáp án và lời giải
  • Đề thi học kì 1 của các trường có lời giải – Mới nhất

CHƯƠNG IV. DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ

CHƯƠNG V. SÓNG ÁNH SÁNG

CHƯƠNG VI. LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

CHƯƠNG VII. HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ

CHƯƠNG VIII. TỪ VI MÔ ĐẾN VĨ MÔ

ĐỀ THI HỌC KÌ 2 MỚI NHẤT CÓ LỜI GIẢI

  • Đề thi học kì 2 của các trường có lời giải – Mới nhất

ĐỀ THI THỬ THPT QUỐC GIA MÔN VẬT LÍ