Bài 12: Đại cương về dòng điện xoay chiều

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

a) I0 = 5A; ω = 100π (rad/s);

b) I0 = 2√2A; ω = 100π (rad/s);

c) i = -5√2cos(100πt) = 5√2cos(100πt ±π)

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

Đồ thị cắt trục tung tại điểm có giá trị i bằng bao nhiêu Im

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

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 U0 = U√2 = 220√2 V

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

Giá trị cực đại là giá trị lớn nhất luôn dương của giá trị tức thời i khi hàm cos hay sin bằng 1.

Giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện xoay chiều là đại lượng có giá trị bằng cường độ của một dòng điện không đổi, sao cho khi qua một điện trở R thì công suất tiêu thụ trên R bởi dòng điện không đổi ấy bằng công suất trung bình tiêu thụ trên R bởi dòng xoay chiều nói trên. Với dòng xoay chiều hình cos hoặc sin thì gái trị hiệu dụng I = I0/√2 .

Giá trị hiệu dụng của điện áp xoay chiều hình sin bằng giá trị cực đại của điện áp chia √2: U = U0/√2

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.

   + Ta nhận thấy các hàm:

a) 2sin100πt;   b) 2cos100πt;  c) 2sin(100πt + π/6 );   e) 3cos(100πt - π/3 ) đều là những hàm điều hòa dạng hình sin theo thời gian, nên giá trị trung bình của chúng đều bằng 0.

   + Với hàm

Số hạng thứ nhất lấy trung bình vẫn bằng 2, số hạng thứ hai là hàm điều hòa dạng sin theo thời gian nên giá trị trung bình bằng 0.

Vậy giá trị trung bình của hàm 4sin2100π t bằng 2.

Bóng đèn có ghi 220V – 100W → Uđm = 220V; Pđm = 100W

→ điện trở của đèn: 

Cường độ hiệu dụng qua đèn: 

Điện năng tiêu thụ của đèn trong một giờ:

A = P.t = 100W.1h = 100W.h = 100W.3600 = 360000 J

Điện trở của các bóng đèn lần lượt là:

Vì hai đèn mắc song song nên điện trở tương của toàn mạch là:

Công suất tiêu thụ trong mạch: 

Lưu ý: Ta có thể tính nhanh công suất của mạch bài này như sau:

Vì hai đèn cùng mắc // vào nguồn điện có U = Uđm1 = Uđm2 = 220V nên hai đèn hoạt động đúng công suất định mức.

→ Công suất tiêu thụ trong mạch: P = Pđm1 + Pđm2 = 115 + 132 = 247 (W)

Điện trở của các bóng đèn lần lượt là:

Vì hai đèn mắc song song nên điện trở tương của toàn mạch là:

Cường độ dòng điện: 

Đèn có ghi 100V – 100W → Uđm = 100V, Pđm = 100W

Ta thấy Uđm < U = 110V nên để đèn sáng bình thường với hiệu điện thế hai đầu mạch là 110V thì phải mắc nối tiếp thêm một điện trở R.

Ta có: UR = U – Uđ = 10V

Đèn sáng bình thường: 

→ Điện trở R: 

Chọn đáp án C

- Chọn A.

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

- Chọn D.

- Áp dụng công thức:

Đáp án đúng C.

Đèn sáng bình thường