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=NBScos(ωt+φ)=Φ0cos(ωt+φ) (Wb)

Trong đó:

+ N: số vòng dây

+ S: tiết diện vòng dây (m2)

+ B: cảm ứng từ (T)

+ Φ0=NBS: từ thông cực đại qua khung dây (Wb)

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

- Suất điện động xoay chiều:

e=Φ=E0cos(ωt+φ) (V)

Trong đó: E0=NBSω=ωΦ0: 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=2.102πcos(100πt+π4)(Wb). Biểu thức của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây này là?

Hướng dẫn giải

Ta có:

e=Φ=ωΦ0sin(ωt+φ)=ωΦ0cos(ωt+φπ2)

e=2.102π.100πcos(100πt+π4π2)=2cos(100πtπ4)(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=I0cos(ωt+φ), với I0 là cường độ dòng điện cực đại.

- Các giá trị hiệu dụng:

+ Cường độ dòng điện hiệu dụng: I=I02

+ Suất điện động hiệu dụng: E=E02

+ Điện áp hiệu dụng: U=U02

- Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R: Q=I2Rt

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=Qt=I2R (W)

Bài tập ví dụ:

Cường độ dòng điện i=22cos(100πt)(A) có giá trị hiệu dụng là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Từ phương trình ta có cường độ dòng điện cực đại I0=22A

Cường độ dòng điện hiệu dụng:

I=I02=222=2A

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 t2Δq: Δq=i.Δt

i=dqdtq=t2t1idt

Bài tập ví dụ:

Dòng điện xoay chiều có biểu thức: i=2sin100πt(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:

i=dqdtq=t2t1idt=0,1502sin100πtdt

q=2cos100πt100π|0,150=4100π(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 φi=π2 hoặc φi=π2thì 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.

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

Δt=4Δφω Với cosΔφ=U1U0,(0<Δφ<π2)

 

Group Ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

close