10
III. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 1. CÔNG THỨC TÍNH NHANH VÀ MỘT SỐ DẠNG TOÁN: 1.1)VIẾT BIỂU ĐIỆN ÁP VÀ CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN: Phương pháp: * Tính tổng trở Z: 2 2 . ( ) ( ) ( ) 1 ( ) . L L C C Z L Z R Z Z vôùi Z C * Tính biên độ I0 hoặc U0 bằng định luật Ôm: 0 0 0 0 . U I U IZ Z * Tính độ lệch pha của u so với i: u u i i Với: 2 2 L C Z Z tg R * Viết biểu thức: + Nếu cho: 0 . (. ) () i i Ic t A os 0 . os( . ) () u u i u Uc t V vôùi + Nếu cho 0 . os( . )( ) u u Uc t V 0 . os( . )( ) i i u i I c t A ùi Chú ý: + Nếu cuộn dây không thuần cảm 2 2 ( ) ( ) ( 0) L L C L Z R RL ZL ZC R thì Z Z tg R R + Nếu đoạn mạch thiếu phần tử nào thì cho trở kháng của phần tử đó bằng 0 Đoạn mạch Tổng trở 2 2 C R Z 2 2 L R Z L C Z Z tg C Z R L Z R 2 2 + Nếu cho: 0 . (. ) () i i Ic t A os Điện áp tức thời ở hai đầu điện trở thuần R: 0 0 0 . os( . )( ) . R R i R u U c t V vôùi U I R Điện áp tức thời ở hai đầu cuộn thuần cảm: 0 0 0 . os( . )( ) . L L i L L L u U c t V vôùi U I Z

[blogtoanli.net]Công thức tính nhanh điện xoay chiều

Embed Size (px)

Citation preview

  • III. DNG IN XOAY CHIU 1. CNG THC TNH NHANH V MT S DNG TON: 1.1)VIT BIU IN P V CNG DNG IN: Phng php:

    * Tnh tng tr Z: 2 2. ( )

    ( ) ( )1 ( )

    .

    L

    L C

    C

    Z L

    Z R Z Z viZ

    C

    * Tnh bin I0 hoc U0 bng nh lut m: 0

    0 0 0.U

    I U I ZZ

    * Tnh lch pha ca u so vi i: u u i

    i

    Vi:

    2 2

    L CZ Z

    tg

    R

    * Vit biu thc: + Nu cho:

    0. ( . ) ( )ii I c t A os 0. os( . ) ( )u u iu U c t V vi

    + Nu cho

    0. os( . ) ( )

    uu U c t V

    0. os( . ) ( )

    i i ui I c t A vi

    Ch :

    + Nu cun dy khng thun cm

    2 2( ) ( )

    ( 0)L

    L C

    L

    Z R RL ZL ZC

    R th Z Ztg

    R R

    + Nu on mch thiu phn t no th cho tr khng ca phn t bng 0

    on mch

    Tng tr 2 2

    CR Z 2 2

    LR Z L CZ Z

    tg

    CZ

    R L

    Z

    R 2

    2

    + Nu cho: 0. ( . ) ( )ii I c t A os

    in p tc thi hai u in tr thun R:

    0 0 0. os( . ) ( ) .

    R R i Ru U c t V vi U I R

    in p tc thi hai u cun thun cm:

    0 0 0. os( . ) ( ) .

    L L i L L Lu U c t V vi U I Z

    Welcome PCNew Stamp

    Welcome PCStamp

  • in p tc thi hai u t in:

    0 0 0. os( . ) ( ) .

    C C i C C Cu U c t V vi U I Z

    1.2) XC NH GI TR CC PHN T R, L, C C TRONG ON MCH KHNG PHN NHNH: Phng php: * Da vo cc d kin cho tnh gi tri tng tr Z ca on mch ang xt ri s

    dng cng thc 2 2( ) ( ) L CZ R Z Z . T suy

    ra: , ,L CZ Z R cn tm.

    D kin cho S dng cng thc Ch

    lch pha

    L C

    Z Ztg

    Rhoc os

    Rc

    Z Thng tnh

    os

    RZ

    c

    Cng sut P hoc nhit lng Q

    2. . os . .

    RP U I c U I I R

    Thng s dng tnh

    I:P

    I

    R

    ri mi p dng

    nh lut m tnh tng

    trU

    Z

    I

    Cng hiu dng v in p hiu dng

    CR L XY

    L C XY

    UU U UI

    R Z Z Z

    Nu cho n d kin th ta s tm c ( 1)n d kin

    Ch : C th s dng cng thc trc tip tnh:

    *Cng sut ca dng in xoay chiu: 2

    2

    2. . os . . .

    R

    UP U I c U I I R R

    Z

    2 2

    2 2 2. ( ) .

    L C

    U UZ R R Z Z R

    P P

    * H s cng sut os oac c h :

    .os

    os

    RP U R R

    c ZU I U Z c

    2

    2 2( )

    os

    L C

    RR Z Z

    c

    * in p hiu dng hai u mi phn t in:

    .

    . ; . ; . vi I = .

    .

    R

    R L L C C L

    L

    C

    C

    UZ R

    U

    U UU I R U I Z U I Z Z Z

    Z U

    UZ Z

    U

  • 22 2 2

    2

    2 2 2

    2

    2 2 2

    ( ) .

    ( ) .

    ( ) .

    L C

    R

    L C L

    L

    L C C

    C

    UR Z Z R

    U

    UR Z Z Z

    U

    UR Z Z Z

    U

    Ch : Tt c cc cng thc sau khi c bin i nh trn ta c th a v gii

    phng trnh bc 2 hoc a v dng 2 2A B gii. 1.3) MCH IN THAY I DO NG NGT KHA K: * Hin tng on mch: Xt mt on mch c tng tr l XZ v mt dy ni AB c in tr khng

    ng k theo hnh bn. V in tr ca dy ni khng ng k nn: + in th ti A ( )AV gn bng in th ti B ( )BV : A BV V

    + Ton b dng in khng i qua phn t XZ m i qua dy ni AB.Hin tng trn

    gi l hin tng on mch * Kt qu: + Khi c hin tng on mch phn t no ta ci th xem nh khng c( khuyt) phn t trong mch. + Ni(chp) hai im A, B hai u dy ni ri v mch li. 1.4) XC NH CU TO(HOC GI TR CC PHN T) CA MCH IN: (Bi ton hp kn X) Phng php: * Tnh cht ca mch in:

    : u nhanh pha hn i 2

    : u nhanh pha hn i mt gc v ngc li hay

    mch c tnh cm khng.

    : u chm pha hn i mt gc v ngc li hay mch c

    tnh dung khng.

    * Da vo lch pha ca u so vi i, ca 1u so vi 2u ri v gin vec-t. T

    phn t ca mch. C th:

  • + Nu 0 th mch thun tr(ch c R) + Nu 02

    th mch c tnh cm

    khng( Phi c R,L).

    + Nu 02

    th mch c tnh dung khng( Phi c R,C). + Nu

    2

    th mch

    c L hoc L v C vi (ZL> ZC).

    + Nu 2

    th mch c C hoc L v C vi (ZL< ZC)

    1.5) QUAN H GIA CC GI TRI HIU DNG CA CC IN P (S o ca Vn- k): Phng php:

    Cch 1: * S dng cng thc: 2 2 2( )R L C

    U U U U v

    ; osL C R

    R

    U U Utg c

    U U

    * Hoc s dng cc cng thc cho tng loi on mch:

    V d:

    2 2 2

    2 2 2

    2 2

    2 2 2

    (1)

    (2)

    ( ) (3)

    ( ) (4)

    RL R L

    RC R L

    LC L C

    R L C

    U U U

    U U U

    U U U

    U U U U

    Gii cc phng trnh trn tm ra

    , , ..............R L CU U U hoacso ch cuaVon Ke

    Cch 2: S dng gin vec-t Fresnel * V gin vec-t Fresnel v nn v theo quy tc 3 im( V cc vec- t lin tip nhau)

    * p dng nh l hm s cos(hoc sin) tnh cos ( sin )hoac

    * Da vo h thc lng trong tam gic tnh , , , ......R L CU U U U

    1.6) BI TON LIN QUAN N LCH PHA GIA CC IN P 1 2va uu :

    Phng php:

    * S dng cng thc lch pha gia hai in p 1 2va uu : 1 1 22

    u u uu i i

    Trong : 1

    2

    :

    :

    1

    2

    olech pha cua u so vi i

    olech pha cua u so vi i

    ui

    ui

    Ch :

    C th dng phng php gin vec-t Fresnel gii dng ton trn.

  • Nu 1 2va uu lch pha nhau 2

    hay1 1 2

    22u u u

    u i i

    . Ta lun c:

    1 2( ).( ) 1u u

    i i

    tg tg

    V d: Xt on mch theo hnh bn. Bit lch pha ca

    2vi laAN MBu so u

    . Tm h thc lin h gia , ,L CR Z Z .

    Hng dn: Ta c ( ).( ) 1 1AN MB

    CLu u

    ii

    ZZtg tg

    R R

    Kt qu::(CTTN) 2 2.L CL

    R Z Z hay RC

    1.7) BI TON CC TR (cc i hoc cc tiu): Phng php: Cch 1: * Bin i biu thc C cn tm cc tr v dng phn s

    ( )( )

    C: bieu thc can tm cc tr

    vi D: la ai lng hang so trong mach(thng la U hai au oan mach)

    la ham so vi bien so la ai lng b thay oi cua mach ie

    DC

    f XY f X

    L C

    n( Thng la R, Z , Z ,f)

    T max min

    min m

    ( )

    ( )ax

    C f X

    C f X

    * Kho st cc tr ca hm s ( )Y f X .

    Ch : Xt cc tr ca hm s ( )Y f X bng cc cch sau;

    Hin tng cng hng mI ax khi L CZ Z

    Dng bt ng thc Csi cho 2 s , 0A B A . Vi

    min

    2 . 2 .A B AB A B AB A B

    Dng o hm kho st hm s ( )Y f X

    Nu ( )Y f X c dng phng trnh bc 2 2( ) . .Y f X a X b X c

    min( ) 0.b

    o: X= -

    2.a

    Y f X a Khi

    * Tnh nhanh mt s trng hp c th: a) Tm gi tr cc i ca cng sut tiu th ca mch:

    S dng cng thc: 2 2

    2

    22 2. .

    ( )( )

    Uvi I=

    ZL CL C

    U UP R I R

    Z ZR Z ZR

    R

    + Khi L, C hoc f thay i(R khng i):

  • Kt qu:(CTTN) Khi L hoc C thay i th:

    2

    max ( ).(machxay raconghng he qua hien tng cong hng)L CU

    P Z Z XemR

    + Khi R thay i: ( p dng bt ng thc Csi cho hai s dng

    2

    L CZ -Z

    vaA R BR

    Kt qu:(CTTN) Khi R thay i th:

    2

    max

    2.

    2. 2o : cos = hay =

    4L C

    UP R Z Z Khi

    R

    b) Tm ;ax ax ax

    hoacR L Cm m mU U U khi R, L, C thay i trong on mch RLC:

    Tm axR m

    U khi R thay i: Ta c

    2 2 2

    2

    . .( ) ( )

    1

    R

    L C L C

    U UU R I R

    R Z Z Z Z

    R

    Kt qu:(CTTN)Khi R thay i th: axR L Cm

    U U Z Z

    Tm axL m

    U khi L thay i:

    Ta c: 2 2 2 2 2 2

    2 2

    . .( ) ( ) 2.

    1

    L L L

    L C L C C C

    L L L

    U U UU Z I Z

    R Z Z R Z Z R Z Z

    Z Z Z

    t: 2 2 2( ) ( ). 2 . 1C CY f X R Z X Z X . Vi: 1

    C

    XZ

    Do C

    onst ; R= const ; Z = constU c nn ta suy ra: min

    ( )axL m

    U Y f X

    Vi: 2 2 0; 2. ; 1C Ca R Z b Z c . Suy ra: min( )Y f X khi 2.b

    Xa

    2 22 2

    1.C L C C

    L C

    ZZ Z R Z

    Z R Z

    . Khi : 2 2.

    ax

    U=

    RL Cm

    U R Z

    Kt qu:(CTTN)Khi L thay i th:

    2 2

    2 2

    .

    .ax

    U=

    R

    L C C

    L Cm

    Z Z R Z

    U R Z

    Tng t: (CTTN)Khi C thay i th:

    2 2

    2 2

    .

    .ax

    U=

    R

    L C L

    C Lm

    Z Z R Z

    U R Z

    Cch 2: Dng gin vec-t quay

    Xt on mch RLC theo hnh bn. nh C maxC

    U . Tm

  • maxC

    U

    Hng dn:

    Ta c: ; ; ; ;AB AN L CRL L CAB U AN U U MN U NB U MB U U

    Vi: 2 2

    sin onstR

    AN L

    U Rc

    U R Z

    .

    p dng nh l hm s sin trong AMN :

    2 2. .sinC C LU U U

    U R Zsin sin R

    ( U = const)

    Vy: 0max

    sin 1 90 :2

    lech pha viL RL ABU hay u so u

    2 2max . .R

    UL RC L

    U UU U R Z

    R

    Khi : 1 2. 1 . 1

    L CL Z ZZtg tgR R

    Hay: 2 2.L C LZ Z R Z

    BNG TM TT: i lng bin thin trong mch RLC

    Gi tr cc tr cn tm

    Mi lin h vi cc phn t cn li trong mch

    Ch :

    R axR m

    U U L CZ Z Hin tng cng hng

    R 2

    max2.

    UP

    R L C

    R Z Z 2

    2cos = hay =

    4

    L hoc C

    2

    max ; 1axos mU

    P cR

    ; L CZ Z Hin tng cng

    hng

    L 2 2.

    ax

    U=

    RL Cm

    U R Z 2 2.L C CZ Z R Z

    2lech pha viRCu so u

    C 2 2.

    ax

    U=

    RC Lm

    U R Z 2 2.L C LZ Z R Z

    2lech pha viRLu so u

    5.8) MT S DNG TON KHC:

    1. Dng in xoay chiu i = I0cos(2f.t + i) * Mi giy i chiu 2f ln * Nu pha ban u i = 0 hoc i = th ch giy u tin i chiu 2f-1 ln.

    2. Cng thc tnh khong thi gian n hunh quang sng trong mt chu k Khi t hiu in th u = U0sin(t + u) vo hai u bng n, bit n ch sng ln khi u U1.

  • 4t

    Vi 1

    0

    osU

    cU

    , (0 < < /2)

    3. MchRLC khng phn nhnh c C bin i. Khi C = C1 hoc C = C2 th UC c cng gi tr th UCmax khi

    1 2

    1 21 1 1 1( )2 2C C C

    C CC

    Z Z Z

    Khi C = C1 hoc C = C2 th cng sut P c cng gi tr th: 1 2

    2.C C LZ Z Z

    4. MchRLC khng phn nhnh c R bin i.. Khi R = R1 hoc R= R2 1 2( )R R th

    P c cng gi tr th: 2

    1 2. ( )L CR R Z Z

    5. Mch RLC c thay i:

    Khi 1

    LC th IMax URmax; PMax cn ULCMin Lu : L v C mc lin tip

    nhau

    Khi 2

    1 1

    2

    C L R

    C

    th ax2 2

    2 .

    4LM

    U LU

    R LC R C

    Khi 21

    2

    L R

    L C th ax

    2 2

    2 .

    4CM

    U LU

    R LC R C

    Vi = 1 hoc = 2 th I hoc P hoc UR c cng mt gi tr th IMax hoc

    PMax hoc URMax khi 1 2 tn s 1 2f f f

    6. Hai on mch R1L1C1 v R2L2C2 cng u hoc cng i c pha lch nhau

    Vi 1 111

    L CZ Ztg

    R

    v 2 22

    2

    L CZ Ztg

    R

    (gi s 1 > 2)ffff

    C 1 2 = 1 2

    1 21

    tg tgtg

    tg tg

    Trng hp c bit = /2 (vung

    pha nhau) th tg1tg2 = -1. Ch 1 : I CNG V DAO NG XOAY CHIU

    5.1.Khung dy dn quay u vi vn tc gc o quanh mt trc cc ng cm ng t. T thng qua khung bin thin vi:

    tn s gc > o tn s f > fo tn s gc = o tn s gc < o 5.2.T thng gi qua mt khung dy c din tch S gm N vng dy quay u vi vn tc gc quanh trc trong mt t trng u c vect cm ng t B , c biu thc = 0cos(t + ).Trong :

    0 = NBS l gc hp bi php tuyn ca mt phng khung dy thi im t = 0 vi vct cm ng t

    n v ca l Wb (v-be) C A,B,C u ng

  • 5.3.Mt khung dy din tch 1cm2, gm 50 vng dy quay u vi vn tc 120 vng/pht quanh trc t trng u B = 0,4T. Khi t = 0, mt phng khung dy c v tr vung gc cc ng cm ng t. Biu thc ca t thng gi qua khung:

    = 0,02cos(4t + /2)(Wb) = 0,002cos(4t)(Wb) = 0,2cos(4t)(Wb) = 2cos(4t + /2)(Wb)

    5.4.Khung dy dn quay u vi vn tc gc o quanh mt trc cc ng cm ng t. S cm ng bin thin vi:

    tn s gc > o tn s gc = o tn s gc < o Khng c c s kt lun 5.5.Khung dy dn quay u vi vn tc gc quanh mt trc cc ng cm ng t ca mt t trng u. T thng cc i gi qua khung v sut in ng cc i trong khung lin h nhau bi cng thc :

    Eo = o/ 2 Eo = o/ Eo = o/ 2 Eo = o

    5.6.Khung dy dn c din tch S gm N vng dy, quay u vi vn tc gc quanh mt trc cc ng cm ng t ca mt t trng u. Sut in ng cm ng sinh ra trong khung dy c biu thc e = E0cos(t + ). Trong :

    E0 = NBS l gc hp bi vct php tuyn ca mt phng khung dy vi vct cm ng t khi t = 0

    n v ca e l vn (V) C A,B,C u ng 5.7.Dng in cm ng

    xut hin trong cun dy dn kn trong thi gian c s bin thin ca cc ng cm ng t qua tit din cun dy

    xut hin trong cun dy dn kn khi c cc ng cm ng t gi qua tit din S ca cun dy

    cng ln khi din tch S ca cun dy cng nh tng khi t thng gi qua tit din S ca cun dy tng v gim khi cc t thng

    gi qua tit din S ca cun gim 5.8.Dng in cm ng s KHNG xut hin khi mt khung dy kn chuyn ng trong mt t trng u sao cho mt phng khung dy:

    Song song vi cc ng cm ng t Vung gc vi cc ng cm ng t

    To vi cc ng cm ng t 1gc 0 < < 90o C 3 cu u to c dng in cm ng 5.9.Trong cun dy dn kn xut hin dng in xoay chiu khi s ng sc t xuyn qua tit din S ca cun dy

    Lun lun tng Lun lun gim Lun phin tng, gim Lun khng i 5.10 i vi dng in xoay chiu cch pht biu no sau y l ng?

    A. Trong cng nghip, c th dng dng in xoay chiu m in.

    B. in lng chuyn qua mt tit din thng dy dn trong mt chu k bng khng.

  • C. in lng chuyn qua mt tit din thng dy dn trong khong thi gian bt k

    u bng khng.

    D. Cng sut to nhit tc thi c gi tr cc i bng 2 ln cng sut ta nhit trung

    bnh.

    5.11 Cng dng in trong mch khng phn nhnh c dng i=2 2 cos100t(A).

    Cng dng in hiu dng trong mch l : A. I=4A B. I=2,83A

    C. I=2A D. I=1,41A

    5.12 Hiu in th gia hai u on mch c dng u=141cos100t(V). Hiu in th

    hiu dng gia hai u on mch l :

    A. U=141V B. U=50Hz C. U=100V D. U=200V

    5.13 Trong cc i lng c trng cho dng in xoay chiu sau y, i lng no c

    dng gi tr hiu dng :

    A. Hiu in th B. Chu k C. Tn s D. Cng sut

    5.14Trong cc i lng c trng cho dng in xoay chiu sau y, i lng no

    khng dng gi tr hiu dng :

    A. Hiu in th B. Cng dng in C. Tn s

    D. Cng sut

    5.15 Pht biu no sau y l ng?

    A. Khi nim cng dng in hiu dng c xy dng da vo tc dng ha hc

    ca dng in.

    B. Khi nim cng dng in hiu dng c xy dng da vo tc dng nhit ca

    dng in.

    C. Khi nim cng dng in hiu dng c xy dng da vo tc dng t ca

    dng in.

    D. Khi nim cng dng in hiu dng c xy dng da vo tc dng pht

    quang ca dng in.

    5.16.Dng in xoay chiu l dng in: i chiu lin tc theo thi gian m cng bin thin iu ho theo thi

    gian

    m cng bin thin tun hon theo thi gian C A,B,C u ng 5.17 .Nguyn tc to dng in xoay chiu da trn:

    Hin tng quang in. Hin tng t cm. Hin tng cm ng in t. T trng quay 5.18 .Cc n ng dng dng in xoay chiu c tn s 50Hz s pht sng hoc tt

    50 ln mi giy 25 ln mi giy 100 ln mi giy Sng u khng tt

    5.19 .Chn cu tr li sai. Dng in xoay chiu: