Công thức tính tổng trở của đoạn mạch RC mắc nối tiếp là
|
Nhằm giúp các bạn chuẩn bị ôn tập cho kì thi THPT Quốc Gia sắp tới, Kiến Guru xin phép chia sẻ đến các bạn một số công thức giải nhanh vật lý 12 chủ đề dòng điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp. Đây là một chương hay, các bạn cần phải nắm thật rõ lý thuyết thì mới tự tin làm bài được. Bài viết tổng hợp kiến thức căn bản, đồng thời phân dạng và đưa ra một số ví dụ minh họa. Hy vọng đây sẽ là tài liệu tự ôn tập hữu ích cho các bạn. Cùng Kiến khám phá nhé! Show
I. Công thức giải nhanh vật lý 12: Các dạng toán cơ bản.1. Tính tổng trở đoạn mạch RLC mắc nối tiếp.Lý thuyết: Cho mạch điện xoay chiều R, L, C mắc nối tiếp. Khi đó, tổng trở đoạn mạch là: Trong đó: Z là tổng trở (Ω) R là điện trở thuần của đoạn mạch (Ω) ZL=ωL gọi là cảm kháng (Ω) ZC=1/ωC gọi là dung kháng (Ω) Chú ý: Trên mạch không có phần tử nào, ta hiểu giá trị của đại lượng thiếu đó sẽ là 0. Trường hợp 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 ghép song song hoặc nối nối, ta thay bằng cảm kháng tương đương, tính bằng công thức: Tượng tự cho tụ điện, ta sử dụng công thức sau nếu có nhiều tụ mắc song song hoặc nối tiếp Ví dụ minh họa. Ví dụ 1: xét mạch RLC (cuộn dây thuần cảm). gọi UR, UL, UC là điện áp hiệu dụng giữa hai đầu phần tử điện trở, giữa hai đầu cuộn dây và giữa hai đầu tụ. Cho UR=UL=UC/2,khi đó dòng điện chạy qua mạch: A. Trễ pha π/4 (rad) so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.B. Sớm pha π/4 (rad) so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch. C. Trễ pha π/2 (rad) sơ với điện áp UR D. Sớm pha π/2 (rad) so với điện áp UC. Hướng dẫn giải: Ta sử dụng sơ đồ sau: Ta có công thức: Vecto AD là vecto điện áp giữa hai đầu đoạn mạch. Vì UR=UL=UC/2 nên BC=BD. Suy ra tam giác ABD vuông cân tại B. Mặt khác, dòng điện đi qua mạch lúc nào cũng cùng pha với điện áp đi qua điện trở. Mà Suy ra điện áp giữa hai đầu đoạn mạch sẽ trễ pha π/4 (rad) so với điện áp UR. Vậy chọn đáp án B. Ví dụ 2: Xét đoạn mạch xoay chiều có R=40 Ohm, cuộn cảm thuần có độ tự cảm là L=0.4/π H và một tụ điện có C=10-4π F. Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch có tần số 50Hz. Khi đó, tổng trở của mạch sẽ là: A. 90ΩB. 140Ω C. 72Ω D. 100Ω Hướng dẫn giải: Ta sử dụng các công thức tính cảm kháng và dung kháng: Lại sử dụng công thức tổng trở: Vậy chọn đáp án C. 2. Viết biểu thức dòng điện, hiệu điện thế.Lý thuyết: Để biểu diễn được một dòng điện hoặc hiệu điện thế, cần xác định các đại lượng sau: + Biên độ, pha lúc đầu, tần số. + Viết biểu thức của dòng ddienj I trước, sử dụng sơ đồ ứng dụng tính chất vuông pha giữa điện áp trên trở, trên cuộn cảm thuần và trên tụ để suy ra độ lệch pha giữa các đại lượng, từ đó suy ra biểu thức. Nhận xét: Cho phương trình u=U0cos(ωt+ϕU) và dòng điện i=I0cos(ωt+ϕI), ta có: Nếu ZL Ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Cho điện áp u=100cos(100πt) vào 2 đầu mạch điện RLC mắc nối tiếp. Biết rằng điện trở R=50√3 Ω, cuộn cảm thuần có giá trị L=1/π H và tụ điện có điện dung C=10-3π/5 F. Hãy xác định điện áp giữa hai đầu RC. Hướng dẫn giải: Vậy chọn đáp án A. Ví dụ 2: Xét mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp, điện trở thuần R=10Ω, cuộn dây thuần cảm và tụ điện có C=10-3/(2π). Biết rằng biểu thức điện áp giữa 2 đầu tụ điện là uC=50√2cos(100πt-0.75π) (V). Hãy tính biểu thức cường độ dòng điện chạy qua mạch trên: Hướng dẫn giải: Ta sử dụng công thức tính dung kháng: Điện áp đi qua tụ sẽ trễ pha 1 góc π/2 so với dòng điện đi qua mạch, từ đó ta có phương trình dòng điện trong mạch là: Ta chọn đáp án B. 3. Bài toán về cộng hưởng điên.Lý thuyết: Cộng hương điện là trường hợp ở đó, công suất đạt cực đại. Điều kiện xảy ra cộng hưởng điện là ZL=ZC. Lúc này kéo theo tổng trở mạch sẽ là nhỏ nhất: Zmin=R, cường độ đi qua mạch sẽ là lớn nhất Imax=U/R Khi cộng hưởng xảy ra, điện áp hai đầu mạch sẽ cùng pha với dòng điện chạy qua mạch đó. Mối liên hệ giữa tần số với tổng trở: Trong đó: + f0 là tần số cộng hưởng. + nếu f + nếu f>f0 thì mạch có tính cảm kháng. Ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Xét một đoạn mạch gồm điện trở R=50 Ohm, cuộn cảm thuần độ tự cảm L và tụ điện có giá trị điện dung C=2.10-4/π F mắc nối tiếp. Áp vào hai đầu đoạn mạch điện áp có điện áp hiệu dụng 110V, f=50Hz thì xảy ra hiện tượng cổng hưởng. Tính độ tự cảm và công suất tiêu thụ của mạch. Hướng dẫn giải: Ta có ZC=1/(2πfC). Mặt khác khi xảy ra cộng hưởng: ZC=ZL=50 Ohm. Suy ra L=1/(2π) H. Công suất tiêu thụ đạt cực đại Pmax=U2/R=242W Ví dụ 2: Áp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200V có tần số không đổi f vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp. Biết rằng điện trở R, độ tự cảm L và điện dung C có thể thay đổi. Gọi N là điểm nằm giữa cuộn cảm và tụ điện. Các giá trị R,L,C hữu hạn khác không. Khi C=C1 thì điện áp giữa hai đầu biến trở R có giá trị không đổi và đồng thời cũng không thay đổi khi ta thay đổi giá trị của R. Tính điện áp hiệu dụng giữa A và N khi C=C1/2. Hướng dẫn giải: II. Công thức giải nhanh vật lý 12: Bài tập tự luyện.Sau đây mời các bạn tự luyện tập các dạng toán áp dụng công thức giải nhanh vật lý 12 đã ôn tập ở trên thông qua một số câu tự luyện sau: Đáp án:
Công thức tính tổng trở của đoạn mạch RLC măc nối tiếp là A. \(Z =\sqrt{R^2 + (Z_L +Z_C)^2}\) B. \(Z =R + Z_L +Z_C\) C. \(Z =\sqrt{R^2 + (Z_L +Z_C)^2}\) D. \(Z =\sqrt{R^2 -(Z_L +Z_C)^2}\) Hướng dẫn Tổng trở đoạn mạch RLC là: \(Z = \sqrt{R^2 + (Z_L – Z_C)^2}\)
Công thức tính tổng trở của một đoạn mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp là A. \(Z = \sqrt{R^2 + (Z_L – Z_C)^2}\) B. \(Z = \sqrt{R^2 + Z_L^2 – Z_C^2}\) C. \(Z =R^2 + (Z_L – Z_C)^2\) D. \(Z =R+ Z_L + Z_C\) Hướng dẫn Ta có công thức tính tổng trở là: \(Z = \sqrt{R^2 + (Z_L – Z_C)^2}\) A. \(Z =\sqrt{R^2 + (Z_L +Z_C)^2}\) B. \(Z =R + Z_L +Z_C\) C. \(Z =\sqrt{R^2 + (Z_L +Z_C)^2}\) D. \(Z =\sqrt{R^2 -(Z_L +Z_C)^2}\)
Sử dụng các công thức tính tổng trở: Z=R2+(ZL−ZC)2 Chọn CCÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Cường độ dòng điện trong mạch không phân nhánh có dạng i=22cos100πt (A). Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là Xem đáp án » 04/11/2021 16,398
Mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp đang có tính cảm kháng, khi tăng tần số của dòng điện xoay chiều thì hệ số công suất của mạch Xem đáp án » 04/11/2021 1,690
Trong mạch dao động LC lí tưởng cường độ dòng điện i trong mạch dao động biến thiên điều hòa theo thời gian sớm pha hơn điện tích q trên một bản tụ điện một góc Xem đáp án » 04/11/2021 1,537
Khi tần số dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch chỉ chứa tụ điện tăng lên 4 lần thì dung kháng của tụ điện Xem đáp án » 04/11/2021 1,368
Hai dao động điều hoà cùng pha khi độ lệch pha giữa chúng là Xem đáp án » 04/11/2021 1,149
Trong một mạch kín gồm nguồn điện có suất điện động E, điện trở trong r và mạch ngoài có điện trở R. Hệ thức nào sau đây nêu lên mối quan hệ giữa các đại lượng trên với cường độ dòng điện I chạy trong mạch? Xem đáp án » 04/11/2021 809
Cho một con lắc đơn có dây treo dài l, quả nặng khối lượng m, kéo con lắc lệch khỏi vị trí cân bằng một góc α0 rồi thả nhẹ cho vật dao động. Bỏ qua mọi ma sát, chọn gốc thế năng tại vị trí cân bằng của vật. Cơ năng của con lắc trong quá trình dao động là Xem đáp án » 04/11/2021 580
Một sợi dây căng giữa hai điểm cố định cách nhau 80cm. Hai sóng có tần số gần nhau liên tiếp cùng tạo ra sóng dừng trên dây là f1=70Hz và f2=84Hz. Tìm tốc độ truyền sóng trên dây. Biết tốc độ truyền sóng trên dây không đổi Xem đáp án » 05/11/2021 407
Một vật dao động điều hòa với phương trình: x=5cosπt−2π3 cm. Số dao động toàn phần mà vật thực hiện trong một phút là: Xem đáp án » 04/11/2021 384
Một người xách một xô nước đi trên đường mỗi bước dài 50cm thì nước trong xô bị sóng sánh mạnh nhất. Vận tốc của người đi bộ là 2,5km/h chu kì dao động riêng của nước trong xô là Xem đáp án » 04/11/2021 374
Dùng một thước chia độ đến milimét để đo khoảng cách l giữa hai điểm A, B và có kết quả đo là 600 mm. Lấy sai số dụng cụ là một độ chia nhỏ nhất. Cách ghi nào sau đây không đúng với số chữ số có nghĩa của phép đo? Xem đáp án » 05/11/2021 341
Cho mạch điện AB không phân nhánh gồm ba phần tử mắc theo đúng thứ tự. Điện trở R=50Ω và tụ điện C=200πµF, cuộn cảm thuần L=1πH. Điểm M nằm giữa R và C, điểm N nằm giữa C và L. Đặt điện áp xoay chiều u=500cos100πt + π4 V lên hai đầu đoạn mạch AB. Biểu thức điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch AN là Xem đáp án » 05/11/2021 336
Một khung dây quay đều trong từ trường đều có các đường sức từ vuông góc với trục quay của khung với tốc độ 1800 vòng/ phút. Tại thời điểm t=0, véctơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây hợp với véc tơ cảm ứng từ một góc 30o. Từ thông cực đại gởi qua khung dây là 0,01 Wb. Biểu thức của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung là Xem đáp án » 05/11/2021 324
Người ta truyền tải điện xoay chiều một pha từ một trạm phát điện đến nơi tiêu thụ bằng dây có tổng chiều dài 20 km. Dây dẫn làm bằng kim loại có điện trở suất 2,5.10-8 Ωm, tiết diện 0,4 cm2, hệ số công suất của mạch điện là 1. Điện áp hiệu dụng và công suất truyền đi ở trạm phát điện là 10 kV và 500 kW. Hiệu suất truyền tải điện là Xem đáp án » 05/11/2021 313
Tại hai điểm A và B trên mặt nước cách nhau 8 cm có hai nguồn kết hợp dao động với phương trình u1=u2=acos40πt(cm) tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 30cm/s. Xét đoạn thẳng CD = 4cm trên mặt nước có chung đường trung trực với AB. Khoảng cách lớn nhất từ CD đến AB sao cho trên đoạn CD chỉ có 3 điểm dao dộng với biên độ cực đại xấp xỉ là Xem đáp án » 05/11/2021 313
|
