Chi tiết về độ tự cảm và điện dung là gì
-
(i=i_0.cosomega trightarrow u=u_0cos(omega t+varphi ))
-
(varphi=varphi _u-varphi _i) : độ lệch pha giữa u và i
-
Ta có:
-
(varphi>0) : u sớm pha (varphi) so với i.
-
(varphi<0) : trễ pha u |(varphi)| so với i.
-
(varphi= 0) : u cùng pha với i.
-
Kết nối cả hai đầu r với điện áp xoay chiều (u=u_0cosomega t)
→ (i=fracur=fracu_0rcosomega t=fracur. sqrt2cosomega t)
→ (i=i_0cosomega t)
→ (i=isqrt2cosomega t)
b. Định luật Ôm trong mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở
-
Định luật: Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở bằng thương số giữa hiệu điện thế hiệu dụng và điện trở của mạch.
(I=flaku)
-
Chú ý: Biên độ tức thời trong mạch cùng pha với điện áp tức thời trên mạch: (u_r) cùng pha với i.
A. Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện
-
Một hiệu điện thế u đặt giữa hai bản của tụ điện: (u=u_0cosomega t=u.sqrt2cosomega t)
-
Điện tích tấm bên trái của tụ điện: (q=c.u=c.u.sqrt2cosomega t)
-
Giả sử tại thời điểm t, dòng điện có chiều như hình vẽ và điện tích trên tụ tăng. Sau một khoảng thời gian (delta t), điện tích trên tấm tăng (delta q).
→ (i=fracdelta qdelta t)
-
Khi (delta q,delta trightarrow 0) thì : (i=fracdqdtq=-omega c.u.sqrt2sinomega t)
⇔ (i=omega c.u.sqrt2cos(omega t+fracpi 2))
-
Cài đặt: (i= uomega crightarrow i=i.sqrt2cos(omega t+fracpi 2))
-
Chọn: (varphi _i=0rightarrow i=i.sqrt2cos(omega t); u=u.sqrt2cos(omega t-fracpi 2))
-
Cài đặt: (z_c=frac1omega _crightarrow i=fracuz_c)
Trong đó (z_c) là điện dung của đoạn mạch, đơn vị là (omega)
b. Định luật Ôm trong mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện
Cường độ hiệu dụng trong mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện bằng thương số của hiệu điện thế hiệu dụng trên toàn mạch và điện dung của mạch.
(me=fracuz_c)
c. So sánh pha dao động của (u_c) và i
i lệch pha (fracpi 2) so với (u_c) (hoặc (u_c) lệch pha với i (fracpi 2)).
d.Ý nghĩa của kháng chiến
-
(z_c) là đại lượng đặc trưng cho khả năng chịu dòng điện xoay chiều của tụ điện.
-
AC tần số cao (tần số cao) chạy qua tụ điện dễ dàng hơn AC tần số thấp.
-
(z_c) có tác dụng làm pha i sớm hơn (fracpi 2) so với (u_c).
A. Độ tự cảm trong mạch điện xoay chiều
-
Cuộn cảm thuần là cuộn cảm có điện trở không đáng kể, khi có dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn cảm sẽ sinh ra hiện tượng tự cảm.
-
Khi có dòng điện i chạy qua cuộn cảm, biểu thức của từ thông cảm ứng là: (varphi =li) trong đó l là độ tự cảm của cuộn cảm.
-
Tình huống i là dòng điện xoay chiều, suất điện động tự cảm: (e=-lfracdelta idelta t)
-
khi nào (delta trightarrow 0:e=-lfracdidt)
b. Đo mạch điện xoay chiều có cuộn cảm thuần
-
Đặt điện áp xoay chiều lên l. Giả sử i trong mạch là: (i=isqrt2cosomega t)
-
Điện áp tức thời của cuộn cảm:
(u=lfracdidt=-omega l.i.sqrt2sinomega t)
→ (u=omega l.i.sqrt2cos(omega t+fracpi 2))
→ (u=omega l.i)
-
Suy luận: (i=fracuomega _l)
-
Cài đặt: (z_l=omega _lrightarrow i=fracuz_l)
Dùng (z_l) để biểu diễn độ tự cảm của mạch, đơn vị là (omega).
c.Định luật Ôm trong mạch điện xoay chiều thuần cảm
Trong mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần, biên độ hiệu dụng bằng thương số của gốc điện áp trung bình và hệ số tự cảm của đoạn mạch.
(i=fracuz_l)
So sánh pha của d.(u_l) với i:
i lệch pha (fracpi 2) so với (u_l), hoặc (u_l) lệch pha với i (fracpi 2).
e. Ý nghĩa của sức đề kháng
-
(z_l) là đại lượng đặc trưng cho điện trở của cuộn cảm đối với dòng điện xoay chiều.
-
Độ tự cảm l lớn cản trở rất nhiều đối với dòng điện xoay chiều, đặc biệt là dòng điện xoay chiều có tần số cao.
-
(z_l) cũng có tác dụng làm trễ pha i (fracpi 2) so với u.
Điện dung của tụ điện là gì? Công thức tính điện dung của tụ điện? Bài tập có chi tiết không? Tất cả những điều này sẽ được tổng hợp trong bài viết sau đây.
Xem thêm:
Khái niệm điện dung
Điện dung là đại lượng đặc trưng cho khả năng chống chịu dòng điện xoay chiều của tụ điện. Tên điện dung có nghĩa là trở kháng, vì nó được phân biệt với điện trở thông thường, điện trở của tụ điện trong tín hiệu AC.
Điện dung của tụ điện là một trong những đại lượng quan trọng trong kiến thức điện tử. Là đại lượng biểu thị điện trở của tụ điện đối với dòng điện chạy qua nó.
Công thức tính điện dung
Công thức tính điện dung của tụ điện là:
zc = 1/ωc = 1/2πfc
Lưu ý: Điện dung của tụ điện phụ thuộc vào tần số của tín hiệu và điện dung của tụ điện. Giá trị điện dung của tụ điện càng lớn thì zc càng nhỏ. Hay nói cách khác, giá trị của tụ điện càng lớn thì dòng điện AC được phép dẫn càng nhiều. Tương tự, tần số của tín hiệu càng cao thì zc càng nhỏ và dòng điện chạy qua mạch càng lớn.
Thực hành tính điện dung, cách giải đơn giản và dễ hiểu
Bài tập 1: Cho một tụ điện có điện dung 10-2/2π (f), mắc vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 100v và tần số f = 50hz. Tính điện dung của tụ điện?
Giải pháp
Áp dụng công thức tính điện dung của tụ điện ta có:
zc = 1/ωc = 1/2πfc = 1/[100π.(1/2π).10-2] = 199 (Ω)
Bài tập 2: Một tụ điện có điện dung c=(2.10-4)/π(f) được mắc vào điện áp xoay chiều có giá trị điện dung 5v và tần số f là 50hz. Tìm điện dung của tụ điện đó?
Giải pháp
Ta có zc = 1/[5π.(2.10-4/π) = 1000 (Ω)
Như vậy, các em chỉ cần thuộc lòng công thức tính điện dung của tụ điên là có thể dễ dàng giải các bài tập liên quan. Ngoài ra, công thức này còn được sử dụng rộng rãi khi học sinh học môn vật lý. Vì vậy, hãy ghi nhớ công thức và áp dụng vào các bài tập chính xác.
1. Mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở r
A. định luật Ôm cho mạch điện
- Xét một mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần r. Đặt một điện áp xoay chiều qua đoạn mạch có dạng ur = u0rcosωt
- Theo định luật Ôm, ta có:
- Từ biểu thức của u và i ta có: u0r=ri0
- u và i cùng pha, tức là u = i
- Tụ điện đóng vai trò như một điện trở để chặn dòng điện xoay chiều. Đại lượng đặc trưng cho mức độ điện trở của tụ điện gọi là điện dung của tụ điện.
- được ký hiệu là zc. Đơn vị là ôm.
- Đặt hiệu điện thế u giữa hai bản tụ điện:
- Điện tích q tại thời điểm t là
- Giả sử tại thời điểm t, dòng điện có chiều như hình vẽ và điện tích trên tụ tăng.
- Sau một khoảng thời gian Δt, điện tích trên tấm tăng thêm một lượng Δq.
- Dòng điện tại thời điểm t là:
- Chọn tôi làm người chủ. Pha của i là 0:
- Biểu thức hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện:
- Công thức điện dung:
- Ký hiệu: zl Đơn vị: ôm
- Một dòng điện xoay chiều qua cuộn cảm thuần l có biểu thức i = i0cosωt.
- Sau đó, điện được cảm ứng trong cuộn cảm:
- Áp dụng dl ôm vào mạch điện: u + e = irab
- Vì mạch chỉ có l nên: rab = 0, ta có:
- Đặt: u0=ωli0
- Biểu thức điện áp ở cuộn cảm l:
Kết luận: Mạch điện này chỉ có biến trở biến đổi điện áp điều hòa cùng tần số với cường độ dòng điện.
Định luật Ôm
i(t)=-ωcuc0sinωt= cuc0cos(ωt+p/2)
Kết luận: Sóng hài của sự biến đổi điện áp trong tụ điện có cùng tần số với cường độ dòng điện góc p/2 nhưng chậm pha
3. Mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần l
à
A. Điện cảm: Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng điện cảm chặn dòng điện giống như một điện trở. Đại lượng đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điện của cuộn cảm gọi là hệ số tự cảm.
Định luật Ôm
u = -e = -ωli0sinωt =ωli0cos(ωt+p/2)
Kết luận: Hiệu điện thế và cường độ dòng điện ở hai đầu cuộn dây thuần cảm điều hòa cùng tần số nhưng sớm pha hơn p/2
Công thức tự cảm:
zl=lω=l2pf
zl Đại lượng này gọi là hệ số tự cảm của mạch, tương tự như điện trở, đơn vị là Ω.
Kiến trúc véc tơ:
Giới thiệu về độ tự cảm và điện dung là gì
Hình ảnh của điện cảm và điện dung là gì
Tìm hiểu thêm về cuộn cảm và tụ điện trên Wikipedia
Xem thêm:
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-