Bài 13 Các mạch điện xoay chiều

\(u=\sqrt{2} U cos\omega t\)

\(i=\frac{u}{R}=\sqrt{2} \frac{U}{R} cos\omega t\)
Đặt \(I=\frac{U}{R}\) thì \(i=\sqrt{2} I cos\omega t\)
- Cường độ hiệu dụng trong mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở có giá trin bằng thương số giữa điện áp hiệu dụng và điện trở của mạch.

- Cường độ tức thời trong mạch điện cùng pha với điện áp tức thời hai đầu mạch.

2. Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện

2.1 Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện

\(i=\sqrt{2} I cos\omega t\)

 

\(u=\sqrt{2} U cos(\omega t-\frac{\pi}{2})\)

Ta có \(I=\frac{U}{\frac{1}{\omega C}}\)  , đặt \(Z_{C}=\frac{1}{\omega C}\)  gọi là dung kháng của mạch thì \(I=\frac{U}{Z_{C}}\)

 

Trong mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện thì điện áp u ở hai đầu tụ điện sẽ trễ pha so với cường độ dòng điện i một góc \(\frac{\pi}{2}\) (hoặc cường độ dòng điện qua tụ điện sẽ sớm pha \(\frac{\pi}{2}\) so với điện áp hai đầu tụ điện).

2.2 Ý nghĩa của dung kháng

Tương tự như điện trở, dung kháng là đại lượng biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều của tụ điện

Nếu C càng lớn thì \(Z_{C}\) càng nhỉ và dòng điện xoay chiều bị cản trở càng ít.

3. Mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần

3.1 Hiện tượng tự cảm trong mạch điện xoay chiều

- Khi có dòng điện cường đội chạy qua một cuộn cảm thì từ thông tự cảm có biểu thức

\(\phi= Li\) với L là độ tự cảm của cuộn cảm

- Suất điện động tự cảm xuất hiện trong cuộn dây là \(e=-L\frac{di}{dt}\)

3.2 Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần

\(i=\sqrt{2} I cos\omega t\)

\(u=\sqrt{2} \omega LI cos(\omega t+\frac{\pi}{2})\)

 

Ta có \(U=\omega LI\)  suy ra  \(I=\frac{U}{\omega L}\)

 

Đặt \(Z_{L}=\omega L\)  ta có \(I=\frac{U}{Z_{L}}\)

 

\(Z_{L}\)  gọi là cảm kháng của mạch

 

- Trong mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần, cường độ hiệu dụng có giá trị bằng thương số của điện áp hiệu dụng và cảm kháng của mạch

 

- Trong mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần  thì điện áp u ở hai đầu cuộn cảm sẽ sớm pha so với cường độ dòng điện i một góc \(\frac{\pi}{2}\) (hoặc cường độ dòng điện qua cuộn cảm sẽ trễ pha \(\frac{\pi}{2}\) so với điện áp hai đầu cuộn cảm).

 

3.3 Ý nghĩa của cảm kháng

- Cảm kháng có vai trò tương tự như R,. Khi L lớn, \(\omega\) lớn thì \(Z_{L}\) lớn. Vậy cuộn cảm có L lớn thì sẽ cảm trở nhiều đối với dòng điện xoay chiều, nhất là dòng điện xoay chiều cao tần.