Mạch điện xoay chiều là gì? đồ thị, công thức và bài tập 

9:20 25/01/2024

Mạch điện xoay chiều là nội dung thường xuyên xuất hiện trong đề thi THPT Quốc Gia môn Vật lý. chương này yêu cầu học sinh nắm vững các khái niệm và đồ thị dòng điện 1 chiều và xoay chiều. Bài viết dưới đây chúng mình đã tổng hợp lại những lý thuyết trọng tâm về mạch điện xoay chiều. 

mạch điện xoay chiều
mạch điện xoay chiều

Mạch điện xoay chiều là gì 

Mạch điện xoay chiều là mạch điện trong đó dòng điện có chiều và cường độ biến thiên theo thời gian. Sự biến thiên này thường tuần hoàn theo một chu kỳ nhất định.

Mạch điện xoay chiều được tạo ra từ các máy phát điện xoay chiều hoặc được biến đổi từ nguồn điện một chiều bởi một mạch điện tử thường gọi là bộ nghịch lưu dùng các thyristor.

Mạch điện xoay chiều có nhiều ứng dụng trong đời sống, từ sinh hoạt đến sản xuất. Ví dụ, trong sinh hoạt, chúng ta sử dụng mạch điện xoay chiều để cấp điện cho các thiết bị điện như: đèn, quạt, tivi, máy giặt,... Trong sản xuất, mạch điện xoay chiều được sử dụng để truyền tải điện năng, tạo ra từ trường xoay chiều,...

Lý thuyết về mạch điện xoay chiều được nghiên cứu dựa trên các định luật vật lý như định luật Ohm, định luật Kirchhoff,...

Các loại mạch điện xoay chiều

  • Mạch điện xoay chiều một pha: Mạch điện xoay chiều một pha là mạch điện trong đó chỉ có một nguồn điện xoay chiều một pha.
  • Mạch điện xoay chiều ba pha: Mạch điện xoay chiều ba pha là mạch điện trong đó có ba nguồn điện xoay chiều ba pha.

👉 Xem thêm: Đề thi thpt quốc gia 2024 môn lý mới nhất
👉 Xem thêm: Đề thi thử thpt quốc gia 2024 môn lý mới nhất
👉 Xem thêm: Tài liệu ôn thi thpt quốc gia 2024 môn lý chuẩn xác nhất
👉 Xem thêm: Cấu trúc để thi lý thpt quốc gia 2024 chuẩn nhất  

Các ứng dụng của mạch điện xoay chiều

  • Tạo ra từ trường xoay chiều: Từ trường xoay chiều được tạo ra bởi dòng điện xoay chiều. Từ trường xoay chiều được sử dụng trong các động cơ điện, máy phát điện,...
  • Truyền tải điện năng: Điện năng được truyền tải đi xa bằng dòng điện xoay chiều. Dòng điện xoay chiều có ưu điểm là tổn thất điện năng thấp hơn dòng điện một chiều.
  • Tạo ra tín hiệu điện: Tín hiệu điện được tạo ra bởi dòng điện xoay chiều. Tín hiệu điện được sử dụng trong các thiết bị điện tử

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều 

  • Cách 1: Cho nam châm quay xung quanh một cuộn dây dẫn kín.
  • Cách 2: Thả 1 cuộn dây kín quay quanh trục thẳng đứng của 1 nam châm trong từ trường.

Các đại lượng cơ bản trong mạch điện xoay chiều

  • Điện áp xoay chiều: Điện áp xoay chiều là đại lượng đặc trưng cho sự biến thiên điện áp theo thời gian. Điện áp xoay chiều được biểu diễn bằng hàm sin hoặc hàm cos.
  • Dòng điện xoay chiều: Dòng điện xoay chiều là đại lượng đặc trưng cho sự biến thiên dòng điện theo thời gian. Dòng điện xoay chiều cũng được biểu diễn bằng hàm sin hoặc hàm cos.
  • Tần số: Tần số là đại lượng đặc trưng cho số chu kỳ của điện áp hoặc dòng điện trong một giây. Tần số được đo bằng đơn vị hertz (Hz).
  • Chu kỳ: Chu kỳ là khoảng thời gian cần thiết để điện áp hoặc dòng điện hoàn thành một chu kì biến thiên. Chu kỳ được đo bằng đơn vị giây (s).
  • Cường độ hiệu dụng: Cường độ hiệu dụng là giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện xoay chiều.

Đồ thị dòng điện xoay chiều 

  • Đồ thị dòng điện xoay chiều một pha: Đồ thị này thể hiện cường độ dòng điện trong mạch điện xoay chiều một pha. Đồ thị này thường có dạng sin hoặc cos, với giá trị cực đại và cực tiểu bằng nhau. 
  • Đồ thị dòng điện xoay chiều ba pha: Đồ thị này thể hiện cường độ dòng điện trong mạch điện xoay chiều ba pha. Đồ thị này có dạng hàm sin hoặc cos, với ba pha lệch pha nhau 120 độ.
  • Đồ thị dòng điện xoay chiều biến đổi theo thời gian: Đồ thị này thể hiện cường độ dòng điện trong mạch điện xoay chiều có giá trị thay đổi theo thời gian. Đồ thị này có thể có dạng bất kỳ, tùy thuộc vào đặc tính của mạch điện.

Các công thức mạch điện xoay chiều cần nhớ 

Dưới đây là các công thức mạch điện xoay chiều cần nhớ: 

Công thức tính cường độ dòng điện của dòng điện không đổi: I = q / t (A)

Trong đó:

  • I là cường độ dòng điện không đổi (A)
  • q là điện lượng dịch chuyển qua tiết diện phẳng vật dẫn ( C)
  • t thời gian điện lượng chuyển qua tiết diện phẳng vật dẫn (s)

Công thức tính cường độ dòng điện hiệu dụng: I=I0/√2

Trong đó:

  • I là cường độ dòng điện hiệu dụng
  • I0 là cường độ dòng điện cực đại

Công thức tính cường độ dòng điện theo định luật ôm: I = U / R

Trong đó:

  • I: Cường độ dòng điện (đơn vị A)
  • U: Hiệu điện thế (đơn vị V)
  • R: Điện trở (đơn vị Ω)

Cường độ dòng điện trong đoạn mạch theo định luật ôm

  • Nối tiếp: I = I1 = I2 = … = In
  • Song song: I = I1 + I2 + … + In

Banner TNNN2 1

Kinh nghiệm học phần mạch điện xoay chiều

Để học tốt phần mạch điện xoay chiều, cần chú ý những điều sau: 

  • Trước hết, học sinh cần nắm chắc các định nghĩa, tính chất liên quan đến mạch điện xoay chiều. Bên cạnh đó, học sinh tập thói quen tự xây dựng Dàn bài hoặc Sơ đồ tư duy tóm tắt bài học sau khi vừa học xong để có thể dễ dàng hệ thống và ghi nhớ chính xác kiến thức vừa học. Thông qua việc xây dựng xây dựng dàn bài hoặc sơ đồ tư duy thường xuyên các bạn học sinh có thể dễ dàng ôn tập lại kiến thức khi cần thiết. 
  • Cách tốt nhất để củng cố kiến thức và gia tăng điểm số là luyện giải bài tập thường xuyên. Vì vậy, các bạn học sinh nên làm nhiều bài tập khác nhau, bao gồm cả bài tập trắc nghiệm và bài tập tự luận từ dễ đến khó. Khi làm bài tập, học sinh cần chú ý phân tích đề bài, xác định phương pháp giải và kiểm tra lại kết quả. 
  • Đồ thị là một công cụ hữu ích để học sinh phân tích các đặc tính của mạch điện xoay chiều. Học sinh nên rèn luyện khả năng đọc và vẽ đồ thị.
  • Ngoài việc học các công thức tính toán, học sinh cũng cần hiểu bản chất của các hiện tượng trong mạch điện xoay chiều. Điều này sẽ giúp học sinh giải bài tập một cách dễ dàng và hiệu quả hơn.

Bài tập mạch điện xoay chiều

👉 Xem thêm: 100 bài tập dòng điện xoay chiều mới nhất 

kinh nghiệm học phần mạch điện xoay chiều
kinh nghiệm học phần mạch điện xoay chiều

Với những kiến thức là chúng mình đã tổng hợp hy vọng các bạn học sinh sẽ học tập tốt và đạt điểm số cao. BTEC FPT chúc bạn thành công trên con đường học tập. 

Tags:

Có thể bạn chưa đọc

  • Đặt câu hỏi tư vấn
  • BTEC FPT sẽ trực tiếp liên hệ lại với bạn trong vòng 48h để giải đáp cụ thể mọi thắc mắc về vấn đề tuyển sinh và học tập của bạn