GV: LÊ TRUNG TIẾN

DĐ: 0901.959.959 – 0905.752.052
DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

I.

ĐẠI CƯƠNG VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

1. Từ thông qua khung dây:
Cho khung dây phẳng có diện tích S gồm N vòng dây quay đều với
tốc độ góc  quanh một trục vuông góc với các đường sức từ của
một từ trường đều có cảm ứng từ B ( đây là cách cấu tạo máy phát
điện xoay chiều một pha);
  NBS cos(t   )  0 cos(t   )
2. Suất điện động cảm ứng trong khung:

d

  '  e  NBS sin(t   ) = E 0 sin(t   )  E 0 cos(t    )
dt
2
3. Dòng điện xoay chiều :
e 

I0

;U

4. Các giá trị hiệu dụng:

I

5. Tần số góc của dòng điện xoay chiều:

  2 f 

2

U0

2

; E

2
(rad/s)
T

E0

2

6. Đoạn mạch thuần RLC nối tiếp:
Cảm kháng: ZL  L  L 2 f () ; Dung
1
1
kháng: ZC 

()
C C 2 f

Chú ý: Cuộn cảm thuần L cho dòng điện một chiều đi qua hoàn toàn không cản trở ( Z L  0 ).
Tụ điện C không cho dòng điện một chiều đi qua (cản trở hoàn toàn: ZC   )
6.1. Tổng trở: Z AB  R 2  (Z L  Z C )2
6.2. Độ lệch pha  giữa u và i:

 Z L  ZC : u sôùm pha hôn i
Z L  ZC UL  UC

tan  

  Z L  ZC : u cuøng pha vôùi i
R
UR
 Z  Z : u treã pha hôn i
C
 L
* Độ lệch pha giữa u và i :

  u  i ;

 
 (  ; )

U
U
6.3. Định luật Ohm: I 0  0 A B ; I  A B
Z AB
Z AB

2 2


u  u R  u L  uC
6.4. Giản đồ véc tơ: Ta có:  A B
U A B  U R U L U C

ĐÀ NẴNG 2015


GV: Lấ TRUNG TIN

D: 0901.959.959 0905.752.052

* Liờn h gia cỏc hiu in th hiu dng trong on mch thun RLC ni tip:
T

Z AB R 2 (Z L Z C )2

hay

U AB U R2 (U L U C )2

Tng t :

Z RL R2 Z L2

hay

URL UR2 UL2

Tng t


Z RC R2 ZC2

hay

URC UR2 UC2

Tng t
hay
ZLC ZL ZC
ULC UL UC
7. Cụng sut tiờu th ca mt on mch cha cỏc phn t R,L,C lớ tng
* Cụng sut tc thi :
Mt on mch xoay chiu bt k thỡ cụng sut tc thi hai u mch l ch cú mt cụng thc
duy nht :
Vi lu ý rng cụng sut tc thi cú th õm hoc dng vỡ lỳc ú mch cú th ang nhn nng
lng ca ngun cng cú th ang tr li nng lng cho ngun.

U R2
2
p

U
I
cos


I
R


U
I

;

AB
R

R
* Cụng sut trung bỡnh :

Heọ soỏ coõng suaỏt: cos R U R

Z AB U AB

Lu ý rng cun dõy thun cm v t in thun dung lớ tng m ta hc nú c nhn nng lng
ca ngun ri li tr li nờn trung bỡnh khụng tiờu th cụng sut. Ch cú in tr R l vay khụng
tr vỡ liờn tc ta nhit ra mụi trng. Do ú cụng sut trung bỡnh ca mt mch in xoay chiu
lớ tng chớnh l cụng sut ta nhit trờn R.
8. Cụng sut tiờu th ca ng c in xoay chiu mt pha.
* Cụng sut tiờu th ca ton on on mch :
Trong ú :

: L cụng sut tiờu th ton phn ca c on mch
: Cụng sut hao phớ ta nhit trờn in tr R ca on mch
: Cụng sut cú ớch ca ng c cụng c hc
* Hiu sut tiờu th in ca on mch :

NNG 2015



GV: LÊ TRUNG TIẾN

DĐ: 0901.959.959 – 0905.752.052

MẠCH R,L,C NỐI TIẾP

II.

DẠNG 1: MẠCH CÓ R THAY ĐỔI
1. Mạch R,L,C có R thay đổi: tìm R để công suất tiêu thụ trên biến trở R đại cực đại (PR
max)

R  Z L  ZC

PRMax 

U2
2 Z L  ZC

Ngoài ra ta còn có:
√
2. Mạch R,L,C có R thay đổi: khi R=R1 hoặc R=R2 thì công suất của mạch không đổi (
P1=P2). Tìm mối liên hệ giữa R1 , R2 , giữa cosφ1 , cosφ2 và công suất đó:

R1 .R2  ( Z L  Z C ) 2

√
√


U2
P1  P2 
R1  R 2

√
Để công suất cực đại thì :
√
3. Mạch R, (L,r), C: có R thay đổi: tìm R để:
a, Công suất tiên thụ của toàn mạch đạt cực đại :Ptm- max

R  Z L  ZC  r

PMax 

Z L  ZC  r

Nếu

U2
2 Z L  ZC

thì PMax khi R=0 lúc này

b, Công suất tiên thụ của biến trở đạt cực đại :PR max
R  r  (Z L  ZC )
2

2

2


PRMax

U2

2(r  R)
ĐÀ NẴNG 2015


GV: LÊ TRUNG TIẾN

DĐ: 0901.959.959 – 0905.752.052

4.Mạch R,L,C có R thay đổi: tìm biểu thức liên hệ giữa ZL và Zc khi:
a, URL không phụ thuộc vào R:
b,URC không phụ thuộc vào R:

DẠNG 2: MẠCH CÓ L THAY ĐỔI
1.Tìm L để UL-max:

R 2  Z C2
ZL 
ZC

2. Khi ULmax thì :

U LMax 

U R 2  Z C2
R


=>

√

hay
2
U L2  U LU C  U AB
0

3.Khi ULmax thì :

4.Khi L = L1 hoặc L = L2 thì UL1 = UL2 tìm L để UL max:

L

2 L1 L2
L1  L2

5. L thay đổi tìm L để URL Max:
√

Đặt:

y

√

√


( Z c  2 x)
R2  x2

Khảo sát hàm số ta có :
+ Khi
𝑍𝐿

+ Khi
𝑍𝐿

𝑍𝐶

√4𝑅

𝑈𝑅𝐿 𝑀𝑖𝑛

𝑍𝐶

𝑅
√𝑅

𝑈𝑅𝐿 𝑀𝐴𝑋

𝑍𝐶
𝑍𝐿
𝑈
𝑅

𝑈


𝑈
√

𝑍𝑐
𝑍𝐿

ĐÀ NẴNG 2015


GV: LÊ TRUNG TIẾN

DĐ: 0901.959.959 – 0905.752.052
DẠNG 3 : MẠCH CÓ C THAY ĐỔI

1.Tìm C để UCmax:

R 2  Z L2
ZC 
ZL

;

U CMax 

U R 2  Z L2

2.Khi UCmax thì :
3.Khi UCmax thì :

R


=>
√

hay
2
U C2  U LU C  U AB
0

C

4.Khi C = C1 hoặc C = C2 thì UC1 = UC2 tìm C để UC max:

C1  C2
2

5. C thay đổi tìm C để URC Max:
√

√

√

Đặt:

Khảo sát hàm số ta có :
√

√4
√

6. Mạch R, (L,r), C nối tiếp có C (hoặc L hoặc f) thay đổi, xác định điều kiện để UCd min:

Điều kiện:

Khi đó:

7.Tìm C( hoặc L hoặc f) để điện tích Cực đại trên tụ điện đạt giá trị lớn nhất.
Ta có:
√

Vậy Q0 lớn nhất khi:
ĐÀ NẴNG 2015


GV: LÊ TRUNG TIẾN

DĐ: 0901.959.959 – 0905.752.052

8.MẠCH R,C, (L,r) NỐI TIẾP CÓ C THAY ĐỔI TÌM C ĐỂ URCmax

(

√(

)

)
√

DẠNG 4: MẠCH CÓ f THAY ĐỔI


1.Tìm f để Imax (Hoặc URmax ; Pmax)

f 

2. Khi f =f1 hoặc f = f2 thì I1 = I2( hay UR1=UR2)
tìm f để Imax( hay URmax) :

1
2 LC

f  f1 . f 2

3.Tìm f để :
a. ULmax:
suy ra:

√

–

(

)

Hay

Lúc này ta còn có :
b. UC max:


√
suy ra:

(

)

–
Hay
Lúc này ta còn có :
ĐÀ NẴNG 2015


GV: LÊ TRUNG TIẾN

DĐ: 0901.959.959 – 0905.752.052

4.f thay đổi:
Khi f = fR thì UR-max
Khi f = fC thì UC-max
f R2  fC . f L
Khi f = fL thì UL-max
Tìm liên hệ giữa fR, fC, fL:
Chú ý : khi f tăng dần thì thứ tự điện áp đạt cực đại sẽ là : C,R,L ( Có Rượu Lậu)
Tất nhiên khi UR cực đại thì dòng điện I cũng cực đại.
5. f thay đổi:
a, Khi f = f1 hoặc f = f2 thì UL1 = UL2 tìm f để ULmax:

b, Khi f = f1 hoặc f = f2 thì UC1 = UC2 tìm f để UC-max:


2
1
1
 2 2
2
f
f1
f2
f2

f12  f 22
2

6. f thay đổi: Tìm f để





Khi
Hay:

(

)

Hay:

(


)

√

(

)

Khi
√

(

DẠNG 5: MÁY PHÁT ĐIỆN CÓ TỐC ĐỘ QUAY CỦA ROTO (n) THAY ĐỔI

* Khi tốc độ quay của roto thay đổi thì dẫn đến tần số góc ω và suất điện động hiệu dụng hai
đầu máy phát điện cũng thay đổi. Mạch R,L,C mắc trực tiếp vào hai đầu máy phát điện xoay
chiều một pha nên:
(
√

√

1. Tìm tốc độ quay n của roto để IMax (hay PMax, hayURMax):
√
Biến đổi ta được kết quả để IMax là:

ĐÀ NẴNG 2015

)



GV: LÊ TRUNG TIẾN

DĐ: 0901.959.959 – 0905.752.052
( giống kết quả ω thay đổi ULMax)

Lúc đó :

(√

)

√

2. Khi tốc độ quay của roto là n1 hoặc n2 thì mạch có cùng giá trị dòng điện hiệu dụng I(
hay UR hay P).
Xác định n để IMax.

3.Tìm tốc độ quay n của roto để UCMax:
√

√

Từ đó dễ thấy UCMax khi:
(
√

√


4. Khi tốc độ quay của roto là n1 hoặc n2 thì điện áp hai đầu tụ điện là như nhau . Xác định
n để UCMax:
√

III.
MÁY BIẾN THẾ - TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA
1.Máy biến thế
1.1, Khái niệm: Là thiêt bị dùng để biến đổi hiệu điện thế xoay chiều;
1.2, Nguyên tắc hoạt động: Dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ
1.3, Cấu tạo:
- Cuộn sơ cấp: Gồm N1 vòng dây quấn trên 1 khung thép kĩ thật điện (tôn
silic). Hai đầu cuộn sơ cấp được nối vào mạng điện xoay chiều có hiệu điện thế hiệu dụng U1 (
đầu vào );
- Cuộn thứ cấp: Gồm N2 vòng dây cuốn trên khung thép của cuộn sơ cấp. Hai đầu
dây cuộn thứ cấp đưa dòng điện ra ngoài với hiệu điện thế hiệu dụng giữa 2 đầu
dây cuộn thứ cấp U2 ( đầu ra );
- Khung thép của máy biến thế: Gồm nhiều lá thép kĩ thuật, được ghép cách điện
với nhau để tránh dòng điện Fucô;
1.4, Công thức:
* Dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn sơ cấp làm phát sinh từ trường biến thiên trong lõi thép
=>gây ra từ thông xuyên qua mỗi vòng dây của hai hai cuộn là   0 cos t
ĐÀ NẴNG 2015


GV: LÊ TRUNG TIẾN

DĐ: 0901.959.959 – 0905.752.052

- Suất điện động tự cảm trong cuộn sơ cấp:
- Suất điện động cảm ứng trong cuộn thứ cấp:


d
 N10 cos t
dt
d
 2   N2
 N 20 cos t
dt

1   N1

e1 N1

e2 N 2
+) Nếu cuộn sơ cấp và thứ cấp có điện trở lần lượt là r1 & r2 thì:
e1  U1  i1r1
U i r
N
 1 1  1

U 2  i2 r2 N 2
e2  U 2  i2 r2
+) Nếu bỏ qua điện trở của cuộn sơ cấp và thứ cấp thì:
U
N
k 2  2
Tỉ số máy biến áp:
U1 N1
- Nếu k < 1: thì máy hạ áp
- Nếu k > 1: thì máy tăng áp

1.5. Công suất, hiệu suất máy biến áp:
* Công suất:
P1  U1I1cos1
- Sơ cấp:

* Hiệu suất:

P2  U 2 I 2cos2
- Thứ cấp:
P
H  2 .100%
P1

* Nếu máy biến áp lí tưởng: Bỏ qua mọi hao phí ( r1 , r2  0 ), cos1  cos2  1 thì:
- Hiệu suất: H  1
U
N
I
=> P1  P2  1  1  2
U 2 N 2 I1
1.6. Một số máy biến áp đặc biệt :
- Nếu cuộn dây có N vòng mà trong đó có n vòng dây được cuốn theo chiều ngược lại so với đa
số vòng còn lại thì về mặt điện xem như cuộn dây có ( N  2n ) vòng dây;
- Đối với máy biến áp lí tưởng: cuộn sơ cấp có công suất P, N vòng dây và mắc vào hiệu điện thế
sơ cấp U. Thứ cấp nhiều cuộn dây riêng rẽ có số vòng dây là: N1 , N 2 ,... ; công suất và hiệu điện
thế trên các cuộn dây thứ cấp là P1, P2, ... và U1, U2,…
+) Công suất được bảo toàn: P  P1  P2  ... ;

N
U

U  N
 1
1

U  N
U 2 N 2
2. TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA.
Gọi:
: Là công suất điện ở nhà máy phát điện cần truyền tải.
- U : Là điện áp nơi phát điện
- I: Cường độ dòng điện hiệu dụng trên dây truyền tải
- R: Điện trở tổng cộng của dây truyền tải.
p p  UI cos 
2.1. Công suất phát điện của nhà máy:
ĐÀ NẴNG 2015


GV: LÊ TRUNG TIẾN

DĐ: 0901.959.959 – 0905.752.052

2.2. Công suất hao phí trên đường dây tải điện:

p  I 2 R 

2.3. Độ giảm thế trên đường dây tải điện:

U  IR

2.4. Hiệu suất tải điện:


H

p 2p
(U cos  )2

.R

P  P
.100%
P

ĐÀ NẴNG 2015