Hình 1P.1 biểu diễn sự biến thiên theo thời gian của điện áp và cường độ dòng điện

Hình 1P.1 biểu diễn sự biến thiên theo thời gian của điện áp và cường độ dòng điện xoay chiều qua một linh kiện X (X là một trong ba linh kiện R, L, C) thông qua phần mềm thí nghiệm mô phỏng.

Giải Chuyên đề Vật Lí 12 Bài 1: Các đặc trưng của dòng điện xoay chiều - Chân trời sáng tạo

Bài tập 2 trang 13 Chuyên đề Vật Lí 12: Hình 1P.1 biểu diễn sự biến thiên theo thời gian của điện áp và cường độ dòng điện xoay chiều qua một linh kiện X (X là một trong ba linh kiện R, L, C) thông qua phần mềm thí nghiệm mô phỏng.

a) Dựa vào đồ thị Hình 1P.1, viết biểu thức u, i theo thời gian.

b) Xác định độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện, từ đó xác định tên linh kiện X.

c) Xác định thông số đặc trưng của linh kiện X.

Lời giải:

a) Chu kì T = 0,1 s $\Rightarrow \omega =\frac{2\pi }{T}=\frac{2\pi }{0,1}=20\pi \left(rad/s\right)$

U₀ = 5 V; I₀ = 30 mA

Tại thời điểm ban đầu điện áp u = 0 và đang giảm nên pha ban đầu ${\phi }_u=\frac{\pi }{2}rad$

Tại thời điểm ban đầu cường độ dòng điện i = -I₀ và đang tăng nên pha ban đầu ${\phi }_i=-\pi rad$

Biểu thức điện áp: $u=5\cos \left(20\pi t+\frac{\pi }{2}\right)V$

Biểu thức cường độ dòng điện: $i=30\cos \left(20\pi t-\pi \right)mA$

b) Tại thời điểm ban đầu điện áp bằng 0 (VTCB) và đang giảm, cường độ dòng điện i = -I₀ (biên âm) và đang tăng nên điện áp và cường độ dòng điện vuông pha với nhau, linh kiện X là tụ điện (vì i sớm pha hơn u).

c) Dung kháng: $Z_C=\frac{U_0}{I_0}=\frac{5}{{30.10}^{-3}}=\frac{500}{3}\Omega$

Điện dung: $C=\frac{1}{\omega Z_C}=\frac{1}{20\pi .\frac{500}{3}}=\frac{{3.10}^{-4}}{\pi }F$

Lời giải Chuyên đề Vật Lí 12 Bài 1: Các đặc trưng của dòng điện xoay chiều hay, chi tiết khác:

• Mở đầu trang 5 Chuyên đề Vật Lí 12: Các thiết bị điện, điện tử mà chúng ta sử dụng trong sinh hoạt và sản xuất hiện nay như: bóng đèn, ti vi, máy giặt, tủ lạnh....

• Câu hỏi 1 trang 5 Chuyên đề Vật Lí 12: Hãy viết biểu thức cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều. Giải thích các đại lượng. So sánh giá trị hiệu dụng...

• Luyện tập trang 6 Chuyên đề Vật Lí 12: Từ đồ thị cường độ của dòng điện xoay chiều theo thời gian ở Hình 1.2, hãy xác định:...

• Câu hỏi 2 trang 7 Chuyên đề Vật Lí 12: Từ các dụng cụ thí nghiệm như Hình 1.4, đề xuất phương án thí nghiệm đo tần số và điện áp của dòng điện xoay chiều từ đầu ra của biến áp nguồn.....

• Thí nghiệm trang 7 Chuyên đề Vật Lí 12: * Mục đích: Đo được tần số và điện áp xoay chiều bằng dụng cụ thực hành....

• Luyện tập trang 8 Chuyên đề Vật Lí 12: Thay biến áp nguồn bằng máy phát âm tần, thực hiện lại phép đo biên độ và tần số của tín hiệu xoay chiều do máy phát âm tần tạo ra.....

• Luyện tập trang 8 Chuyên đề Vật Lí 12: Đặt vào hai đầu điện trở R một điện áp u biến thiên điều hoà theo thời gian. Từ thời điểm t₁ đến thời điểm t₂ điện áp u giảm từ giá trị 12 V đến 3 V...

• Câu hỏi 3 trang 9 Chuyên đề Vật Lí 12: Dựa vào biểu thức dung kháng $Z_C=\frac{1}{\omega C}$, giải thích tại sao tụ điện lại không cho dòng điện một chiều đi qua.....

• Câu hỏi 4 trang 10 Chuyên đề Vật Lí 12: Dựa vào biểu thức cảm kháng Z_L = ωL, tìm mối quan hệ giữa u và i khi đặt điện áp không đổi vào hai đầu cuộn cảm thuần.....

• Luyện tập trang 11 Chuyên đề Vật Lí 12: Đặt điện áp $u=50\sqrt{2}\cos 100\pi t\left(V\right)$ vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp gồm điện trở thuần 30 Ω....

• Vận dụng trang 11 Chuyên đề Vật Lí 12: Hình 1.13 mô tả một đèn huỳnh quang chiếu sáng trong phòng sử dụng dòng điện xoay chiều. ...

• Câu hỏi 5 trang 12 Chuyên đề Vật Lí 12: Từ các dụng cụ thí nghiệm như Hình 1.14, đề xuất phương án thí nghiệm khảo sát mối liên hệ giữa điện áp hiệu dụng ....

• Thí nghiệm trang 12 Chuyên đề Vật Lí 12: * Mục đích: Khảo sát mối quan hệ giữa điện áp hiệu dụng và cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp....

• Bài tập 1 trang 13 Chuyên đề Vật Lí 12: Mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần 40 Ω ghép nối tiếp với một cuộn cảm thuần có độ tự cảm ...

• Bài tập 3 trang 13 Chuyên đề Vật Lí 12: Đặt điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch gồm RLC nối tiếp gồm điện trở thuần 150 Ω, ....