Sử dụng cảm biến dòng điện và cảm biến điện thế để đo cường độ và điện áp

Sử dụng cảm biến dòng điện và cảm biến điện thế để đo cường độ và điện áp xoay chiều giữa hai đầu điện trở R = 12 Ω thu được kết quả như đồ thị Hình 1.2a và Hình 1.2b dưới đây:

Giải Chuyên đề Vật Lí 12 Bài 1: Đặc trưng của dòng điện xoay chiều - Kết nối tri thức

Hoạt động trang 8 Chuyên đề Vật Lí 12: Sử dụng cảm biến dòng điện và cảm biến điện thế để đo cường độ và điện áp xoay chiều giữa hai đầu điện trở R = 12 Ω thu được kết quả như đồ thị Hình 1.2a và Hình 1.2b dưới đây:

Từ đồ thị biểu diễn trong Hình 1.2a và Hình 1.2b, hãy thực hiện các yêu cầu sau:

1. So sánh tần số, pha ban đầu của cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều.

2. Viết biểu thức cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều.

3. Tìm mối liên hệ giữa cường độ dòng điện cực đại và điện áp cực đại với điện trở R. Rút ra mối liên hệ giữa cường độ dòng điện hiệu dụng và điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở. Mối liên hệ này có tuân theo định luật Ohm hay không?

Lời giải:

1. Tần số và pha ban đầu của cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều bằng nhau.

2. Cường độ dòng điện cực đại I₀ = 150 mA, điện áp cực đại U₀ = 1,8 V

Chu kì T = 0,02 s $\Rightarrow \omega =\frac{2\pi }{T}=100\pi rad/s$

Tại thời điểm ban đầu i = -82 mA và đang giảm $\Rightarrow \phi \approx 0,68\pi rad$

Biểu thức cường độ dòng điện: $i=150\cos (100\pi t+0,68\pi )mA$

Biểu thức điện áp: $u=1,8\cos (100\pi t+0,68\pi )V$

3. Mối liên hệ giữa cường độ dòng điện cực đại và điện áp cực đại với điện trở R là $R=\frac{U_0}{I_0}$.

Mối liên hệ giữa cường độ dòng điện hiệu dụng và điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở $R=\frac{U}{I}$.

Mối liên hệ này có tuân theo định luật Ohm.

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

• Khởi động trang 6 Chuyên đề Vật Lí 12: Điện lưới cung cấp trong các hộ gia đình là dòng điện xoay chiều. Vậy dòng điện xoay chiều có đặc điểm gì? ....

• Hoạt động 1 trang 6 Chuyên đề Vật Lí 12: Mô tả các phương pháp đo điện áp và tần số của dòng điện xoay chiều ....

• Hoạt động 2 trang 6 Chuyên đề Vật Lí 12: Thiết kế phương án đo điện áp hiệu dụng và tần số của dòng điện xoay chiều bằng đồng hồ đo điện đa năng ....

• Hoạt động trang 6 Chuyên đề Vật Lí 12: Thiết kế phương án: Tìm hiểu các dụng cụ thực hành (chức năng đo tần số của đồng hồ đo điện đa năng ....

• Hoạt động trang 6 Chuyên đề Vật Lí 12: Thiết kế phương án: Tìm hiểu các dụng cụ thực hành (chức năng đo điện áp xoay chiều của đồng hồ đo điện đa năng ....

• Câu hỏi trang 8 Chuyên đề Vật Lí 12: Nếu thay điện trở R bằng tụ điện (hoặc cuộn dây) thì các giá trị điện áp xoay chiều giữa hai đầu tụ ....

• Hoạt động trang 9 Chuyên đề Vật Lí 12: So sánh công suất toả nhiệt trung bình với công suất cực đại của dòng điện xoay chiều hình sin ....