Mạch điện xoay chiều gồm có $\small R = 30 \Omega$ nối tiếp với cuộn cảm thuần: $\small L= \frac{0,3}{\Pi }H$. Cho điện áp tức thời giữa hai đầu mạch $\small u = 120 \sqrt{2} cos100 \pi t (V)$. Viết công thức của i.

Nhận định và phương pháp:

Bài 5 là dạng bài viết biểu thức của cường độ dòng điện tức thời i trong một mạch điện xoay chiều chỉ chứa điện trở nối tiếp với cuộn cảm thuần , dữ kiện đề bài cho ta là các thông số của R, L, C và biểu thức điện áp 2 đầu mạch dưới dạng $\small u = U_0cos(\omega t+\varphi )$

Cách giải :

Ta tiến hành giải bài này theo các bước như sau:
- Bước 1: Tính các giá trị Cảm kháng $Z_L$, tổng trở Z.
- Bước 2: Từ hiệu điện thế cực đại $U_0=I_0.Z$ ⇒ $I_0=\frac{U_0}{Z}$ ⇒ Cường độ dòng điện hiệu dụng I
- Bước 3: Tính độ lệch pha dựa vào công thức: $tan\varphi =\frac{Z_L}{R}\Rightarrow \varphi$
- Bước 4: Sau khi đã tính được $\varphi$ , ta sẽ suy ra :$\varphi _u=\varphi _i+\varphi$ ⇒ $\varphi _i=\varphi -\varphi _u$
- Bước 5: Viết lại Biểu thức Cường độ dòng điện tức thời trong mạch là: $i=I_0.cos(\omega t+\varphi _i) (A)$

Lời giải:

Áp dụng phương pháp trên để giải bài 5 như sau:
Ta có:
- Cảm kháng: $Z_L$ = Lω = 30 Ω
- Tổng trở: Z = $\sqrt{R^{2} + Z_{L}^{2}}$ = $30\sqrt{2}\Omega$
- Cường độ dòng điện hiệu dụng: I = $\frac{U}{Z}$ = $\frac{120}{30\sqrt{2}}$ = $\frac{4}{\sqrt{2}}$ A.
- Độ lệch pha: tanφ = $\frac{Z_{L}}{R}$ = 1 => φ = $+\frac{\pi }{4}$.
- $\varphi _u=\varphi _i+\varphi$ ⇒ $\varphi _i=\varphi_u -\varphi$= $-\frac{\pi }{4}$

Tức là i trễ pha hơn u một góc $\frac{\pi }{4}$.

Vậy biểu thức tức thời của cường độ dòng điện là: i = 4cos(100πt - $\frac{\pi }{4}$) (A).

-- Mod Vật Lý 12