Tìm phương trình hiệu điện thế các phần tử mạch bằng số phức - Vật lý 12

Khái niệm:

Điện trở là đại lượng đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điện trong vật dẫn điện. Nếu một vật dẫn điện tốt thì điện trở nhỏ, vật dẫn điện kém thì điện trở lớn, vật cách điện thì điện trở là vô cùng lớn.

Đơn vị tính: Ohm $\left(\Omega \right)$

Khái niệm:

$Z_L$ là cảm kháng của cuộn dây, đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điện của cuộn cảm do hiện tượng cảm ứng điện từ.

Đơn vị tính: Ohm $\left(\Omega \right)$

Khái niệm:

$Z_C$ là dung kháng của tụ điện, đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điện xoay chiều do sự thay đổi điện trường trong tụ.

Đơn vị tính: Ohm $\left(\Omega \right)$

Khái niệm:

Cuộn dây làm bằng kim loại nên có điện trở suất, do đó cuộn dây có điện trở riêng r đặc trưng cho sự tỏa nhiệt của cuộn dây.

Đơn vị tính: Ohm $\left(\Omega \right)$

Khái niệm:

Giá trị cực đại của mạch điện xoay chiều là giá trị cực đại mà mạch đạt được khi giá trị u, i thay đổi tuần hoàn theo thời gian.

Đơn vị tính: $Volt \left(V\right) và Ampe \left(A\right)$

Khái niệm:

$U_{0R}$ là hiệu điện thế cực đại ở hai đầu điện trở, $U_{0L}$ là hiệu điện thế cực đại ở hai đầu cuộn cảm, $U_{0C}$ là hiệu điện thế cực đại ở hai đầu tụ điện.

Đơn vị tính: Volt $\left(V\right)$

Khái niệm:

 ${\phi }_R$ là pha ban đầu của hai đầu điện trở, ${\phi }_L$ là pha ban đầu của hai đầu cuộn cảm, ${\phi }_C$ là pha ban đầu của ở hai đầu tụ điện. Trong cùng 1 mạch điện các pha này lệch nhau $\frac{\pi }{2}$.

Đơn vị tính: radian (rad)

Khái niệm:

${\phi }_{RL}$ là pha ban đầu của mạch gồm điện trở và cuộn cảm, ${\phi }_{RC}$ là pha ban đầu của mạch gồm điện trở và tụ điện, ${\phi }_{LC}$ là pha ban đầu của mạch gồm tụ điện và cuộn cảm và ${\phi }_{CD}$ là pha ban đầu của cuộn dây không thuần cảm.

Đơn vị tính: radian (rad)

Khái niệm:

$U_{0RL}$ là hiệu điện thế cực đại của hai phần tử điện trở và cuộn cảm, $U_{0RC}$ là hiệu điện thế cực đại của hai phần tử điện trở và tụ điện, $U_{0LC}$ là hiệu điện thế cực đại của hai phần tử tụ điện và cuộn cảm. $U_{0CD}$ là hiệu điện thế cực đại của cuộn dây không thuần cảm.

Đơn vị tính: Volt $\left(V\right)$

Phát biểu: Nhiệt lượng tỏa ra ở một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật dẫn, với bình phương cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn đó.

Chú thích:

$Q$: nhiệt lượng tỏa ra ở đoạn mạch $\left(J\right)$

$R$: điện trở của đoạn mạch $\left(\Omega \right)$

$I$: cường độ dòng điện $\left(A\right)$

$t$: thời gian $\left(s\right)$

Trong đó điện trở $R$ được tính bằng công thức: $R=\rho \frac{l}{S}$.

$R$: điện trở $\left(\Omega \right)$

$\rho$: điện trở suất $\left(\Omega m\right)$

$l$: chiều dài vật dẫn $\left(m\right)$

$S$: tiết diện ngang của vật dẫn $\left(m^2\right)$

Heinrich Lenz (1804 - 1865)

James Prescott Joule (1818 - 1889)

Phát biểu: Công suất tỏa nhiệt $\mathcal{P}$ ở vật dẫn khi có dòng điện chạy qua đặc trưng cho tốc độ tỏa nhiệt của vật dẫn đó và được xác định bằng nhiệt lượng tỏa ra ở vật dẫn trong một đơn vị thời gian.

Chú thích:

$\mathcal{P}$: công suất tỏa nhiệt $\left(W\right)$

$Q$: nhiệt lượng tỏa ra của dây dẫn $\left(J\right)$

$t$: thời gian $\left(s\right)$

$R$: điện trở của vật dẫn $\left(\Omega \right)$

$I$: cường độ dòng điện $\left(A\right)$

Phát biểu: Suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng tổng các độ giảm điện thế ở mạch ngoài và mạch trong.

Chú thích:

$\mathcal{E}$: suất điện động của nguồn điện $\left(V\right)$

$I$: cường độ dòng điện $\left(A\right)$

$R_N$: điện trở tương đương của mạch ngoài $\left(\Omega \right)$

$r$: điện trở trong của nguồn điện $\left(\Omega \right)$

$Z_L$ cảm kháng của cuộn dây $\left(\Omega \right)$

$L$ Độ tự cảm $\left(H\right)$

Nhận xét : Khi tần số càng lớn khả năng càng trở dòng điện càng cao.

$I$ Cường độ hiệu dụng trong mạch $\left(A\right)$

$U$ Hiệu điện thế hiệu dụng trong mạch $\left(V\right)$

$R$ Điện trở $\left(\Omega \right)$

$Z_L$ Cảm kháng $\left(\Omega \right)$

$Z_C$ Dung kháng $\left(\Omega \right)$