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, điều hoà, quạt điện, động cơ điện,.. chủ yếu dùng dòng điện xoay chiều. Vậy, dòng điện xoay chiều là gì? Nó có những đại lượng đặc trưng gì và các đo các đại lượng đó như thế nào?

Hãy viết biểu thức cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều. Giải thích các đại lượng. So sánh giá trị hiệu dụng và giá trị cực đại của cường độ dòng điện, điện áp.

Từ đồ thị cường độ của dòng điện xoay chiều theo thời gian ở Hình 1.2, hãy xác định:

a) Biên độ, tần số, chu kì, tần số góc, pha ban đầu, cường độ dòng điện hiệu dụng.

b) Biểu thức cường độ dòng điện tức thời.

c) Khoảng thời gian cường độ dòng điện tăng trong chu kì đầu tiên.

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.

Báo cáo kết quả thí nghiệm (số liệu minh hoạ)

- Xác định độ chia nhỏ nhất của phép đo tần số, điện áp trên đồng hồ.

- Tính giá trị trung bình, sai số và viết kết quả. Nhận xét giá trị tần số đo được với tần số đã biết của mạng lưới điện.

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.

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 12V đến 3V thì cường độ dòng điện qua mạch tương ứng giảm từ giá trị i₁ = 1,6 A đến i₂. Tìm i₂

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.

Dựa vào biểu thức cảm kháng ${Z_L} = \omega L$, tìm mối quan hệ giữa u và i khi đặt điện áp không đổi vào hai đầu cuộn cảm thuần.

Điện áp $u = 5\sqrt 2 \cos 100\pi t(V)$ vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp gồm điện trở thuần $30\Omega$, cuộn cảm thuần có độ tự cảm $\frac{{0,8}}{\pi }H$, tụ điện có điện dung $\frac{{250}}{\pi }\mu F$.

a) Tính tổng trở toàn mạch.

b) Tính cường độ dòng điện cực đại, cường độ dòng điện hiệu dụng qua đoạn mạch.

Hình 1.13 mô tả một đèn huỳnh quang chiếu sáng trong phòng sử dụng dòng điện xoay chiều. Từ quan sát thực tiễn và tìm hiểu trên sách, báo, internet,.. em hãy vẽ lại sơ đồ mạch điện đơn giản của đèn huỳnh quang và cho biết tác dụng của cuộn chấn lưu và tắc te.

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 và cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch RLC nối tiếp theo các gợi ý sau:

- Cách bố trí thí nghiệm và các bước tiến hành thí nghiệm.

- Dự kiến kết quả cần thu thập và xử lí số liệu.

Báo cáo kết quả thí nghiệm (số liệu minh hoạ)

- Từ bảng số liệu, vẽ đồ thị mô tả sự phụ thuộc của I theo U trong mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp.

- Nhận xét về mối liên hệ của I và U từ đồ thị, so sánh với kết quả lí thuyết đã biết.

Mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần $40\Omega$ ghép nối tiếp với một cuộn cảm thuẩn có độ tự cảm $L = \frac{{0,4}}{\pi }H$. Biết biểu thức giữa điện áp hai đầu mạch là $u = 80\cos 100\pi t(V)$. Cường độ dòng điện hiệu dụng chạy qua đoạn mạch là:

A. 1 A.             B. $\sqrt 2$A.         C. $\frac{1}{{\sqrt 2 }}$A         D. 2 A

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) Các thông số đặc trưng của linh kiện X.

Điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch gồm RLC nối tiếp gồm điện trở thuần $150\Omega$, tụ điện có điện dung $\frac{{200}}{\pi }\mu F$ và cuộn cảm thuần có độ tự cảm $\frac{2}{\pi }H$. Cường độ dòng điện hiệu dung trong mạch là 1 A. Tính:

a) Tổng trở của toàn mạch.

b) Điện áp hiệu dụng đặt vào đoạn mạch.