Cách giải bài tập Mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần R hay, chi tiết

1. Phương pháp

Giả sử đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp u = U_ocos(ωt + φ_u ) điện trở R thì cường độ dòng điện chạy trong đoạn mạch là i = I_ocos(ωt + φ_i ).

• Định luật Ôm: I_o = U_o / R

• Độ lệch pha φ = φ_u - φ_i : ta nói dòng điện cùng pha với hiệu điện thế

Các bài toán thường gặp:

Kiểu 1: Giá trị hiệu dụng

• Định luật ôm: I = U / R

• Độ lệch pha: φ = φ_u - φ_i

Kiểu 2: Bài toán liên quan tới nhiệt lượng

Khi cho dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở R thì có sự tỏa nhiệt trên điện trở R theo hiệu ứng Junlenxo: Q = I²Rt .

Lượng nhiệt tỏa ra bị nước hấp thụ hết thì: Q = I²Rt = mc(t₂ - t₂)

• m là khối lượng nước (kg).

• c là nhiệt dung riêng của nước (kJ.kg^-1 ).

• Δt = t₂ - t₂ là độ biến thiên nhiệt độ ( độ tăng hay giảm nhiệt độ của nước).

Nếu hiệu suất của nước hấp thụ nhiệt không đạt 100% thì

Kiểu 3: Bài toán liên quan tới bóng đèn

Khi cho dòng điện xoay chiều chạy qua bóng đèn thì ta có thể áp dụng một cách tương tự cho dòng điện chạy qua điện trở trong.

Từ số ghi trên bóng đèn cho ta biết công suất định mức P_dm và hiệu điện thế định mức U_dm . Từ đó ta có thể tính được:

• Điện trở của bóng đèn R = U²/P

• Cường độ dòng điện định mức: I = P/U

Lưu ý:

• Bóng sáng bình thường khi dòng điện chạy qua bóng bằng dòng điện định mức của bóng.

• Nếu các bóng mắc song song thì 

• Nếu các bóng mắc nối tiếp thì 

2. Ví dụ

Ví dụ 1. Đặt điện áp xoay chiều u = U√2cos(ωt) vào hai đầu một điện trở thuần R = 110 Ω thì cường độ dòng điện qua điện trở có giá trị hiệu dụng bằng 2A. Giá trị của U bằng:

A. 220 V.

B. 220√2 V.

C. 110 V.

D. 110√2 V.

Hướng dẫn:

Hiệu điện thế hiệu dụng cần tìm:

U = IR = 2.110 = 220 V

Chọn A

Ví dụ 2: Một dòng điện xoay chiều có cường độ tức thời i = 4√2cos(100πt) A đi qua một điện trở R = 7 Ω. Nhúng R vào một bình chứa m = 1,2 kg nước. Hỏi sau thời gian 10 phút nhiệt độ nước trong bình tăng bao nhiệt độ. Biết hiệu suất của quá trình đun nước là H = 90% và nhiệt dung riêng của nước là c = 4,2 (kJ/kg.C^ο ).

A. 20^οC

B. 25^οC

C. 10^οC

D. 12^οC

Hướng dẫn:

Sử dụng công thức tính nhiệt lượng, ta có: