Phương trình u và i của mạch chỉ có R - 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:

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:

Giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều có được khi dùng dụng cụ đo.

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

Khái niệm:

 $u_R$ là hiệu điện thế tức thời ở hai đầu điện trở, $u_L$ là hiệu điện thế tức thời ở hai đầu cuộn cảm, $u_C$ là hiệu điện thế tức thời ở hai đầu tụ điện.

Đơn vị tính: Volt $\left(V\right)$

Khái niệm:

 ${\phi }_u$ là pha ban đầu của hiệu điện thế mạch điện xoay chiều, ${\phi }_i$ là pha ban đầu của dòng điện mạch điện xoay chiều, $\phi$ là độ lệch pha của u và i. 

Đơn vị tính: radian (rad)

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)

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 $\left(\Omega \right)$

$U$ là giá trị hiệu dụng của hiệu điện thế mạch điện xoay chiều.

$U_0$ là giá trị cực đại của hiệu điện thế mạch điện xoay chiều.

$u=U_0\cos \left(\omega t+{\phi }_u\right)$

$i=I_0\cos \left(\omega t\right)$

Nhiệt lượng tỏa ra trong mỗi chu kì

$$\begin{gathered} dQ=R{i}^{2}dt\Rightarrow Q={\int }_0^{T}R{I_0}^2\left(\frac{1+\cos \left(2\omega t\right)}{2}\right)dt \\ \Rightarrow Q=R\frac{{I_0}^2}{2}T \end{gathered}$$

Mặc khác đối với dòng một chiều $Q=R{I}^{2}T$

Có thể xem cường độ dòng điện $I_0$ sẽ tương ứng với dòng điện một chiều $I$

$I=\frac{I_0}{\sqrt{2}}$