Trong chương trình Vật Lí 12, dòng điện xoay chiều là một phần kiến thức quan trọng và xuất hiện phổ biến trong các đề thi. Để viết đúng biểu thức của cường độ dòng điện, học sinh cần hiểu rõ mối liên hệ giữa các đại lượng: chu kì, tần số góc, giá trị hiệu dụng và giá trị cực đại. Bài tập dưới đây sẽ hướng dẫn chi tiết các bước biến đổi này.
Trong các biểu thức dưới đây (trong đó t được đo bằng s), biểu thức nào biểu diễn đúng cường độ dòng điện xoay chiều có chu kì 0,02 s và giá trị hiệu dụng là .
A. $i=\sqrt{2}cos\left ( 100 \pi t+\frac{\pi}{2} \right )$ (A)
B. $i=\sqrt{2}cos\left ( 50 \pi t\right )$ (A)
C. $i=2cos\left ( 100 \pi t+\frac{\pi}{2} \right )$ (A)
D. $i=2cos\left ( 50 \pi t \right )$ (A)
Để xác định biểu thức đúng của cường độ dòng điện xoay chiều dạng $i = I_0\cos(\omega t + \varphi)$, chúng ta cần tìm hai đại lượng then chốt:
Tần số góc ($\omega$): Tính từ chu kì $T$ qua công thức $\omega = \frac{2\pi}{T}$.
Cường độ dòng điện cực đại ($I_0$): Tính từ giá trị hiệu dụng $I$ qua công thức $I_0 = I\sqrt{2}$
Ta có: $f=\frac{1}{T}=\frac{1}{0,02}=50(Hz)$
$\Rightarrow w=2 \pi f = 100 \pi (rad/s)$
$I_o=I.\sqrt{2}=\sqrt{2}.\sqrt{2}=2(A)$
Qua lời giải bài 1 trang 91 Vật lí 12 Chân trời sáng tạo SGK các em cần lưu ý:
Chu kì ($T$): Khoảng thời gian để dòng điện thực hiện một dao động toàn phần.
Tần số góc ($\omega$): Đặc trưng cho tốc độ biến thiên của dòng điện xoay chiều.
Giá trị cực đại ($I_0$): Luôn lớn hơn giá trị hiệu dụng $\sqrt{2}$ lần.
Lưu ý: Khi làm bài, học sinh cần đọc kỹ để tránh nhầm lẫn giữa giá trị hiệu dụng và giá trị cực đại.
• Xem thêm: