Bài giảng Điện học (Phần 2)

Tóm tắt Bài giảng Điện học (Phần 2): ... | Bài giảng Điện học 99  3 2 21 2 / x kq E b   3 2 22 y / kq E b  Lưỡng cực điện Tập hợp đơn giản nhất của các nguồn có thể xảy ra với điện học những không xảy ra với lực hấp dẫn là lưỡng cực, gồm một điện tích dương và một điện tích âm có độ lớn bằng nhau. Tổng quá...an, nhưng cho một điểm nằm dọc theo trục chính giữa vuông góc với vòng dây, từ trường là   3 2 2 2 2 0 1 2 / B Ib b z    Trong đó b là bán kính của vòng dây và z là khoảng cách từ điểm đó đến mặt phẳng vòng dây. © hiepkhachquay | Bài giảng Điện học 114 Từ trường của một sole...rường trong không gian xung © hiepkhachquay | Bài giảng Điện học 127 quanh, và ngược lại. Những trường cảm ứng này có xu hướng hình thành nên hình ảnh xoáy. Hệ quả quan trọng nhất của nguyên lí cảm ứng là không có sóng từ thuần túy hay sóng điện thuần túy. Sự nhiễu loạn trong điện trường ...

pdf69 trang | Chia sẻ: havih72 | Lượt xem: 182 | Lượt tải: 0download
Nội dung tài liệu Bài giảng Điện học (Phần 2), để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
y | Bài giảng Điện học 138 
các dao động giống hệt nhau ở cả hai phía của trạng thái cân bằng, và nó không bao giờ 
mất độ cao vì ma sát không có mặt để chuyển hóa năng lượng cơ thành nhiệt. 
 Bây giờ hãy xét dao động tử điện, đối tượng tương tự của vị trí là điện tích. Việc 
kéo vật nặng ra khỏi trạng thái cân bằng giống như việc tích điện +q và –q ở hai bản của tụ 
điện. Vì điện trở có xu hướng chống lại dòng điện tích, nên chúng ta có thể tượng tượng 
không có mặt ma sát, thì điện tích sẽ chạy tức thời qua cuộn cảm (thật ra nó chỉ là một mẫu 
dây dẫn), và tụ điện sẽ phóng điện tức thời. Tuy nhiên, một sự phóng điện tức thời như thế 
là không thể, vì nó yêu cầu một dòng điện vô hạn cho sự phóng điện tức thời. Dòng điện 
vô hạn sẽ tạo ra từ trường vô hạn xung quanh cuộn cảm, và trường này sẽ có năng lượng 
vô hạn. Thay vì vậy, tốc độ chạy của dòng điện được điều khiển ở mỗi thời điểm bởi mối 
quan hệ giữa lượng năng lượng dự trữ trong từ trường và lượng dòng điện phải tồn tại để 
có từ trường mạnh đó. Sau khi tụ điện đạt tới q = 0, nó vượt quá khỏi giá trị đó. Mạch điện 
có loại “quán tính” điện riêng của nó, vì nếu điện tích ngừng chạy, thì phải có dòng điện 
bằng không qua cuộn cảm. Nhưng dòng điện trong cuộn cảm phải liên hệ với lượng năng 
lượng dự trữ trong từ trường riêng của nó. Khi tụ điện ở trạng thái q = 0, toàn bộ năng 
lượng điện là ở trong cuộn cảm, cho nên nó phải có từ trường mạnh ở xung quanh nó và có 
một chút dòng điện chạy qua nó. 
 Điều duy nhất có thể trông hoang mang ở đây là chúng ta thường nói dòng điện 
trong cuộn cảm gây ra từ trường, nhưng bây giờ nghe có vẻ như từ trường gây ra dòng 
điện. Thật ra đây là triệu chứng của bản chất khó hiểu của nhân và quả trong vật lí học. 
Thật không kém phần hợp lí khi nghĩ tới mối quan hệ nhân quả theo kiểu như thế này. Tuy 
nhiên, điều này trông có vẻ không thỏa ý, và chẳng hạn không thật sự trả lời được câu hỏi 
đâu là nguyên nhân gây ra sự chênh lệch điện thế giữa hai đầu điện trở (trong trường hợp 
điện trở là hữu hạn); phải có sự chênh lệch điện thế như thế, vì nếu không có, định luật 
Ohm sẽ tiên đoán dòng điện bằng không chạy qua điện trở. 
 Như vậy, điện thế là cái thật sự còn thiếu trong câu chuyện của chúng ta từ trước 
đến giờ. 
 Hãy bắt đầu nghiên cứu hiệu điện thế hai đầu một tụ điện. Điện thế là thế năng điện 
trên đơn vị điện tích, cho nên hiệu điện thế giữa hai bản tụ liên hệ với lượng năng lượng 
của nó sẽ tăng lên nếu chúng ta tăng giá trị tuyệt đối của điện tích trên các bản tụ từ q lên q 
+ q: 
VC  q q qE E / q   
21
2
CE
q
q
q C
q
C



  
  
  

 Nhiều sách sử dụng phương trình này làm định nghĩa của điện dung. Nhân thể, 
phương trình này có khả năng giải thích nguyên nhân lịch sử vì sao C được định nghĩa sao 
cho năng lượng tỉ lệ nghịch với C đối với một giá trị cho trước của C: người đưa ra định 
nghĩa nghĩ tới tụ điện là một dụng cụ tích điện chứ không phải tích năng lượng, và lượng 
điện tích dự trữ đối với một hiệu điện thế ổn định (“sức chứa” điện tích) thì tỉ lệ với C. 
© hiepkhachquay | Bài giảng Điện học 139 
l/ Cuộn cảm giải phóng năng lượng và đưa nó vào hộp đen 
 Trong trường hợp cuộn cảm, chúng ta biết nếu có một dòng điện không đổi, ổn 
định chạy qua nó, thì từ trường là không đổi,và nó là lượng năng lượng dự trữ; không có 
trao đổi năng lượng giữa cuộn cảm và bất kì thành phần nào khác của mạch điện. Nhưng 
nếu dòng điện biến thiên thì sao ? Từ trường tỉ lệ với dòng điện, nên sự thay đổi ở đối 
tượng này cũng là sự thay đổi ở đối tượng kia. Để cụ thể, hãy tưởng tượng là từ trường và 
dòng điện đều đang giảm. Năng lượng dự trữ trong từ trường do đó sẽ giảm, và theo sự bảo 
toàn năng lượng, năng lượng này không thể nào biến mất – một số thành phần khác của 
mạch điện phải nhận năng lượng từ cuộn cảm. Ví dụ đơn giản nhất, biểu diễn trong hình l, 
là loạt mạch điện chứa một cuộn cảm và một thành phần mạch điện khác. Không quan 
trọng thành phần mạch điện kia là cái gì, nên chúng ta chỉ gọi nó là một hộp đen, nhưng 
nếu thích bạn có thể nghĩ nó là một điện trở, trong trường hợp đó năng lượng mất đi ở cuộn 
cảm đang bị điện trở chuyển hóa thành nhiệt. Quy luật mối nối cho chúng ta biết rằng cả 
hai thành phần mạch điện trên có cùng dòng điện chạy qua chúng, nên I có thể là kí hiệu 
cho một trong hai dòng điện, và tương tự như vậy, định luật vòng kín cho chúng ta biết 
Vcuộn cảm + Vhộp đen = 0, nên hai độ giảm thế phải có cùng một giá trị tuyệt đối, chúng ta có 
thể kí hiệu nó là V. Cho dù hộp đen là cái gì đi nữa thì tốc độ mà nó nhận năng lượng từ 
cuộn cảm được cho bởi |P| = |IV|,vì thế 
21
2
LE IIV LI LI
t t t
   
   
   
Hay 
I
V L
t



trong nhiều sách giáo khoa, đây là định nghĩa của độ tự cảm. Chiều của độ giảm thế (dấu 
cộng hay trừ) sao cho cuộn cảm chống lại sự thay đổi dòng điện. 
 Có một thứ rất thú vị với kết quả này. Giả sử, để cụ thể, hộp đen trong hình l là một 
điện trở, và năng lượng của cuộn cảm đang giảm, và đang chuyển hóa thành nhiệt trong 
điện trở. Độ giảm thế qua điện trở cho biết có một điện trường bên trong nó, điện trường 
đó chi phối dòng điện. Nhưng điện trường này từ đâu mà có ? Không có điện tích nào ở 
đâu đây để có thể tạo ra nó! Cái chúng ta vừa phát hiện là một trường hợp đặc biệt của một 
nguyên lí tổng quát hơn, đó là nguyên lí cảm ứng: một từ trường biến thiên tạo ra một điện 
trường, ngoài điện trường do các điện tích tạo ra. (Điều ngược lại cũng đúng: bất kì điện 
trường nào biến thiên theo thời gian cũng tạo ra một từ trường) Sự cảm ứng hình thành nên 
cơ sở cho các công nghệ như máy phát điện và máy biến thế, và cuối cùng nó dẫn tới sự 
tồn tại của ánh sáng, đó là một dạng sóng trong điện trường và từ trường. Đây là các chủ 
đề của chương 6, nhưng điều thật sự đáng lưu ý là chúng ta có thể đi tới kết luận này mà 
không cần biết chi tiết về từ học. 
 Tranh hoạt hình trong hình m so sánh điện trường do điện tích gây ra, 1, với điện 
trường do từ trường biến thiên gây ra, 2-3. Trong hình m/1, hai nhà vật lí ở trong căn 
phòng có trần tích điện dương và sàn tích điện âm. Nhà vật lí ở phía dưới ném một quả 
© hiepkhachquay | Bài giảng Điện học 140 
bóng bowling tích điện dương vào ống dẫn uốn cong. Nhà vật lí ở phía trên sử dụng một 
súng radar để đo tốc độ của quả bóng khi nó đi ra khỏi ống. Họ nhận thấy quả bóng bị 
chậm lại vào lúc nó đi lên tới trên cùng. Bằng cách đo sự biến đổi động năng của quả bóng, 
hai nhà vật lí đóng vai trò giống hệt như một volt kế. Họ kết luận rằng phía trên của ống ở 
điện thế cao hơn phía dưới của ống. Sự chênh lệch điện thế xác nhận một điện trường, và 
trường này rõ ràng gây ra bởi các điện tích ở sàn và trần nhà. 
 Trong hình m/2, không có điện tích nào ở trong phòng, ngoại trừ quả bóng bowling 
tích điện. Các điện tích chuyển động gây ra từ trường, nên có một từ trường xung quanh 
ống xoắn ốc trong khi quả bóng chuyển động trong nó. Một từ trường được tạo ra nơi trước 
đó không có gì, và trường đó có năng lượng. Năng lượng đó do đâu mà có ? Nó chỉ có thể 
đến từ chính quả bóng, cho nên quả bóng phải mất động năng của nó. Hai nhà vật lí làm 
việc với nhau một lần nữa đóng vai trò như một volt kế, và một lần nữa họ kết luận rằng có 
một sự chênh lệch điện thế giữa phần trên và phần dưới của ống. Hiệu điện thế này xác 
nhận một điện trường, nhưng điện trường không thể do một điện tích nào tạo ra, vì không 
có điện tích nào có mặt trong phòng cả. Điện trường này được tạo ra bởi sự thay đổi từ 
trường. 
m/ Điện trường do điện tích gây ra, 1, và do từ trường biến thiên gây ra, 2 và 3 
 Nhà vật lí ở phía dưới tiếp tục ném các quả bóng vào trong ống, cho đến khi ống 
chứa đầy các quả bóng, m/3, và cuối cùng một dòng điện ổn định được thiết lập. Trong khi 
ống chứa đầy các quả bóng, năng lượng trong từ trường tăng lên đều đặn, và năng lượng 
đó lấy từ động năng của các quả bóng. Nhưng một khi dòng điện ổn định được thiết lập, thì 
năng lượng trong từ trường không còn biến thiên nữa. Các quả bóng không còn phải cung 
cấp năng lượng để tích lũy trường, và nhà vật lí ở phía trên nhận thấy các quả bóng đang đi 
ra khỏi ống ở tốc độ trọn vẹn trở lại. Không còn có sự chênh lệch điện thế nữa. Mặc dù có 
một dòng điện, I / t  bằng không. 
Câu hỏi thảo luận 
A. Điều gì xảy ra khi nhà vật lí ở phía dưới trong hình m/3 bắt đầu mệt mỏi, và làm giảm dòng điện? 
A. 4 Sự tắt dần 
 Cho tới lúc này, tôi chỉ mới “khều nhẹ” thực tế là bằng cách thay đổi các đặc trưng 
của một dao động tử, người ta có thể tạo ra hành vi không dao động. Ví dụ, tưởng tượng 
lấy một hệ vật nặng trên lò xo và làm cho lò xo càng lúc càng yếu đi. Trong giới hạn k nhỏ, 
cứ như thể là không có lò xo gì cả, và hành vi của hệ là nếu bạn kích vật nặng thì nó bắt 
đầu chuyển động chậm dần. Trong trường hợp ma sát tỉ lệ với v, như chúng ta giả định, kết 
quả là vận tốc tiến tới không, nhưng không bao giờ thật sự đạt tới không. Điều này không 
chân thật đối với một dao động tử cơ học, nó sẽ không có ma sát biến mất ở những vận tốc 
nhỏ, nhưng nó khá thực tế trong trường hợp mạch điện, trong đó sự giảm thế qua điện trở 
thật sự đạt tới không khi dòng điện đạt tới không. 
© hiepkhachquay | Bài giảng Điện học 141 
 Các mạch điện có thể biểu hiện mọi hành vi tương tự. Để cho đơn giản, chúng ta sẽ 
chỉ phân tích trường hợp mạch LRC có L = 0 hoặc C = 0. 
Mạch RC 
 Trước tiên, chúng ta phân tích mạch RC, n. Trong thực tế, người ta sẽ phải “kích” 
mạch điện, ví dụ bằng cách chèn vào một cái pin trong thời gian ngắn, để có được hành vi 
hấp dẫn. Chúng ta bắt đầu với định luật Ohm và phương trình cho hiệu điện thế hai đầu 
một tụ điện 
VR = IR 
VC = q/C 
Định luật vòng kín cho ta 
VR + VC = 0 
và kết hợp ba phương trình trên cho ta mối quan hệ giữa q và I: 
1
I q
RC
  
 Dấu trừ cho chúng ta biết rằng dòng điện có xu hướng làm giảm điện tích trên tụ 
điện, tức là làm cho nó phóng điện. Cần nhớ rằng cường độ dòng điện tỉ lệ với q: nếu q 
lớn, thì lực hút giữa các điện tích +q và –q trên hai bản tụ lớn, và điện tích sẽ chạy nhanh 
hơn qua điện trở để hợp nhất. Nếu có điện tích bằng không trên các bản tụ, thì không có 
nguyên do gì để cho dòng điện chạy. Vì ampe, đơn vị của dòng điện, tương đương với 
coulomb trên giây, nên hình như đại lượng RC phải có đơn vị là giây, và bạn có thể tự 
kiểm tra điều này là đúng. RC vì thế là hằng số thời gian của mạch điện. 
I và q thay đổi chính xác theo thời gian như thế nào ? Viết lại I dưới dạng q / t  , 
chúng ta có 
1q
q
t RC

 

 Phương trình này mô tả một hàm q(t) luôn luôn giảm theo thời gian, và tốc độ giảm 
của nó lúc đầu là lớn, khi q lớn, nhưng càng lúc càng nhỏ khi q tiến tới không. Là một thí 
dụ của loại hành vi toán học này, chúng ta có thể tưởng tượng một người đàn ông có 1024 
cây cần sa trong sân sau nhà ông ta, và quyết tâm nhổ phân nửa trong số chúng mỗi ngày. 
Vào ngày thứ nhất, ông ta nhổ phân nửa, và còn lại 512 cây. Ngày tiếp theo, ông ta nhổ 
phân nửa số cây còn lại, để lại 256 cây. Số cây còn lại tiếp tục giảm theo hàm mũ: 128, 64, 
32, 16, 8, 4, 2, 1. Trở lại ví dụ điện của chúng ta, hàm q(t) hình như cần một lũy thừa, lũy 
thừa đó chúng ta có thể viết dưới dạng aebt, trong đó e = 2,718 là cơ số logarith tự nhiên. 
Chúng ta có thể viết nó với cơ số 2, như trong câu chuyện cây cần sa, thay cho cơ số e, 
nhưng cơ sở toán học ở phần sau hóa ra đơn giản hơn nếu chúng ta sử dụng e. Không thể 
đưa một số có đơn vị vào hàm làm số mũ, nên bt không có đơn vị, và b do đó phải có đơn 
vị là nghịch đảo của giây. Số b xác định mức độ nhanh của sự tắt dần theo hàm mũ. Các 
thông số vật lí duy nhất của mạch điện mà b có khả năng phụ thuộc vào đó là R và C, và 
cách duy nhất là đặt các đơn vị ohm và farad với nhau để cho đơn vị nghịch đảo của giây 
bằng cách tính 1/RC. Như vậy, thật ra chúng ta có thể sử dụng 7/RC, hay 3/RC, hay bất 
cứ con số không có đơn vị nào chia cho RC, nhưng đây là nơi việc sử dụng cơ số e thành ra 
có lợi: đối với cơ số e, thì hằng số không có đơn vị hóa ra đúng bằng 1. Như vậy, đáp số 
của chúng ta là 
© hiepkhachquay | Bài giảng Điện học 142 
0
t
q q exp
RC
 
  
 
 Con số RC, với đơn vị là giây, được gọi là hằng số thời gian RC của mạch điện, và 
nó cho chúng ta biết chúng ta phải chờ bao lâu nếu chúng ta muốn thấy điện tích giảm đi 
1/e. 
o/ Trong khoảng thời gian RC, điện tích trên tụ điện giảm đi e lần. 
Mạch RL 
 Mạch RL, p, có thể khảo sát với phương pháp tương tự, và người ta có thể dễ dàng 
chỉ ra rằng nó cho ta 
0
R
I I exp t
L
 
  
 
Hằng số thời gian RL bằng L/R. 
p/ Mạch RL 
Ví dụ 6. Mối nguy hiểm của solenoid; ổ cắm xẹt điện 
Khi chúng ta đột ngột phá vỡ một mạch RL, điều gì sẽ xảy ra ? Có thể hình như là chúng ta đối mặt 
với một nghịch lí, vì chúng ta chỉ có hai dạng năng lượng, năng lượng từ và nhiệt, và nếu dòng điện 
giảm đột ngột, thì từ trường phải co lại đột ngột. Nhưng năng lượng từ trường bị mất sẽ đi đâu ? Nó 
không thể chuyển hóa thành nhiệt cản trở của điện trở, vì mạch điện bây giờ đã bị hở, và dòng điện 
không thể chạy! 
Cách thoát ra khỏi câu đố này là nhận ra rằng khe hở trong mạch điện có một điện trở lớn, nhưng 
không vô hạn. Điện trở lớn này làm cho hằng số thời gian RL L/R rất nhỏ. Như vậy, dòng điện tiếp 
tục chạy trong một thời gian rất ngắn và chạy thẳng qua khe không khí nơi mạch điện bị hở. Nói 
cách khác, có một tia lửa điện! 
Chúng ta có thể xác định dựa trên vài cách lí giải khác nhau rằng độ giảm thế từ đầu này của tia lửa 
điện đến đầu kia phải rất lớn. Trước hết, điện trở của không khí lớn, cho nên 
V = IR cần một điện thế lớn. Chúng ta cũng có thể giải thích rằng tất cả năng lượng trong từ trường 
bị tiêu hao trong một thời gian ngắn, nên công suất tiêu hao ở tia lửa điện, P = IV là lớn, và điều này 
cần giá trị lớn của V. (I không lớn – nó đang giảm từ giá trị ban đầu của nó) Nhưng cách thứ ba đi 
tới cùng một kết quả là xét phương trình VL = I/t: vì hằng số thời gian ngắn, cho nên đạo hàm 
thời gian I/t lớn. 
Đây đúng là cách thức bộ đánh lửa xe hơi hoạt động. Một ứng dụng khác là an toàn điện: có thể thật 
nguy hiểm khi phá vỡ một mạch cảm kháng đột ngột, vì quá nhiều năng lượng được giải phóng 
© hiepkhachquay | Bài giảng Điện học 143 
trong một thời gian ngắn. Cũng chẳng ai hoan nghênh tia lửa điện phóng qua khe không khí; nó thể 
đi qua người của bạn, vì cơ thể bạn có điện trở thấp hơn. 
Câu hỏi thảo luận 
A. Một con chuột cắn mòn mất một trong các dây dẫn của hệ thống thắp sáng DC ở sân trước nhà 
bạn, và bóng đèn bị tắt. Ngay lúc khi mạch điện trở nên bị hở, chúng ta có thể xem hai đầu trần của 
dây dẫn giống như hai bản của một tụ điện, với một khe không khí (hay khe chuột) ở giữa chúng. Ở 
đây chúng ta đang nói tới loại giá trị điện dung nào ? Giá trị đó có cho bạn biết gì về hằng số thời 
gian RC hay không ? 
A. 5 Trở kháng 
 Từ trước đến đây, chúng ta đã nghĩ về các dao động tự do của một mạch điện. Đây 
giống như một dao động tử cơ học đã được kích thích nhưng sau đó để cho nó tự dao động 
theo cách riêng của nó mà không có bất kì ngoại lực nào giữ cho dao động không bị tắt 
dần. Giả sử một mạch LRC được điều khiển bởi một điện thế biến thiên dạng sin, ví dụ 
như điều xảy ra khi một bộ chỉnh radio xoay với một ănten thu. Chúng ta biết rằng dòng 
điện sẽ chạy trong mạch điện, và chúng ta biết rằng sẽ có một hành vi cộng hưởng, nhưng 
không nhất thiết đơn giản là liên hệ dòng điện với điện thế như trong trường hợp tổng quát 
nhất. Hãy bắt đầu với những trường hợp đặc biệt của mạch LRC gồm chỉ một điện trở, chỉ 
một điện dung và chỉ một độ tự cảm. Chúng ta chỉ quan tâm tới sự hưởng ứng trạng thái 
bền. 
 Trường hợp điện trở thuần thật dễ. Định luật Ohm cho ta 
V
I
R
 
 Trong trường hợp thuần điện dung, mối quan hệ V = q/C cho ta tính được 
q V
I C
t t
 
 
 
q/ Trong một tụ điện, dòng điện sớm pha 90o so với điện thế 
 Nếu hiệu điện thế biến thiên, chẳng hạn    
~
V t V sin t , thì dòng điện sẽ là 
   
~
I t CV cos t  , nên dòng điện cực đại là 
~ ~
I CV . Bằng cách lấy tương tự với định 
luật Ohm, chúng ta có thể viết 
~
~
C
V
I
Z
 
© hiepkhachquay | Bài giảng Điện học 144 
Trong đó đại lượng 
1
CZ
C
 [trở kháng của tụ điện] 
có đơn vị ohm, được gọi là trở kháng của tụ điện ở tần số này. Lưu ý là chỉ có cực đại dòng 
điện, 
~
I , tỉ lệ với cực đại hiệu điện thế, 
~
V , nên tụ điện không hành xử giống như một điện 
trở. Cực đại của V và I xảy ra tại các thời điểm khác nhau, như biểu diễn trên hình q. Cần 
chú ý rằng trở kháng trở nên vô hạn ở tần số bằng không. Tần số bằng không có nghĩa là 
cần một thời gian vô hạn trước khi hiệu điện thể biến thiên một lượng bất kì nào đó. Nói 
cách khác, đây giống như tình huống trong đó tụ điện được nối qua hai cực của một cái pin 
và được phép ổn định ở một trạng thái trong đó có điện tích không đổi ở cả hai cực. Vì 
điện trường giữa hai bản là không đổi, nên không có năng lượng nào được thêm vào hay 
lấy ra khỏi trường. Một tụ điện không thể trao đổi năng lượng với bất kì thành phần mạch 
điện nào khác không gì hơn là một mạch điện hở. 
 Tại sao tụ điện không có trở kháng của nó in trên nhãn cùng với điện dung của nó ? 
 Tính toán tương tự cho ta 
ZL = L [ trở kháng của cuộn cảm] 
đối với một cuộn cảm. Cần lưu ý rằng cuộn cảm có trở kháng thấp hơn ở tần số thấp hơn, 
vì ở tần số bằng không, không có sự biến thiên nào ở từ trường theo thời gian. Không có 
năng lượng thêm vào hay giải phóng từ từ trường, cho nên không có hiệu ứng cảm ứng, và 
cuộn cảm đóng vai trò như một mẫu dây dẫn có điện trở không đáng kể Thuật ngữ “kháng” 
dùng cho cuộn cảm ám chỉ khả năng của nó “kháng lại” các tần số cao. 
r/ Dòng điện chạy qua cuộn cảm chậm pha 90o so với hiệu điện thế 
 Mối quan hệ pha biểu diễn trên hình q và r có thể ghi nhớ bằng cách nhớ riêng của 
tôi, “eVIL”, nghĩa là hiệu điện thế (V) đi trước dòng điện (I) trong mạch tự cảm, còn điều 
ngược lại đúng trong mạch điện dung. Cách nhớ thông dụng hơn là “ELI là ICE”, trong đó 
sử dụng kí hiệu E cho suất điện động, một khái niệm quan hệ gần gũi với hiệu điện thế. 
 Những nội dung chính cần thận trọng với trở kháng là (1) khái niệm chỉ áp dụng 
cho mạch điện điều khiển dưới dạng sin, (2) trở kháng của cuộn cảm hay tụ điện phụ thuộc 
vào tần số và, (3) các trở kháng mắc song song hay nối tiếp không kết hợp theo các quy 
luật như ghép điện trở. Tuy nhiên, người ta có thể khắc phục hạn chế này. 
© hiepkhachquay | Bài giảng Điện học 145 
Bài tập 
1. Nếu một bộ dò radio FM gồm một mạch LRC chứa một cuộn cảm 1 H, thì 
ngưỡng điện dung mà tụ xoay có thể cung cấp sẽ là bao nhiêu ? 
2. (a) Chứng minh rằng phương trình LV L I / t   có đơn vị phù hợp. 
(b) Xác nhận RC có đơn vị thời gian. 
(c) Xác nhận L/R có đơn vị thời gian. 
3. Tìm năng lượng dự trữ trong một tụ điện theo điện dung của nó và hiệu điện thế 
hai đầu của nó. 
4. Tìm độ tự cảm của hai cuộn cảm giống hệt nhau mắc song song. 
5. Bản thân dây dẫn trong một mạch điện có thể có điện trở, độ tự cảm và điện 
dung. Độ tự cảm và điện dung “tản lạc” sẽ quan trọng nhất đối với các mạch điện tần số 
cao hay tần số thấp ? Để cho đơn giản, giả sử dây dẫn tác dụng giống như chúng mắc nối 
tiếp với một cuộn cảm hoặc một tụ điện. 
6. (a) Tìm điện dung của hai tụ điện giống hệt nhau mắc nối tiếp. 
(b) Dựa trên kết quả a, bạn sẽ mong đợi điện dung của một tụ bản song song phụ 
thuộc như thế nào vào khoảng cách giữa hai bản ? 
7. Tìm điện dung của bề mặt trái đất, giả sử có một “bản” cầu bên ngoài ở vô cùng 
(Trong thực tế, bản bên ngoài này chỉ miêu tả một bộ phận xa trong chừng mực nào đó của 
vũ trụ mà chúng ta mang một số điện tích khỏi đó để tích điện cho trái đất) 
8. Bắt đầu từ quan hệ V L I / t   cho hiệu điện thế hai đầu một cuộn cảm, hãy 
chỉ ra rằng cuộn cảm có trở kháng bằng L. 
An Minh, Xuân Mậu Tý 2008 
02/02/2008, 17:15:04 

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_dien_hoc_phan_2.pdf