Chuyên đề Vật lí 12 KNTT Bài 1. Đặc trưng của dòng điện xoay chiều có đáp án

Dòng điện xoay chiều có cường độ biến thiên tuần hoàn với thời gian theo quy luật của hàm số sin hoặc cosin với dạng \[i = {I_0}\cos (\omega t + \varphi )\].

Sử dụng đồng hồ vạn năng có nút đo điện áp, đo tần số.

* Mục đích:

Đo được tần số và điện áp xoay chiều bằng dụng cụ thực hành.

* Dụng cụ:

- Biến áp nguồn có điện áp đầu ra xoay chiều và có thể thay đổi được (1).

- Đồng hồ đo điện đa năng hiện số có chức năng đo lần số (2).

- Que đo đồng hồ đa năng (3).

* Tiến hành thí nghiệm

Bước 1: Cắm biến áp nguồn vào ổ điện 220 V - 50 Hz. Bật công tắc cho biến áp hoạt động. Vặn núm xoay phía trước để điều chỉnh điện áp đầu ra xoay chiều.

Bước 2: Ấn nút ON/OFF để đồng hồ đo điện đa năng hoạt động, vặn núm xoay để điều chỉnh chế độ đo điện áp xoay chiều.

Bước 3: Cắm hai dây nối của que đo vào đồng hồ đo điện đa năng.

Bước 4: Cắm hai đầu kim nhọn của hai dây nối vào hai lỗ cắm đầu ra của biến áp nguồn. Quan sát số chỉ điện áp hiệu dụng và tần số trên mặt đồng hồ đo. Khi các số chỉ ổn định, ghi lại hai giá trị này vào vở theo mẫu Bảng 1.1. Rút hai đầu kim nhọn ra khỏi biến áp nguồn.

Bước 5: Lặp lại bước 4 hai lần.

Bước 6: Tắt biến áp nguồn và rút phích cắm khỏi ổ điện. Tắt đồng hồ đo.

- Xác định độ chia nhỏ nhất của phép đo tấn 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.

- Tìm hiểu các dụng cụ thực hành (chức năng đo tần số của đồng hồ đo điện đa năng).

- Bộ đếm tần số: Nó đo tần số tín hiệu AC. Nó có thể được sử dụng để đo tần số khi xử lý sự cố thiết bị điện, điện tử.

- Chế độ ghi Min/Max: Giúp người dùng có thể ghi chép các phép đo tần số đã thực hiện trong khoảng thời gian cụ thể. Chế độ này cũng có trong các phép đo điện áp, điện trở hay dòng điện.

- Chế độ tự động: Nhiều thiết bị đồng hồ vạn năng cao cấp như Pro’skit MT-1232 có khả năng tự động chọn dải đo tần số. Trong trường hợp tần số điện áp nằm ngoài phạm vi đo của tần số, thiết bị đo điện sẽ không thể mang đến kết quả chính xác.

Chức năng đo tần số thường gặp trên đồng hồ vạn năng điện tử.

- Vẽ sơ đồ mạch điện đo tần số dòng điện xoay chiều.

Học sinh tự vẽ sơ đồ dựa vào các bước đo ở hoạt động 2 trên.

Thực hiện các yêu cầu sau:

1. Tần số dòng điện đo được ở các giá trị điện áp đầu ra gần bằng nhau. Điện áp không phụ thuộc vào tần số.

2. Giá trị trung bình của tần số đo được: $\overline{f}=\frac{\mathrm{49,86}+\mathrm{49,85}+\mathrm{49,86}}{3}\approx \mathrm{49,857}Hz$ 

Thực hiện các yêu cầu sau:

1. Giá trị điện áp đo được giữa hai đầu điện trở đo được là giá trị hiệu dụng của điện áp xoay chiều.

2. Giá trị điện áp đo được giữa hai đầu điện trở gần bằng nhau khi thay đổi tần số của dòng điện. Chứng tỏ giá trị điện áp không phụ thuộc vào tần số.

3. Giá trị trung bình của điện áp đo được giữa hai đầu của điện trở.$\overline{U}=\frac{\mathrm{5,3}+\mathrm{5,2}+\mathrm{5,4}}{3}=\mathrm{5,3}V$