Đọc Đồ Thị Tìm Điện Áp Hiệu Dụng Hai Đầu Đoạn Mạch (RLC Nối Tiếp)
Hướng dẫn đọc đồ thị điện áp tức thời để suy ra điện áp hiệu dụng toàn mạch, kèm ví dụ minh họa từng bước và câu hỏi thường gặp.
Tóm tắt: Khi biết đồ thị điện áp tức thời trên từng phần tử (cuộn dây L, tụ C), ta có thể suy ra độ lệch pha giữa các điện áp thành phần và từ đó tính được điện áp cực đại/hiệu dụng của toàn mạch RLC nối tiếp. Bài viết này hướng dẫn cách đọc đồ thị, suy luận pha bằng vòng tròn lượng giác, và áp dụng công thức để chọn đáp án chính xác.
Đọc Đồ Thị Tìm Điện Áp Hiệu Dụng Hai Đầu Đoạn Mạch (RLC Nối Tiếp)
Hướng dẫn đọc đồ thị điện áp tức thời để suy ra điện áp hiệu dụng toàn mạch, kèm ví dụ minh họa từng bước và câu hỏi thường gặp.
1) Kiến thức nền (nhắc nhanh)
- Mạch RLC nối tiếp: Điện áp tức thời toàn mạch u bằng tổng vectơ (giản đồ) của uR, uL, uC.
- Pha: Với dòng điện i làm chuẩn:
- uR cùng pha với i,
- uL sớm pha π/2 so với i,
- uC trễ pha π/2 so với i.
- Hiệu dụng – cực đại: U = U0/√2, với U0 là biên độ (cực đại).
- Góc lệch pha toàn mạch: tanφ = (XL − XC)/R, hỗ trợ kiểm tra suy luận từ đồ thị.
2) Quy trình 4 bước đọc đồ thị
- Xác định chu kì/thời điểm đặc biệt trên trục thời gian (các mốc a–b–c... cách đều → suy ra T, ω).
- So pha từ đồ thị: so sánh vị trí đỉnh/zero-crossing của uL và uC để nhận biết ai sớm/trễ.
- Dựng giản đồ vectơ (vòng tròn lượng giác): đặt i làm chuẩn, ghép uL, uC, uR đúng pha.
- Tổng hợp biên độ: dùng định lí cos trong giản đồ hoặc công thức quen thuộc để tìm U0, rồi suy ra U.
3) Ví dụ minh họa có lời giải
Đề: Ở mạch RLC nối tiếp, biết đồ thị điện áp tức thời trên cuộn dây uL(t) và trên tụ uC(t). Các mốc thời gian a–b–c–d–e cách đều. Hãy ước lượng điện áp hiệu dụng U của toàn mạch.
Lời giải tóm tắt (bấm để mở)
- Từ đồ thị suy ra chu kì T (vì a–b–c–d–e cách đều) và quan hệ pha giữa uL, uC.
- Dựng giản đồ: đặt i làm chuẩn; uL sớm, uC trễ π/2; uR cùng pha i.
- Cộng hình học: do uL và uC ngược pha 90° với i và đối pha nhau, nên biên độ phần phản kháng là |UL0 − UC0|.
- Tổng biên độ toàn mạch: U0 = √(UR02 + (UL0 − UC0)2) → U = U0/√2.
Mẹo ước lượng nhanh: quan sát “độ vọt” của đỉnh u so với uR trên giản đồ để chọn đáp án gần đúng nhất.
Lời giải chi tiết có hình minh hoạ và vòng tròn lượng giác bạn có thể tham khảo trong bài gốc trên blog (đã đính kèm hình).
4) 5 lỗi thường gặp & mẹo tránh sai
- Nhầm chu kì do đọc nhầm bề rộng a–e → luôn đếm số “ô” hoặc khoảng cách bằng nhau trước.
- Đổi chuẩn pha linh tinh → luôn lấy i làm chuẩn, sau đó gán pha uR, uL, uC theo quy tắc.
- Cộng đại số thay vì cộng vectơ → nhớ dùng định lí Pitago/cos khi tổng hợp biên độ.
- Quên đổi giữa cực đại và hiệu dụng → U = U0/√2.
- Bỏ qua kiểm chứng bằng tanφ → nhanh kiểm tra tính hợp lí kết quả.
5) Liên kết nội bộ (để luyện thêm)
6) FAQ – Câu hỏi thường gặp
Vì sao nhìn đồ thị uL, uC lại suy ra được U toàn mạch?
Vì U là tổng vectơ của các điện áp thành phần. Khi biết tương quan pha của uL và uC (đối pha nhau 180°), ta suy ra phần phản kháng và cộng hình học với thành phần ohmic uR.
Làm sao phát hiện nhanh mạch đang cảm kháng hay dung kháng?
Nếu đỉnh u “vọt” theo hướng của uL (sớm pha hơn), mạch thiên về cảm kháng (XL > XC); ngược lại là dung kháng.
Có công thức “chốt” nào để chọn đáp án nhanh?
Dựa vào U0 = √(UR02 + (UL0 − UC0)2) và U = U0/√2, rồi so sánh mức tăng/giảm tương đối với uR.
