Tần số của dòng điện 1 chiều là bao nhiêu năm 2024

Tần số có ý nghĩa gì đối với điện năng? Giới thiệu cơ bản về tần số, các yếu tố khu vực và phương pháp đo lường

Tổng quan

Vì các hiện tượng như điện và các đặc tính như điện áp là vô hình, nên nhiều người cảm thấy khó khăn và bực bội. Tuy nhiên, mặc dù đúng là không thể nhìn thấy chúng, nhưng trên thực tế chúng không khó hiểu như vậy. Trang này cung cấp phần giới thiệu dễ hiểu về các khái niệm cơ bản của tần số trong bối cảnh điện và điện áp, sự khác biệt giữa các vùng về tần số, các phương pháp đo tần số và các chủ đề liên quan.

Tần số có nghĩa là số lượng sóng trong một giây.

Tần số đề cập đến số lần dòng điện xoay chiều (AC) chuyển đổi giữa dương và âm trong 1 giây. Việc chuyển đổi này không xảy ra trong dòng điện một chiều (DC). Đơn vị tần số là hertz (Hz). Ví dụ: nếu một dòng điện thay đổi giữa dương và âm 60 lần một giây, chúng tôi nói rằng nó có tần số 60 Hz.

  • Tần số của dòng điện 1 chiều là bao nhiêu năm 2024

Khoảng thời gian để điện áp của dòng điện xoay chiều bắt đầu từ 0 (không), thay đổi từ dương sang âm, rồi trở về 0 (không) (tức là lượng thời gian cần thiết để hoàn thành một chu kỳ) được gọi là chu kỳ và tần số là số nghịch đảo của chu kỳ. Tần số cao có nghĩa là nhiều sóng hơn mỗi giây và thời gian ngắn hơn, trong khi tần số thấp có nghĩa là ít sóng hơn mỗi giây và thời gian dài hơn.

  • Tần số của dòng điện 1 chiều là bao nhiêu năm 2024

Tần suất thay đổi theo quốc gia

Tần số thay đổi theo khu vực: 60 Hz ở Mỹ, 50 Hz ở Anh và Đức, và 60 Hz ở Hàn Quốc. Trong hầu hết các trường hợp, mỗi quốc gia sử dụng một tần số duy nhất. Một ngoại lệ đối với quy tắc này là Nhật Bản, nơi hai nửa phía đông và phía tây của đất nước sử dụng các tần số riêng biệt (50 Hz ở phía đông và 60 Hz ở phía tây). Việc một quốc gia sử dụng nhiều tần số là điều cực kỳ bất thường.

Trong quá khứ, máy móc được sử dụng ở Nhật Bản bị giới hạn bởi tần suất

Khi di chuyển giữa các vùng có tần số khác nhau ở Nhật Bản, chẳng hạn như từ miền đông Nhật Bản sang miền tây Nhật Bản, bạn phải kiểm tra xem bạn có thể sử dụng các thiết bị gia dụng dòng điện trong ngôi nhà mới của mình hay không. Trong một số trường hợp, bạn có thể phải mua tất cả các thiết bị mới khi chuyển nhà.

Tuy nhiên, trong những năm gần đây, ngày càng có nhiều sản phẩm có thể đáp ứng cả tần số 50 Hz và 60 Hz. Với ngày càng nhiều sản phẩm tích hợp bộ biến tần, có thể điều chỉnh tần số của động cơ khi cần thiết, sẽ có ít rủi ro hơn khi sử dụng sản phẩm ở khu vực có tần số khác sẽ gây ra sự suy giảm hiệu suất hoặc trục trặc.

Phương pháp đo tần số

Có thể sử dụng các dụng cụ như đồng hồ vạn năng kỹ thuật số có chức năng đo tần số (máy đếm tần số) để đo tần số. Chức năng này có thể khả dụng ngay cả trên các sản phẩm không phải là đồng hồ vạn năng kỹ thuật số cao cấp.

Các thiết bị này sử dụng cực kỳ đơn giản. Chuyển đồng hồ vạn năng kỹ thuật số, thường sẽ cung cấp nhiều chức năng, sang đo tần số (Hz). Sau đó, lắp các đầu dò màu đỏ và đen vào các cực âm và dương của đồng hồ vạn năng và đặt các đầu đo tiếp xúc với cả hai cực của mạch mà bạn muốn đo. Tần số trong phần mạch được đo sẽ được hiển thị trên màn hình LCD.

Tần số của dòng điện 1 chiều là bao nhiêu năm 2024

Khi thực hiện phép đo, đừng quên chuyển thiết bị sang chức năng đo tần số trước khi đặt các dây dẫn tiếp xúc với mạch mà bạn muốn đo. Việc chuyển đổi các chức năng trong khi dây dẫn tiếp xúc với mạch điện có thể làm hỏng đồng hồ vạn năng kỹ thuật số.

Bản tóm tắt

Tần số cho biết số sóng xuất hiện điện tích trong 1 giây. Trên toàn thế giới, mỗi quốc gia có một tần số xác định mà quốc gia đó sử dụng, ví dụ 50 Hz hoặc 60 Hz. Nhật Bản là một ngoại lệ hiếm hoi vì tần số nguồn điện của nó là 50 Hz hoặc 60 Hz tùy thuộc vào khu vực. Gần đây, ngày càng có nhiều sản phẩm, bao gồm một số sản phẩm có bộ biến tần, có thể đáp ứng cả hai tần số.

Dòng điện xoay chiều là một chủ đề thường gặp trong các kì thi THPT Quốc gia, vì vậy hôm nay Kiến Guru muốn chia sẻ đến các bạn một số công thức vật lý 12 siêu nhanh, dùng để áp dụng để giải các bài toán về mạch điện xoay chiều. Bài viết vừa tổng hợp kiến thức, đồng thời cũng đưa ra những ví dụ và lời giải cụ thể. Hy vọng đây sẽ là một tài liệu bổ ích giúp các bạn ôn tập và rèn luyện được tư duy giải đề. Cùng nhau khám phá bài viết nhé:

\>>> Lớp Tổng ôn và Luyện đề Tốt nghiệp THPT 2023 môn Vật lý thầy Ngọ

1. Các công thức cơ bản

- Tần số góc riêng:

Tần số của dòng điện 1 chiều là bao nhiêu năm 2024

- Chu kỳ dao động riêng:

Tần số của dòng điện 1 chiều là bao nhiêu năm 2024

- Tần số dao động riêng:

Tần số của dòng điện 1 chiều là bao nhiêu năm 2024

2. Trường hợp ghép thêm tụ điện

Mạch dao động

Tần số của dòng điện 1 chiều là bao nhiêu năm 2024
có chu kỳ T1, tần số . Mạch dao động
Tần số của dòng điện 1 chiều là bao nhiêu năm 2024
có chu kỳ T2, tần số f2

Trường hợp 1: C1 mắc nối tiếp với C2. Khi đó:

Tần số của dòng điện 1 chiều là bao nhiêu năm 2024

Trường hợp 2: C1 mắc song song với C2. Khi đó:

Tần số của dòng điện 1 chiều là bao nhiêu năm 2024

3. Trường hợp ghép thêm cuộn cảm

Mạch dao động L1C có chu kỳ T1, tần số f1 . Mạch dao động L2C có chu kỳ T2, tần số f2

Trường hợp 1: L1 nối tiếp L2:

Tần số của dòng điện 1 chiều là bao nhiêu năm 2024

Trường hợp 2: L1 song song với L2:

Tần số của dòng điện 1 chiều là bao nhiêu năm 2024

II. Ví dụ áp dụng một số công thức vật lý 12 siêu nhanh

Ví dụ 1: Trong 1 mạch dao động ta có một cuộn cảm có độ tự cảm L = 1mH và một tụ điện có điện dung C = 0,1μF. Tần số riêng của mạch giá trị là bao nhiêu Hz ?

A.1,6.104Hz

  1. 3,2.104Hz
  2. 1,6.104Hz
  3. 3,2.104Hz

Hướng dẫn giải

Áp dụng công thức tính tần số ta có:

Tần số của dòng điện 1 chiều là bao nhiêu năm 2024

Đáp án A.

Ví dụ 2: Trong 1 mạch dao động, khi mắc cuộn dây có L1, với tụ điện có C thì tần số dao động của mạch là f1 = 120kHz. Khi mắc cuộn dây có L2 với tụ điện có C thì tần số dao động của mạch là f2 = 160kHz. Khi mắc L1 nối tiếp L2 rồi mắc vào L thì tần số dao động của mạch sẽ có giá trị là ?

  1. 100 kHz
  2. 200 kHz
  3. 96 kHz
  4. 150 kHz

Hướng dẫn giải

Áp dụng công thức tính tần số của mạch khi 2 cuộn cảm mắc nối tiếp ta có:

Tần số của dòng điện 1 chiều là bao nhiêu năm 2024

Đáp án C.

III. Bài tập sử dụng một số công thức tính nhanh vật lý 12

Câu 1: Trong một mạch dao động LC có tụ điện là 5μF, cường độ tức thời của dòng điện là i = 0,05sin2000t(A). Độ tự cảm của tụ cuộn cảm là:

  1. 0,05H.
  2. 0,2H.
  3. 0,25H
  4. 0,15H

Hướng dẫn giải

Chọn A.

Ta có:

Tần số của dòng điện 1 chiều là bao nhiêu năm 2024

Câu 2: Một mạch dao động gồm một tụ điện có điện dung 0,1μF và một cuộn cảm có hệ số tự cảm 1mH. Tần số của dao động điện từ riêng trong mạch sẽ đạt giá trị là:

  1. 1,6.104Hz;
  2. 3,2.104Hz;
  3. 1,6.103Hz;
  4. 3,2.103Hz.

Hướng dẫn giải

Chọn C.

Từ công thức tính tần số:

Tần số của dòng điện 1 chiều là bao nhiêu năm 2024

Câu 3: Mạch dao động điện từ điều hoà LC gồm tụ điện C = 30nF và cuộn cảm L = 25mH. Nạp điện cho tụ điện đến hiệu điện thế 4,8V rồi cho tụ phóng điện qua cuộn cảm, cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là

  1. I = 3,72mA
  2. I = 4,28mA..
  3. I = 5,20mA.
  4. I = 6,34mA.

Hướng dẫn giải

Chọn A

Tần số của dòng điện 1 chiều là bao nhiêu năm 2024

Câu 4: Mạch dao động điện từ điều hoà LC có chu kỳ

  1. Phụ thuộc vào độ tự cảm L, không phụ thuộc vào điện dung C.
  2. Phụ thuộc vào điện dung C, không phụ thuộc vào độ tự cảm L.
  3. Phụ thuộc vào cả điện dung C và độ tự cảm L.
  4. Không phụ thuộc vào điện dung C và độ tự cảm L.

Hướng dẫn giải

Chọn C.

Chu kỳ dao động của mạch dao động LC là T = 2π√(LC) như vậy chu kỳ T phụ thuộc vào cả độ tự cảm L của cuộn cảm và điện dung C của tụ điện.

Câu 5: Mạch dao động điện từ điều hoà gồm cuộn cảm L và tụ điện C, khi tăng điện dung của tụ điện lên 4 lần thì chu kỳ dao động của mạch

  1. Tăng lên 4 lần.
  2. Tăng lên 2 lần.
  3. Giảm đi 4 lần.
  4. Giảm đi 2 lần.

Hướng dẫn giải

Chọn B.

Chu kỳ dao động của mạch dao động LC là T = 2π√(LC) khi tăng điện dung của tụ điện lên 4 lần thì chu kỳ dao động của mạch tăng lên 2 lần.

Câu 6: Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng đang thực hiện dao động điện từ tự do. Điện tích cực đại trên một bản tụ là 2.10-6 C, cường độ dòng điện cực đại trong mạch là 0,1 πA. Chu kì dao động điện từ tự do trong mạch có giá trị bằng :

  1. 10-6/3 s
  2. 10-3/3 s.
  3. 4.10-7s.
  4. 4.10-5s.

Hướng dẫn giải

Tần số của dòng điện 1 chiều là bao nhiêu năm 2024

Chọn D.

Câu 7: Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm 5 μH và tụ điện có điện dung 5 μF. Trong mạch có dao động điện từ tự do. Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp mà điện tích trên một bản tụ điện có độ lớn cực đại là

A.5π.10-6s.

  1. 2,5π.10-6s.
  2. 10π.10-6s.
  3. 10-6s.

Hướng dẫn giải

T = 2π√(LC) = 10π.10-6 s. Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp mà q = Q0 là:

Δt = T/2 = 5π.10-6 s.

Chọn A.

Trên đây là một số công thức vật lý 12 siêu nhanh về mạch điện xoay chiều mà Kiến Guru muốn chia sẻ tới các bạn. Hy vọng thông qua những ví dụ cũng như bài tập trắc nghiệm trên, các bạn sẽ tự ôn tập và rèn luyện tư duy giải bài cho bản thân mình. Để đạt kết quả tốt trong từng kì thi, việc ghi nhớ và áp dụng các công thức tính nhanh là vô cùng quan trọng, nó sẽ giúp các bạn tiết kiệm được rất nhiều thời gian đấy. Ngoài ra các bạn có thể tham khảo thêm các bài viết khác trên trang của Kiến Guru để cập nhật nhiều kiến thức hữu ích. Chúc các bạn may mắn.