luyện thi đh kit 1 (đặng việt hùng) - mạch điện xoay chiều rlc - p1 (tài liệu bài giảng)

Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng) Mch đin xoay chiu RLC (phn 1) Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Tng đài t vn: 1900 58-58-12 - Trang | 1 - I. MCH IN XOAY CHIU RLC NI TIP c đim:  in áp và tng tr ca mch       22 22 R L C o oR oL oC 2 2 LC U U U U U U U U Z R Z Z                 nh lut Ohm cho mch:         2 2 R L C Co RL 2 2 LC LC 2 2 oR oL oC o oR oL oC o 2 2 LC LC U U U UI UU U I Z R Z Z 2 R Z Z U U U U U U U I I 2 Z R Z Z R Z Z                            lch pha ca đin áp và cng đ dòng đin trong mch là , đc chi bi L C L C ui R U U Z Z tan ,    UR      - Khi U L > U C hay Z L > Z C thì u nhanh pha hn i góc . (Hình 1). Khi đó ta nói mch có tính cm kháng. - Khi U L < U C hay Z L < Z C thì u chm pha hn i góc . (Hình 2). Khi đó ta nói mch có tính dung kháng.  Gin đ véc t: (Hình 1) (Hình 2) Ví d 1: Cho mch đin RLC có     3 3 10 R 10 3, L (H), C (F). 10 2 t vào hai đu mch đin áp xoay chiu có giá tr hiu dng 120 V, tn s 50 Hz. a) Tính tng tr ca mch. b) Tính cng đ hiu dng ca dòng đin qua mch. c) in áp hiu dng trên tng phn t R, L, C. Hng dn gii: a) Tính tng tr ca mch Ta có Z L = L = 30 ; Z C = 20  Tng tr ca mch     2 2 22 LC Z R Z Z 10 3 10 20.      MCH IN XOAY CHIU RLC – PHN 1 (TÀI LIU BÀI GING) GIÁO VIÊN: NG VIT HÙNG ây là tài liu tóm lc các kin thc đi kèm theo bài ging “Mch đin xoay chiu RLC (phn 1)“ thuc khóa hc LTH KIT-1 : Môn Vt lí(Thy ng Vit Hùng) ti website Hocmai.vn.  có th nm vng kin thc phn “Mch đin xoay chiu RLC (phn 1)”, Bn cn kt hp theo dõi bài ging vi tài liu này. Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng) Mch đin xoay chiu RLC (phn 1) Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Tng đài t vn: 1900 58-58-12 - Trang | 2 - b) Cng đ hiu dng qua mch U 120 I 6A. Z 20    c) in áp hiu dng trên tng phn t là R LL CC U I.R 60 3V. U I.Z 180V. U I.Z 120V.         Ví d 2 : Cho mch đin RLC có     3 0,1 10 R 10, L (H), C (F).  2 in áp hai đu mch là      u 60 2cos 100t V. 3 Vit biu thc ca i, u R ; u L ; u C ; u RL Hng dn gii: ……………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………. Ví d 3 : Cho mch đin RLC có     3 0,1 10 R 10, L (H), C (F).  4 in áp hai đu t đin là     C 3 u 50 2cos 100t V. 4 Vit biu thc ca i, u R ; u L Hng dn gii: ……………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………. Ví d 4: Cho đon mch RLC gm R = 80 , L = 318 (mH), C = 79,5 (F). in áp gia hai đu đon mch có biu thc   u 120 2cos 100t V. a) Vit biu thc cng đ dòng đin chy trong mch và tính đin áp hiu dng gia hai đu mi dng c. b) Tính đin áp hiu dng gia hai đu R, hai đu L và hai đu C. c) Vit biu thc đin áp hai đu R, hai đu L, hai đu C. Hng dn gii: a) Ta có L C 6 Z L 100.0,318 100  100 11 Z 40 C 100.79,5.10               Tng tr ca mch là 2 2 2 2 LC Z R (Z Z ) 80 (100 40) 100.       Cng đ dòng đin ca mch : o U 100 I 1A I 2A. Z 100      Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng) Mch đin xoay chiu RLC (phn 1) Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Tng đài t vn: 1900 58-58-12 - Trang | 3 - Gi  là đ lch pha ca u và i, ta có LC ZZ 100 40 3 tan  0,64 rad. R 80 4        Mà u i i u       0,64rad.       Vy biu thc cng đ dòng đin trong mch là   i 2cos 100t 0,64 A. b) Theo a ta có I = 1 A, đin áp hiu dng gia hai đu mi phn t là R LL CC U I.R 80V. U I.Z 100V. U I.Z 40V.         c) Vit biu thc hai đu mi phn t R, L và C.  Biu thc đin áp gia hai đu R R oR U 80V U 80 2 V.   Do u R cùng pha vi i nên   R u i R   0,64rad u 80 2cos 100t 0,64 V.       Biu thc đin áp gia hai đu L L oL U 100V U 100 2V   Do u L nhanh pha hn i góc /2 nên LL u i u i        0,64 rad. 2 2 2        Biu thc đin áp hai đu L là L u 100 2cos 100 t 0,64 V. 2          Biu thc đin áp gia hai đu C C oC U 40 V U 40 2 V.   Do u C chm pha hn i góc /2 nên CC u i u i        0,64rad. 2 2 2          Biu thc đin áp hai đu t C là C  u 40 2cos 100t 0,64 V. 2       Ví d 5: Cho đon mch RLC gm     3 1 10 R 10 , L (H), C (F). 10 2 in áp hai đu cun cm có biu thc     L  u 20 2cos 100t V. 2 a) Vit biu thc cng đ dòng đin chy trong mch. b) Vit biu thc đin áp hai đu đon mch u, hai đu đin tr u R , hai đu t đin u C , u RL , u RC . Hng dn gii: a) T gi thit ta có   2 2 L L C C R 10 Z 10 Z R Z Z 10 2 Z 20              T đó ta đc oL o L U 20 2 I 2 2A Z 10    Do u l nhanh pha hn i góc /2 nên   LL u i i u      0 i 2 2 cos 100t A. 22         b) Vit biu thc u, u R , u C , u RL , u RC  Vit biu th ca u: + Ta có oo U I .Z 2 2.10 2 40V.   +  lch pha ca u và i: LC u i u i ZZ 10 20    tan 1      R 10 4 4 4                 Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng) Mch đin xoay chiu RLC (phn 1) Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Tng đài t vn: 1900 58-58-12 - Trang | 4 - T đó ta có biu thc ca đin áp hai đu mch  u 40cos 100t V. 4      Vit biu thc ca u R : + Ta có oR o U I .R 2 2.10 20 2V.   +  lch pha ca u R và i:   R u i R   0 u 20 2cos 100t V.     Vit biu thc ca u C : + Ta có oC o C U I .Z 2 2.20 40 2 V.   +  lch pha ca u C và i: C u i C      u 40 2cos 100t V. 2 2 2            Vit biu thc ca u RL : + Ta có 2 2 2 2 oRL o RL L U I .Z 2 2. R Z 2 2. 10 10 40V.      +  lch pha ca u RL và i: RL RL L RL RL u i u Z  tan 1     . R 4 4         T đó ta có RL  u 40cos 100t V. 4        Vit biu thc ca u RC : + Ta có 2 2 2 2 oRC o RC C U I .Z 2 2. R Z 2 2. 10 20 20 10V.      +  lch pha ca u RC và i: RL RL C RL RL u i u i Z 63 63 63 tan 2      . R 180 180 180                T đó ta có RL 63 u 20 10 cos 100t V. 180       Ví d 6: Cho đon mch RLC gm     3 3 10 R 40 , L (H), C (F). 10 7 in áp hai đu đon mch RL có biu thc    RL u 120cos 100t V. a) Vit biu thc cng đ dòng đin chy trong mch. b) Vit biu thc đin áp hai đu đon mch. Hng dn gii: a) T gi thit ta có   2 2 LC L 22 RL L C R 40  Z R Z Z 40 2 Z 30 Z R Z 50 Z 70                   T đó ta có oRL o RL U 120 I 2,4A. Z 50    Mt khác RL L RL RL u i i Z 3 37 37 37 tan     i 2,4cos 100t A. R 4 180 180 180                b)  lch pha ca u và i: LC u i u i ZZ 30 70   41 tan 1      R 40 4 4 90                 ng thi oo 41 U I .Z 2,4.40 2 96 2 V u 96 2 cos 100t V. 90          Ví d 7: Cho mch đin xoay chiu RLC vi R = 30 ;     3 L 10 C (F);u 120cos(100t)V; U 120V 9 Tìm giá tr ca L và vit biu thc cng đ dòng đin. Hng dn gii: Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng) Mch đin xoay chiu RLC (phn 1) Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Tng đài t vn: 1900 58-58-12 - Trang | 5 - ……………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………. II. CNG HNG IN TRONG MCH RLC NI TIP  Khái nim v cng hng đin Khi 2 LC 1 1 1 ZZ L   C LC LC        thì trong mch có xy ra hin tng cng hng đin.  c đim ca hin tng cng hng đin + Khi xy ra hin tng cng hng đin thì tng tr ca mch đt giá tr nh nht, Z min = R  cng đ hiu dng ca dòng đin đt giá tr cc đi vi max U I. R  + in áp gia hai đu đin tr R bng vi đin áp hai đu mch, U R = U. + Cng đ dòng đin trong mch cùng pha vi đin áp hai đu mch + Các đin áp gia hai đu tu đin và hai đu cun cm có cùng đ ln nhng ngc pha nên trit tiêu nhau. + iu kin cng hng đin 2 11  f  LC 1 LC 2 LC       Chú ý: Khi đang xy ra cng hng thì tng tr ca mch đt cc tiu, cng đ dòng đin đt cc đi. Nu ta tng hay gim tn s dòng đin thì tng tr ca mch s tng, đng thi cng đ dòng đin s gim. Ví d 1. Mt đon mch ni tip gm mt đin tr R = 10 , cun dây thun L = 5 mH và t đin C = 5.10 –4 F. Hiu đin th  hai đu đon mch U = 220 V. a) Xác đnh tn s ca dòng đin đ có cng hng. b) Tính cng đ qua mch và các hiu đin th U L , U C khi có cng hng. Hng dn gii: a) LC 34 1 1 1 1 1 ZZ L  2f f 100 Hz. C LC LC 2 LC 2. 5.10 .5.10             b) Vi f = 100 Hz thì 3 LC f 100 Hz  200 Z L 200.5.10 3,14 Z          Khi có cng hng thì max L C L U 220 I I 22A U U I.Z 22.3,14 69V. R 10          Ví d 2. t vào hai đu đon mch RLC ni tip mt đin áp xoay chiu có giá tr hiu dng không đi thì đin áp hiu dng trên các phn t R, L và C ln lt là 30 V, 50 V và 90 V. Khi thay t C bng t C đ mch có cng hng đin thì đin áp hiu dng gia hai đu đin tr R bng A. 50 V. B. 70 2 V. C. 100 V. D. 100 2 V. Hng dn gii: T gi thit ta tính đc đin áp hai đu mch là     22 22 R L C U U U U 30 50 90 50 V.       Khi thay t C bng t C đ có cng hng đin, theo đc đim cng hng ta đc U R = U = 50 V. Vy A đúng. Giáo viên: ng Vit Hùng Ngun : Hocmai.vn . mch : o U 10 0 I 1A I 2A. Z 10 0      Luyn thi đi hc KIT- 1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng) Mch đin xoay chiu RLC (phn 1) Hocmai.vn. LC 34 1 1 1 1 1 ZZ L  2f f 10 0 Hz. C LC LC 2 LC 2. 5 .10 .5 .10             b) Vi f = 10 0 Hz thì 3 LC f 10 0 Hz  200 Z L 200.5 .10