Bài 28. MẠCH R, L, C MẮC NỐI TIẾP CỘNG HƯỞNG ĐIỆN docx

Bài 28. MẠCH R, L, C MẮC NỐI TIẾP CỘNG HƯỞNG ĐIỆN I. Mục tiêu: 1) Kiến thức: - Xác định tổng trở của mạch R, L, C mắc nối tiếp, mối quan hệ giữa điện áp và cđdđ thông qua góc lệch pha . - Hiên tượng cộng hưởng điện và điều kiện để xảy ra hiện tượng cộng hưởng. 2) Kĩ năng: - Bàiết cách vẽ giản đồ vec tơ nghiên cứu đoạn mạch RLC. - Vận dụng tốt công thức được xây dựng trong bài. II. Chuẩn bị: 1) GV: - Bố trí một mạch RLC trên mặt bảng thẳng đứng để làm TN. - Một nguồn điện xoay chiều. - Vôn kế đo điện áp trên mỗi phần tử. 2) HS: Ôn tập kiến thức về R, L, C trong mạch xoay chiều. Phương pháp giản đồ Frenen cho mỗi đoạn mạch. II. Tổ chức các hoạt động dạy học: Hoạt động 1. (10’) Kiểm tra: Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung - GV dùng nội dung này để ôn tập kiến thức, xây dựng vấn đề mới ở mục 1 (SGK) về: Các giá trị tức thời. Cu hỏi kiểm tra: H 1 . Với dịng điện qua R hoặc L hoặc C có Bàiểu thức 0 cos( ) i I t   . Hy viết Bàiểu thức điện áp 2 đầu mỗi phần tử, nêu mối quan hệ giữa điện áp và cđdđ cho mỗi trường hợp? H 2 . Hy nu cc cơng thức p dụng cho đoạn mạch một chiều mắc nối tiếp? -GV giới thiệu: các công thức trên vẫn áp dụng được cho dịng điện xoay chiều với các giá trị tức thời. Nêu yêu cầu của nội dung bài học. H 3 . (Theo qui luật của dao động tổng hợp). Điện áp 2 đầu mạch AB như thế nào? HS được kiểm tra thực hiện yêu cầu trên bảng. HS ghi lại hai cơng thức: I = I 1 +I 2 +…+I n U = U 1 +U 2 +…+U n 1) Cc gi trị tức thời: Giả sử dịng điện có cường độ: 0 cos( ) i I t   Bàiều thức điện áp tức thời 2 đầu mỗi phần tử. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 cos( ); cos ; 2 cos ; 2 R AM R R L MN L L L C NB C C C u u U t U I R u u U t U I Z u u U t U I Z                             Điện áp tức thời giữa hai đầu mạch AB. u = u R + u L + u C . u: là điện áp Bàiến thiên điều hịa với tần số gĩc. -Thảo luận nhóm, dự đoán kết quả: u Bàiến thiên điều hịa với tần số gĩc . Hoạt động 2. (20’) Tìm hiểu: GIẢN ĐỒ FRE-NEN. QUAN HỆ GIỮA DÒNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP. -Hướng dẫn HS vẽ v trình by về gin đồ Frenen cho đoạn mạch.Nêu câu hỏi: H 1 . Góc hợp bởi các vectơ , , R L C U U U    với trục Ox vào thời điểm t= 0 như thế nào? - Gọi 1 HS lên bảng vẽ giản đồ Frenen cho đoạn mạch. (HS cĩ thể tiến hnh 1 trong 2 qui tắc tổng hợp vectơ) H 2 . Từ giản đồ Frenen, lập Bàiểu thức xác định điện áp hiệu dụng 2 đầu mạch? - Vẽ các vectơ , , R L C U U U    và vec tơ tổng U  theo qui tắc hình bình hnh. -Lập Bàiểu thức 28.3 SGK. a) Giản đồ Frenen: u R  U R ;u L  U L ;u C  U C ; vào thời điểm t = 0, góc hợp bởi các vec tơ , , R L C U U U    với trục Ox lần lượt là: 0; 2  ; 2   . H 3 Điện áp hiệu dụng 2 đầu một phần tử trong đoạn mạch RLC nối tiếp có thể lớn hơn điện áp hiệu dụng giữa 2 đầu đoạn mạch được không? Cho VD? H 4 . Nu nhận xét về đại lượng Z (Bàiểu thức 28.5)? H 5 . Trên giản đồ vectơ; góc  được xác định thế nào? - GV giới thiệu qui luật liên hệ về pha của điện áp và cđdđ bằng nội dung - Suy nghĩ c nhn, thảo luận nhĩm tìm VD: Chọn L v C sao cho: 200 400 200 L C R U V U V U V         Khi đó 200 2 U V  ; U C > U -Nhận xét về đại lượng Z. b) Định luật Ôm cho đoạn mạch RLC nối tiếp. Tổng trở   2 2 R L C U U U U   với U R = IR; U L = IZ L ; U C = IZ C .   2 2 L C U I R Z Z    Đại lượng   2 2 L C Z R Z Z   đóng vai trị tương tự như điện trở đối với dịng điện không đổi: tổng trở của đoạn mạch. U I Z  c) Độ lệch pha của điến áp so với cường độ dịng điện. tan L C L C R U U Z Z U R      +  > 0: i trễ pha so với u. được ghi ở cột phụ: Nếu 0 cos( ) u u U t     thì 0 cos( ) u i I t       với  được xác định từ công thức (28.6) -Lập Bàiểu thức tính độ lệch pha của điện áp so với cđdđ. Nhận ra sự lệch pha của u v i theo cc gi trị của Z L v Z C +  < 0: u trễ pha so với i. Hoạt động 3. (5’) Tìm hiểu: CỘNG HƯỞNG ĐIỆN. Gợi ý HS tìm hiểu hiện tượng cộng hưởng: H 1 . Để I đạt cực đại, cần có điều kiện gì? - Hướng dẫn HS lập luận, tìm điều kiện để có cộng hưởng điện: khi nghiên cứu đoạn mạch xoay chiều, ta quan tâm đến 4 đại lượng: Z, U, I, , hình 28.4 đề cập đến sự liên hệ giữa các đại lượng trên. H 2 . Khi có cộng hưởng điện, các đại lượng trên - Quan st hình 28.4. Tìm hiểu sự phụ thuộc của cđdđ vào tần số góc. * Giữ nguyên giá trị của U, thay đổi  đến giá trị sao cho 1 0 L C     thì xảy ra hiện tượng công hưởng điện. Khi đó: Z = Z min = R max U I I R   U L = U C ;  = 0 * Để có cộng hưởng điện: Z L = Z C đạt giá trị thế no? H 3 Trong trường hợp nào khi tăng dần điện dung C của tụ điện trong đoạn mạch RLC mắc nối tiếp thì cđdđ hiệu dụng tăng rồi giảm? - Đọc SGK, ghi nhận kết quả và điều kiện để xảy ra hiện tượng cộng hưởng. - Trả lời. Nếu 1 L C    + Khi tăng C thì 1 C  giảm, khi đó (Z L -Z C ) giảm  Z giảm thì I tăng. + Khi I vượt quá I max thì lại giảm. 1 1 L C LC       Hoạt động 4. (5’) củng cố - dặn dị: * GV: Hướng dẫn HS sử dụng cơng thức tính Z, I,  của mạch RLC nối tiếp. Vận dụng cho từng trường hợp đặc Bàiệt của đoạn mạch chỉ có 1 phần tử R, L, C hoặc 2 phần tử RL, LC, RC. * HS: Ghi nội dung tổng hợp, những Yêu cầu chuẩn bị ở nh. Xem lại cch tính cơng suất của dịng điện không đổi. III. Rút kinh nghiệm – Bổ sung: . Bài 28. MẠCH R, L, C M C NỐI TIẾP C NG HƯỞNG ĐIỆN I. M c tiêu: 1) Kiến th c: - X c định tổng trở c a mạch R, L, C m c nối tiếp, mối quan hệ giữa điện áp và c dđ thông qua g c lệch pha. giữa điện áp và c dđ cho mỗi trường hợp? H 2 . Hy nu cc c ng th c p dụng cho đoạn mạch một chiều m c nối tiếp? -GV giới thiệu: c c công th c trên vẫn áp dụng đư c cho dịng điện xoay chiều. (5’) c ng c - dặn dị: * GV: Hướng dẫn HS sử dụng c ng th c tính Z, I,  c a mạch RLC nối tiếp. Vận dụng cho từng trường hợp đ c Bài t c a đoạn mạch chỉ c 1 phần tử R, L, C ho c 2 phần tử RL,