bài 14 mạch có r, l,c mắc nối tiếp - bài giảng vật lý 12

Bài 14 Kiểm tra cũ Câu 1: Công thức xác định dung kháng tụ điện C tần số f là: A : Z C  2. f C B : Z C   f C C : ZC  2. f C D : ZC   f C Câu 2: Công thức xác định cảm kháng cuộn cảm L tần số f A : Z L  2. f L B : Z L   f L C : ZL  2. f L D : ZL   f L Câu 3: Điện áp tức thời hai đầu mạch điện xoay chiều là: u  80 cos100t (V ) Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch bao nhiêu? A : 80V B : 40V C : 40 2V D : 80 2V KIỂM TRA BÀI CŨ Câu 4: Biểu thức khơng phải biểu thức định luật Ơm A: I  UR R B:I  UL ZL C : I  U R UC D:I  ZC Vậy: Mạch điện xoay chiều gồm phần tử R, L, C mắc nối tiếp biểu thức định luật Ơm góc lệch pha u i đƣợc tính nhƣ nào? I - PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN Thảo luận trả lời câu hỏi C1? 1)Định luật điện áp tức thời : C1: Hiệu điện Trong mạch điện xoay chiều gồm mạch chiều gồm nhiều RN nhiều đoạn RmạchRmắc R3tínhtiếp điện áp tức nối điện trở thời hai đầu mạch tổng đại số biểu thức nào? I U U3 điện áp tức U2 thời hai đầu UN U đọan mạch = U1+ U2 + U3 + … + UN u = u1 + u2 +….+un 2) Phương pháp giản đồ Fre-nen : Mạch Các véctơ quay U I R UR u, i pha I Đinh luật Ôm UR = IR C u trễ pha  so với i UC I UC = IZC L  u sớm pha so với i UL I UL = IZL Nhận xét vị trí tƣơng hỗ véctơ điện áp hai đầu đoạn mạch với véctơ cƣờng độ dòng điện mạch Thảo luận trả lời câu hỏi C2? II- MẠCH CĨ R,L,C MẮC NỐI TIẾP 1) Định luật Ơm cho đoạn mạch có R,L,C mắc nối tiếp-Tổng trở : A C L R M N B Giả sử cho dịng điện đoạn mạch có biểu thức : i  I cos(t )( A) Ta viết đƣợc biểu thức điện áp tức thời: - đầu R : - đầu L : - đầu C : uR  U R cos(t )(V )  uL  U L cos(t  )(V )  uC  U C cos(t  )(V ) - Điện áp thức thời A B : u  uR  uL  uC  U cos(t   )(V ) - Phƣơng pháp giản đồ Fre-nen: U  U R  U L  UC ? HÃY VẼ CÁC VECTO TRÊN CÙNG MỘT GIẢN ĐỒ VỚI UL UC UL + U ULC o  UR UC Hình 14.3 I Định luật Ơm : U I Z Cường độ hiệu dụng mạch điện xoay chiều có điện trở R, L, C mắc nối tiếp có giá trị thương số điện áp hiệu dụng mạch tổng trở mạch: 2) Độ lệch pha điện áp dòng điện : tan   U L  U C Z L  ZC Với φ độ lệch pha u i  UR R UL • Nếu ZL > ZC    : u sớm pha i ( tính cảm kháng ) +  Nếu ZL < ZC ULC    : uUtrễ pha i ( tính dung kháng ) ?  Nếu : ZL = Zc o : u pha i  3) Cộng hưởng điện :I UR   LC Điều kiện có cộng hƣởng điện? a) ĐKCH : ZL = ZC : UC b) Hệ : I max  Hình 14.3 U U Z  R Củng cố 2 Tổng trở mạch R L C nối tiếp: Z  R  (Z L  ZC ) Định luật Ôm cho đoạn mạch xoay chiều có R,L, C mắc nối tiếp: I Cơng thức tính góc lệch pha  điện áp dịng điện: tan φ = Nếu ZL > ZC: điện áp u sớm pha so với dòng điện i Nếu Zl < ZC: điện áp u trễ pha so với dòng điện i Cộng hưởng điện xảy ZL = ZC hay Khi I lớn nhất: Imax= U R ω2 = hay ω2LC = LC U Z ZL– ZC R Dòng cột A tương ứng với cột B A B Mạch R mạch R, C nối tiếp mạch R, L nối tiếp mạch R, L, C nối tiếp (ZL>ZC) mạch R, L, C nối tiếp (ZL φ = => u pha so với i Mạch R, C nối tiếp => tan φ = - ZC 1e < => φ < => u trễ pha so với i 2c > => φ > => u sớm pha so với i 3a R Mạch R, L nối tiếp => tan φ = ZL R Mạch R, L, C nối tiếp (ZL > ZC) => tan φ = so với i ZL - Z C R > => φ > => u sớm pha 4a Mạch R, L, C nối tiếp (ZL < ZC) => tan φ = so với i Mạch R, L, C nối tiếp (ZC = ZL) => tan φ = điện ZL - ZC R ZL - ZC < => φ < => u trễ pha 5c = => φ > ; cộng hưởng R 6f NẾU CUỘN DÂY CÓ ĐIỆN TRỞ THUẦN R0 TA TÁCH THÀNH HAI PHẦN TỬ ĐIỆN TRỞ R0 NỐI TIẾP VỚI CUỘN CẢM THUẦN R R0,L R C coi nhƣ U  (U R  U R0 )  (U L  U C ) Z  ( R  R0 )  (Z L Z C ) Z L  ZC tan   R  R0 R0 L C Nếu mạch ta xét thiếu phần tử công thức ta cho giá trị phần tử a Mạch có R, L nối tiếp R ZC = ; UC = 2 U  UR UL L U Z  UL O  I UR R2  ZL tan   UL Z  L UR R u luôn sớm pha i b Mạch có R, C mắc nối tiếp U  U R UC R C UR O  I Z  2 R2  ZC U C  Z C tan    UR R UC u luôn trễ pha so với i U b Mạch có L, C mắc nối tiếp L U  U L  UC C Z  Z L  ZC UL I O U L  UC      U L  UC     UC VẬN DỤNG Biểu thức định luật Ôm cho mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp: I U R  (Z L  ZC )2  U (1) Z Z  R  (Z L  ZC ) (2) gọi tổng trở mạch Góc lệch pha u i: U L  UC Z L  ZC tan    UR R VẬN DỤNG Bài 1: Cơng thức tính tổng trở mạch điện xoay chiều có RLC mắc nối tiếp: A : Z  R  (Z L  Z C ) B : Z  R  (Z L  Z C ) C : Z  R  (Z L  Z C ) D : Z  R  (Z L  Z C ) Bài 2: Công thức tính góc lệch pha u i: A : tan   Z L  ZC R ZL  R C : tan   ZC B : tan   D : tan   Z L  ZC R ZL  R ZL VẬN DỤNG Bài 3: Mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp, có : R  30; Z L  60; Z C  30 a Tính tổng trở mạch b Tính góc lệch pha u i nhận xét 2 Z  R  ( Z L  ZC ) Z  302  (60  30)2  302  302  30 2 tan    Z L  Z C 60  30       (rad ) R 30    u sớm pha so với i 4 VẬN DỤNG BÀI 4: CƢỜNG ĐỘ DÕNG ĐIỆN LUÔN LUÔN SỚM PHA HƠN HIỆU ĐIỆN THẾ Ở HAI ĐẦU ĐOẠN MẠCH KHI A ĐOẠN MẠCH CÓ R VÀ C MẮC NỐI TIẾP B ĐOẠN MẠCH CÓ L VÀ C MẮC NỐI TIẾP C ĐOẠN MẠCH CÓ R VÀ L MẮC NỐI TIẾP D ĐOẠN MẠCH CHỈ CÓ CUỘN CẢM L Bài 5: Trong mạch điện xoay chiều có L (cuộn dây cảm)và C nối tiếp Trong trƣờng hợp thi hiệu điện hai đầu đoạn mạch sớm pha cƣờng độ dòng điện góc A.ZL < ZC B ZL = ZC C.ZL=0,5ZC D ZL > Zc VẬN DỤNG Bài 6: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, có: R  30; C  0,1 F; L  H 4000  Điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch là: u  120 cos100t (V ) Viết biểu thức dòng điện mạch ZC   C  40 4000 0,1 Z L  L  100  10 100  Z  R  ( Z L  Z C )  30  (10  40)  30 2 I0  U 120   3( A) Z 30 VẬN DỤNG Z L  Z C 10  40  tan     1     (rad ) R 30      u   i    i     i  (rad ) 4 i  cos(100t   )( A) ... Dòng cột A tương ứng với cột B A B Mạch R mạch R, C nối tiếp mạch R, L nối tiếp mạch R, L, C nối tiếp (ZL>ZC) mạch R, L, C nối tiếp (ZL