Bài giảng bài 14 tiết 25: Mạch có R,L,C mắc nối tiếp Vật lý 12

CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Trương THCS & THPT Dương Văn An Giáo viên: Nguyên Ngoc Vinh Tô: Lý – Cơng nghệ TIẾT 25 – BÀI 14 MẠCH CĨ R, L, C MẮC NỐI TIẾP TIẾT 25 – BÀI 14 MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP I/ PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN R1 i R2 U1 R3 Rn U2 U3 UN Hiệu điện mạch điện chiều tính biểu thức nào? U = U1+ U2 + U3 + … + UN TIẾT 25 – BÀI 14 MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP I/ PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN 1/ Định luật điện áp tức thời Trong mạch xoay chiều gồm nhiều đoạn mạch mắc nối tiếp điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch tổng đại số điện áp tức thời hai đầu mạch R A L M C N uAB = uAM + uMN + uNB B Bài 14 MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP I- Phương pháp giản đồ Fre-nen Định luật điện áp tức thơi Phương pháp giản đồ Fre-nen * Biểu diễn mỗi đại lượng xoay chiều hình sin bằng một vecto quay có độ dài tỉ lệ với giá trị hiệu dụng của đại lượng đó * Phép cộng đại số các đại lượng xoay chiều hình sin cùng tần số được thay thế bằng phép tổng hợp các vecto quay tương ứng VÍ DỤ: u = u1 + u2 +….+ un u r ur u u↔U u1 ↔ Uu u1r u ur u u2 ↔ U2 un ↔ Un u u u r r r u r U = U1 + U + + U n Hãy biểu diễn các đại lượng u, i đối với từng đoạn mạch xoay chiều chỉ có R, chỉ có L hoặc chỉ có C NHĨM MẠCH R Nhóm uR i…………… BIỂU THỨC i = I cos(ωt)(A) u R = C ĐỊNH LUÂÂT ÔM GIẢN ĐỒ VECTƠ r I r I i = I cos( ωt)(A) Nhóm uC …………….so với i u C = i = I cos( ωt)(A) Nhóm uL ……………so với i u L = r I NHĨM MẠCH R Nhóm uR cùng pha i…………… BIỂU THỨC i = I cos( ωt)(A) u R = U R cos( ωt)(V) i = I cos( ωt)(A) uC …………….so trễ pha π/2 với i π u C = U C cos( ωt − )(V) uLsớm pha π/2 ……………so với i I = UC/ZC ⇒UC = I.ZC Với ZC = 1/ωC i = I cos( ωt)(A) Nhóm I = UR/R ⇒UR = I.R GIẢN ĐỒ VECTƠ r I u r U R r I C Nhóm ĐỊNH LUÂÂT ÔM π u L = U L cos( ωt + )(V) I = UL/ZL ⇒ UL = I.ZL Với ZL = ωL u r U C u r U L r I 2/ Phương pháp giản đồ Fre-nen Mạch Các véc tơ quay U và I R Định luật Ôm I UR = RI UR u, i cùng pha C I u trễ pha π so với i UC i sớm pha π so với u L UL u sớm pha i trễ pha π π 2 so với i so với u I UC = ZCI I UC UL UL = ZLI I TIẾT 25 – BÀI 14 MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP I/ PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN 1/ Định luật điện áp tức thơi 2/ Phương pháp giản đồ Fre-nen C2: Giải thích vị trí tương hỗ véc tơ quay bảng 14.1 TIẾT 25 – BÀI 14 MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP I/ PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN 1/ Định luật điện áp tức thơi 2/ Phương pháp giản đồ Fre-nen II/ MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP 1/ Định luật Ơm cho đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Tổng trở R A L M C N * Điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch: u = U cos ωt B TIẾT 25 – BÀI 14 MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP I/ PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN 1/ Định luật điện áp tức thơi 2/ Phương pháp giản đồ Fre-nen II/ MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP R A L M C N B u = U cos ωt * Hệ thức điện áp tức thời mạch: u = u R + u L + uC  uR = U R cosωt  π  uC = U 0C cos(ωt − )   π  uL = U L cos(ωt + )   * Biểu diễn điện áp tức thời véc tơ quay hệ thức đại số chuyển thành hệ thức véc tơ: u r u uu u r u u r u r u U = U R + U L + UC Trong đó: UR=R.I UC=ZC.I UL=ZL.I Giả sử UL > UC hay Z L > Z C ur u UL ur u U u r uu u u r (U L + U C ) O uu u r UC ϕ uu u r UR r I TIẾT 25 – BÀI 14 MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP I/ PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN 1/ Định luật điện áp tức thơi 2/ Phương pháp giản đồ Fre-nen II/ MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP 1/ Định luật Ơm cho đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Tổng trở R A Tổng trở: L M C N Z = R + (Z L − ZC )2 Định luật Ôm: I = U Z B TIẾT 25 – BÀI 14 MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP I/ PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN 1/ Định luật điện áp tức thơi 2/ Phương pháp giản đồ Fre-nen II/ MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP 1/ Định luật Ôm cho đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Tổng trở 2/ Độ lệch pha điện áp dòng điện U L − U C Z L − ZC tan ϕ = = UR R *NÕu ZL > ZC ϕ > u sím pha h¬n i gãc ϕ *NÕu ZL < ZC ϕ < u trễ pha h¬n i gãc ϕ TIẾT 25 – BÀI 14 MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP I/ PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN 1/ Định luật điện áp tức thơi 2/ Phương pháp giản đồ Fre-nen II/ MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP 1/ Định luật Ơm cho đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Tổng trở 2/ Độ lệch pha điện áp dòng điện 3/ Cộng hưởng điện *NÕu ZL= ZC tanϕ = nên ϕ = i cïng pha víi u Ta có: Z = R I = Imax mạch có tợng cộng hởng ®iÖn I = U => Lω = R Cω Điều kiện có cộng hưởng: Z L = Z C ⇔ Lω = hayω LC = Cω Hiện tợng cộng hởng đoạn mạch R-L-C I = Imax mạch có tợng cộng hởng điện Cã : I= U U = Z R + (Z L − ZC )2 I= U ⇔ Lω = R C *Khi L, C thoả mÃn điều kiện trªn thi : I = Imax = U/ R Lóc ®ã u,i cïng pha C¸c chó ý + NÕu cn dây có điện trở R0 thỡ ta tách làm hai phÇn tư R0 nèi tiÕp víi L R R0,L Khi ®ã: Z = ( R + R ) + ( Z − Z ) L C C Z L − ZC tan ϕ = R + R0 Coi nh R + NÕu R0 L C đoạn mạch ta xét thiếu phần tử thỡ công thức ta cho phần tử không Ví dơ: M¹ch cã R- L nèi tiÕp : Ta cho : ZC = ; U0c = ; UC = Khi đó: U = U 02R + U L 2 U = U R + U L2 R L U0L U L ZL tan ϕ = = = U0R U R R Z = R2 + ZL2 ur u UL u r U + u :lu«n ϕ uu u r UR sím pha so i i uur u UR VD: M¹ch chØ cã R- C R + u :lu«n uur u UC C i ϕ uu r U0 trƠ pha so i VD:M¹ch chØ cã L- C L C ur u UL ur u U +UL > UC ⇒ ϕ = π/ +UL < UC ⇒ ϕ = - π/ I uu u r UC củng cố Cõu 1: Cờng độ dòng điện luôn sớm pha hiệu điện hai đầu đoạn mạch A đoạn mạch có R C mắc nối tiếp tiếp C đoạn mạch có R L mắc nối tiếp B đoạn mạch có L C mắc nối D đoạn mạch có cuộn cảm L Câu 2: Trong mạch điện xoay chiều có L (cuộn dây cảm)và C nối tiếp Trong trờng hợp thi hiệu điện hai đầu đoạn mạch sớm pha cờng độ dòng điện A ZL < Zc B ZL > ZC C ZL = ZC D ZL=0,5ZC Câu 3: đặt vào hai đầu ®o¹n m¹ch RLC nèi tiÕp mét hiƯu ®iƯn thÕ xoay chiỊu thi ®é lƯch pha cđa hiƯu ®iƯn thÕ u với cờng độ dòng điện i mạch đợc tính theo c«ng thøc : A B C D tgϕ = ωL − R ωC tgϕ = Đáp án đúng: ωC + ω L R 1-A tgϕ = ωC − R ωL 2-B tgϕ = ωC − 3-A R Lω ... đoạn mạch A đoạn mạch có R C mắc nối tiếp tiếp C đoạn mạch có R L mắc nối tiếp B đoạn mạch có L C mắc nối D đoạn mạch có cuộn cảm L Câu 2: Trong mạch điện xoay chiều có L (cuộn dây cảm)và C nối tiếp. ..TIẾT 25 – BÀI 14 MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP TIẾT 25 – BÀI 14 MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP I/ PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN R1 i R2 U1 R3 Rn U2 U3 UN Hiệu điện mạch điện chiều... 1/ Định luật Ơm cho đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Tổng trở R A L M C N * Điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch: u = U cos ωt B TIẾT 25 – BÀI 14 MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP I/ PHƯƠNG PHÁP GIẢN