Bài 13 CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU (Tiết 1) I MỤC TIÊU BÀI HỌC - Viết biểu thức định luật Ôm trường hợp:đoạn mạch có R, có L, có C - Tìm độ lệch pha u i trường hợp -Biểu thức tính cảm kháng dung kháng ZL, ZC II PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC - Dao động kí điện tử, ampe kế,vôn kế, số linh kiện điện trở, tụ điện, cuộn cảm… III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Bài : Đvđ- Ta tìm hiểu đại cương dòng điện xoay chiều Nhưng cho dòng điện xoay chiều chạy mạch điện cụ thể có đăc điểm gì? Ta tìm hiểu vấn đề qua “CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU” Hoạt động 1: Tìm hiểu độ lệch pha điện áp cường độ dòng điện Hoạt động giáo Hoạt động học sinh Nội dung viên - Biểu thức dòng - Có dạng: i = Imcos(ωt + Nếu cho dòng điện xoay chiều có điện xoay chiều có dạng : ϕ) dạng? i = I cos ωt = I cos ωt - Chọn điều kiện ban Thì : đầu thích hợp để ϕ = u = U cos(ωt + ϕ ) = U 2cos(ωt + ϕ ) → i = Imcosωt = I ϕ : độ lệch pha u i cosωt - HS ghi nhận kết - Ta tìm biểu thức Nếu ϕ > ⇒ u sớm pha i chứng minh u hai đầu đoạn thực nghiệm lí thuyết Nếu ϕ < ⇒ u trễ pha ϕ i mạch - Trình bày kết thực Nếu ϕ = ⇒ u i pha nghiệm lí thuyết để đưa biểu thức điện áp hai đầu mạch Hoạt động 2: Mạch điện xoay chiều chứa điện trở - Xét mạch điện xoay I Mạch điện xoay chiều chứa chiều có R.Trong điện trở mạch lúc có i → - Biến thiên theo thời 1) Quan hệ u i : dòng điện ntn? - Tuy dòng điện xoay chiều, thời điểm, dòng điện i chạy theo chiều xác định Vì dòng điện kim loại nên theo định luật Ôm, i u tỉ lệ với nào? - Trong biểu thức điện áp u, Um U gì? - Dựa vào biểu thức u i, ta có nhận xét gì? - Y/c HS phát biểu định luật Ôm dòng điện chiều kim loại gian t (dòng điện xoay Hai đầu R có u = U cos ωt chiều) u U0 - Theo định luật Ôm u i= R Định luật Ôm : Đặt : I0 = i= R = R cos ωt U0 R Thì i = I cos ωt I= U R 2) Định luật Ôm : - Điện áp tức thời, điện Phát biểu: (SGK) áp cực đại điện áp hiệu dụng - HS nêu nhận xét: 3) Nhận xét : u i pha + Quan hệ I U + u i pha - HS phát biểu Hoạt động 3:Mạch điện xoay chiều chứa tụ điện Giáo viên thông báo kết Giả sử nửa chu kì đầu, A cực dương → bên trái tụ tích điện gì? - Ta có nhận xét điện tích tụ điện? → Độ biến thiên điện tích q cho phép ta tính i mạch - Cường độ dòng điện thời điểm t xác định công thức nào? ∆q - Khi ∆t ∆q vô nhỏ ∆t trở thành gì? - Ta nên đưa dạng tổng quát i = I mcos(ωt + ϕ) để tiện so sánh, –sinα → cosα - Nếu lấy pha ban đầu i → biểu thức i u viết lại nào? - Dựa vào biểu thức u i, ta có nhận xét gì? - ZC đóng vai trò công thức? → ZC có đơn vị gì? ZC = ωC - Nói cách khác: Trong mạch điện xoay chiều, tụ điện phần tử có tác dụng làm cho cường độ dòng điện tức thời sớm pha π/2 so với điện áp tức thời - Dựa vào biểu thức định luật Ôm, Z C có vai trò điện trở mạch chứa tụ điện → hay nói cách khác đại lượng biểu điều gì? - Khi dòng điện qua tụ dễ dàng hơn? Hs ghi nhận - HS theo hướng dẫn GV để khảo sát mạch điện xoay chiều có tụ điện - Tụ điện tích điện - Bản bên trái tích điện dương - Biến thiên theo thời gian t - HS ghi nhận cách xác định i mạch i= ∆q ∆t - Đạo hàm bậc q theo thời gian - HS tìm q’ π −sinα = cos(α + ) - HS viết lại biểu thức i u (i nhanh pha u góc π/2 → u chậm pha i góc π/2) - Trong mạch chứa tụ điện, cường độ dòng điện qua tụ điện sớm pha π/2 so với điện áp hai đầu tụ điện (hoặc điện áp hai đầu tụ điện trễ pha π/2 so với cường độ dòng điện) - So sánh với định luật Ôm có vai trò tương tự điện trở R mạch chứa điện trở - Là đơn vị điện trở (Ω) −1 C A.Ω.s ( F )−1 s = ÷ s = =Ω V C ZC = ωC ta thấy: Khi ω - Biểu cản trở dòng điện xoay chiều - Từ nhỏ (f nhỏ) → ZC lớn ngược lại - Vì dòng điện không đổi (f = 0) → ZC = ∞ → I = IV Cũng cố: BTVN: 3-10 trang 66 sgk II Mạch điện xoay chiều chứa tụ điện Dòng xoay chiều tồn mạch điện có chứa tụ điện Khảo sát mạch điện xoay chiều có tụ : ~ u i C A B a) Cho hiệu điện xoay chiều đầu tụ C: u = U cos ωt = U cos ωt Điện tích trái tụ : q = Cu = C U cos ωt - Ở thời điểm t trái tích điện + điện tích tụ tăng lên Sau khoảng thời gian ∆t lượng điện ∆q ⇒i = ∆ q ∆t tích tụ tăng thêm -Khi ∆t ∆q vô nhỏ : dq = −ωCU sin ωt dt π i = U ωC cos(ωt + ) b) Nếu đặt : I = U ωC π i = I cos(ωt + ) Ta có : ⇒i = u = U cos ωt Và : -Nếu lấy pha ban đầu dòng điện = : i = I cos ωt π u = U cos(ωt − ) c) So sánh pha dao động u i : π i sớm pha u góc d) Định luật Ôm: I= U ZC ZC = Cω 3) Ý nghĩa dung kháng : Với dung kháng : -dung kháng đại lượng biểu cản trở dòng điện xoay chiều tụ điện -Nếu C lớn ⇒ Zc nhỏ , dòng điện bị cản trở -Nếu ω ( f ) lớn ⇒ Zc nhỏ ... dòng điện không đổi (f = 0) → ZC = ∞ → I = IV Cũng cố: BTVN: 3-10 trang 66 sgk II Mạch điện xoay chiều chứa tụ điện Dòng xoay chiều tồn mạch điện có chứa tụ điện Khảo sát mạch điện xoay chiều. .. trở mạch chứa tụ điện → hay nói cách khác đại lượng biểu điều gì? - Khi dòng điện qua tụ dễ dàng hơn? Hs ghi nhận - HS theo hướng dẫn GV để khảo sát mạch điện xoay chiều có tụ điện - Tụ điện. .. góc π/2) - Trong mạch chứa tụ điện, cường độ dòng điện qua tụ điện sớm pha π/2 so với điện áp hai đầu tụ điện (hoặc điện áp hai đầu tụ điện trễ pha π/2 so với cường độ dòng điện) - So sánh với