các mạch điện xoay chiều

TRƯỜNG THPT QUANG TRUNG - ĐÀ NẴNG TỔ VẬT LÍ Bài 13: Tiết 22: KIỂM TRA BÀI CŨ Câu 1: nêu định nghĩa dòng điện xoay chiều định nghĩa cường độ dòng điện hiệu dụng? Câu 2: viết biểu thức tính giá trị hiệu dụng cường độ dòng điện, điện áp, suất điện động dòng xoay chiều Câu 3: cho điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch xoay chiều là: u = 80cos100лt (v) Hãy tìm tần số dòng điện điẹn áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch? Đáp án: Câu 3: f = ω/2л = 50 Hz U = U0/√2 = 40 √2 V Bài 13: CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU Tiết 1: I Mạch điện xoay chiều có điện trở II Mạch điện xoay chiều có tụ điện Bài 13: CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU Giới thiệu: Thực nghiệm lí thuyết chứng tỏ cường độ dòng xoay chiều đoạn mạch có dạng: i = I0cosωt = I √2cosωt (13.1) điện áp xoay chiều hai đầu đoạn mạch có tần số ω u có dạng: u = U0cos(ωt +φ) (13.2) Trong đó: Đại lượng φ gọi độ lệch pha giữu u i  Nếu φ > u sớm pha φ (nhanh pha φ) i  Nếu φ < u trễ pha |φ|(chậm pha φ) i  Nếu φ = u pha với i I MẠCH ĐIỆN CHỈ CÓ ĐIỆN TRỞ  Nối hai đầu mạch có điện trở R vào điện áp xoay chiều u = U√2cosωt hình vẽ ~ u  Vì dòng điện kim loại nên theo định luât Ohm: i R u U i= = cos ωt R R  nhắc lại biểu thức định luật Ohm dòng  Em Nếunào ta đặt: I =UU/R/R (13.3) I = điện chiều không đổi? dòng điện i chạy qua điện trở là: i = I √2cosωt (13.4) I MẠCH ĐIỆN CHỈ CÓ ĐIỆN TRỞ Định luật Ohm cho đoạn mạch có điện trở R a) Biểu thức: I = U /R (13.3) b) Phát biểu: “ Cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch xoay chiều có điện trở có giá trị thương số điện áp hiệu dụng điện trở mạch”  Từlệch biểupha thứcgiữa dòng điện tức thời i chạy R biểuchỉ thức o Độ u i đoạn mạchqua xoay chiều có uR là:hai φ =đầu đoạn mạch có R em cho biếtđộ lệch pha u đoạn i bao nhiêu? Trong mạch xoay chiều có R cường độ tức thời mạch pha với điện áp hai đầu đoạn mạch II MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN Thí nghiệm  Hình 13.3a cho thấy ampe kế không chứng tỏ dòng điện chiều không qua tụ Hình 13.3a Hình 13.3b  Hình 13.3b ampe kế có giá trị khác không, giá trị hiệu dụng dòng điện Kết luận: Dòng điện xoay chiều tồn mạch có chứa tụ điện Khảo sát mạch điện xoay chiều chứa tụ điện a) Khảo sát mạch chứa tụ  Điện áp u hai tụ điện u = U0cosωt = U√2cosωt B  Điện tích tụ bên trái: A ~ u q = uC = UC√2cosωt (13.5) i C +  Giả sử thời điểm t, i có chiều hình vẽ tụ bên trái tích điện dương q, điện tích tụ tăng lên Tại t +Δt điện tích tụ là: q + Δq, nghĩa tăng thêm lượng Δq a) Khảo sát mạch chứa tụ  Cường độ dòng điện thời điểm t là: A i = Δq / Δt (13.6)  Vì Δq Δt đại lượng vô nhỏ nên: i = dq / dt (13.6’) ~ i B C + -  Vậy i = - ω UC√2sinωt ; hay: i = ω UC√2cos(ωt + л/2) (13.7) Dòng  Dòng điện điện hình trongvẽmạch có “chạy tụ dòng qua”điện hai tích tụ truyền không? qua Nếu mạch có dây chiều dẫn dòng từ bảnđiện tụ tích chạy điện dương thếsang nào?bản tích điện âm Chú ý: ta chọn chiều dòng điện ngược lại với chiều chọn i = - dq/dt b) Định luật Ohm cho đoạn mạch xoay chiều chứa tụ điện  Từ (13.7) đặt I = UωC : i = I √2cos(ωt + л/2) (13.8)  Và: u = U√2cosωt (13.9)  Nếu lấy pha ban đầu i thì: i = I √2cos(ωt) (13.8’) u = U√2cos(ωt- л/2) (13.9’)  Theo : I = UωC viết lại I = U /(1/Cω)  Nếu đặt : Zc = 1/ Cω (13.10) thì: I = U/ Zc (13.11) b) Định luật Ohm cho đoạn mạch xoay chiều chứa tụ điện  Ta thấy Zc đóng vai trò R công thức (13.3) Đại lượng Zc gọi dung kháng mạch a) Biểu thức: I = U/ Zc (13.11) b) Phát biểu: “ Cường độ hiệu dụng mạch chứa tụ điện có giá trị thương số điện áp hiệu dụng hai đầu mạch dung kháng mạch” So sánh pha dao động u i  Từ hai biểu thức (13.8’) (13.9’) ta thấy: “ mạch chứa tụ điện i qua tụ sớm pha л/2 so với u hai đầu tụ ( hay u trễ pha л/2 so với i)”  Nói khác là: “trong mạch điện xoay chiều tụ điện phần tử có tác dụng làm cho cường độ dòng điện tức thời sớm pha л/2 so với điện áp tức thời” Ý nghĩa dung kháng  Zc đại lượng biểu cản trở dòng điện xoay chiều tụ  Nếu C lớn Zc nhỏ → dòng điện xoay chiều bị cản trở  Nếu ω lớn (tức dòng điện cao tần) Zc nhỏ → dòng điện xoay chiều bị cản trở ngược lại CỦNG CỐ Câu 1: phát biểu sau A Trong đoạn mạch xoay chiều có R u sớm pha i B Trong đoạn mạch xoay chiều có R i sớm pha u C Trong đoạn mạch xoay chiều có tụ C i sớm pha hơnuumột mộtlượng lượnglàlàл/2 л/2 D Trong đoạn mạch xoay chiều có tụ C u sớm pha i lượng л/2 CỦNG CỐ Câu 2: Cho u = 220 √2cos(100лt ) V; C = 1/1000л F Hãy viết biểu thức i qua tụ? Chọn đáp án A i = 22 cos(100лt -л/2 ) , A B i = 22 √2cos(100лt -л/2 ) , A C i = 22 cos(100лt +л/2 ) , A D i = 22 √2cos(100лt +л/2 ) , A HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ Những kiến thức cần nắm vững: - Định luật Ohm cho đoạn mạch xoay chiều tụ C chứa điện trở R - Mối quan hệ u i hai đoạn mạch - Công thức tính Zc Ôn tập lại công thức tính suất điện động tự cảm mạch có cuộn cảm [...]... ω lớn (tức là dòng điện cao tần) thì Zc nhỏ → dòng điện xoay chiều bị cản trở ít và ngược lại CỦNG CỐ Câu 1: phát biểu nào sau đây đúng A Trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có R thì u luôn sớm pha hơn i B Trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có R thì i luôn sớm pha hơn u C Trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có tụ C thì i luôn sớm pha hơn hơnuumột mộtlượng lượnglàlàл/2 л/2 D Trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có tụ C... trong mạch chỉ chứa tụ điện thì i qua tụ sớm pha л/2 so với u ở hai đầu tụ ( hay u trễ pha л/2 so với i)”  Nói khác là: “trong mạch điện xoay chiều tụ điện là phần tử có tác dụng làm cho cường độ dòng điện tức thời sớm pha л/2 so với điện áp tức thời” 3 Ý nghĩa của dung kháng  Zc là đại lượng biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều của tụ  Nếu C càng lớn thì Zc càng nhỏ → dòng điện xoay chiều. ..b) Định luật Ohm cho đoạn mạch xoay chiều chỉ chứa tụ điện  Ta thấy Zc đóng vai trò như R trong công thức (13.3) Đại lượng Zc được gọi là dung kháng của mạch a) Biểu thức: I = U/ Zc (13.11) b) Phát biểu: “ Cường độ hiệu dụng trong mạch chỉ chứa tụ điện có giá trị bằng thương số điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch và dung kháng của mạch 3 So sánh pha dao động của u và i  Từ hai... +л/2 ) , A D i = 22 √2cos(100лt +л/2 ) , A HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ Những kiến thức cần nắm vững: - Định luật Ohm cho đoạn mạch xoay chiều chỉ chứ tụ C và chỉ chứa điện trở R - Mối quan hệ giữa u và i trong hai đoạn mạch đó - Công thức tính Zc Ôn tập lại công thức tính suất điện động tự cảm trong mạch chỉ có cuộn cảm thuần ... Tiết 1: I Mạch điện xoay chiều có điện trở II Mạch điện xoay chiều có tụ điện Bài 13: CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU Giới thiệu: Thực nghiệm lí thuyết chứng tỏ cường độ dòng xoay chiều đoạn mạch có dạng:... dòng điện Kết luận: Dòng điện xoay chiều tồn mạch có chứa tụ điện Khảo sát mạch điện xoay chiều chứa tụ điện a) Khảo sát mạch chứa tụ  Điện áp u hai tụ điện u = U0cosωt = U√2cosωt B  Điện tích... mạchqua xoay chiều có uR là:hai φ =đầu đoạn mạch có R em cho biếtđộ lệch pha u đoạn i bao nhiêu? Trong mạch xoay chiều có R cường độ tức thời mạch pha với điện áp hai đầu đoạn mạch II MẠCH ĐIỆN XOAY