Bài giảng vật lí 12 thao giảng các mạch điện xoay chiều (13)

TIẾT 23 - BÀI 13 CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU KIỂM TRA BÀI CŨ  Viết biểu thức cường độ dòng điện xoay chiều tổng quát, gọi tên đại lượng  Viết biểu thức dòng điện có cường độ hiệu dụng 5A, tần số 50Hz có pha ban đầu  Viết biểu thức định luật Ôm dòng không đổi cho đoạn mạch điện trở TIẾT 23 - BÀI 13 CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU * Quan hệ điện áp dòng điện đoạn mạch xoay chiều u ∼ + Biểu thức dòng điện: i = I0 cos ( ωt ) = I cos ( ωt ) + Biểu thức điện áp: i Mạch tiêu thụ u = U0 cos ( ωt + ϕ ) = U cos ( ωt + ϕ ) + Độ lệch pha điện áp dòng điện: Nếu: ϕ > :u sớm pha ϕ < :u trễ pha ϕ=0 ϕso với i ϕ so với i :u pha với i ϕ I MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ ĐIỆN TRỞ a) Quan hệ điện áp dòng điện i = I cos ( ωt ) U u = U cos ( ωt ) b) Định luật Ôm: U I= R ∼ R i ? Kết luận pha uR (u) i đoạn mạch xoay chiều ? Phát biểu định luật Ôm đối vớitrở mạch điện xoay chiều chứa điện c) Pha: điện trở uR pha với i: ϕuR = ϕi * Đồ thị biểu diễn cường độ dòng điện i hiệu điện u U ∼ R i * Biểu diễn vectơ quay i u O I U x+ i = I cos ( ωt ) u = U cos ( ωt ) U I II MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN 2.Mạch điện xoay chiều chứa tụ điện a) Quan hệ điện áp dòng điện : u i = I cos ωt * π  u = U cos  ωt − ÷   Pha : ∼ i C - Điện áp hai tụ trễ pha π/2 so với cường độ dòng điện Hay cường độ dòng điện sớm pha π/2 so với điện áp hai đầu tụ II MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN 2.Mạch điện xoay chiều chứa tụ điện a)Quan hệ điện áp dòng điện : u i = I cos ωt ∼ π  u = U cos  ωt − ÷ 2  i C b) Định luật Ôm: U I= ZC ZC = ωC ZC gọi dung kháng tụ Ω ( ) * Đồ thị biểu diễn cường độ dòng điện i hiệu điện u u ∼ i C * Biểu diễn vectơ quay I O π − U + x i = I cos ωt π  u = U cos  ωt − ÷ 2  U I II MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN 2.Mạch điện xoay chiều chứa tụ điện VD: u = 220 cos100πt ( V ) C= F 1000π Tính ZC? Tính I? Viết biểu thức i? ∼ i u C ZC = = 10Ω ωC U I= = 22A ZC π  i = 22 cos 100πt + ÷( A ) 2  II MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN Ý nghĩa dung kháng: * Biểu thức: * Ý nghĩa: ZC 1 = = ωC 2πfC ∼ i u C + Dung kháng đặc trưng cho tính cản trở dòng xoay chiều tụ điện + Đối với dòng không đổi: ZC=∞ nên dòng không đổi không qua tụ + Dòng điện có tần số cao dung kháng giảm, dễ qua tụ + Tụ có C lớn ZC nhỏ dòng xoay chiều bị cản trở +Dung kháng có tác dụng làm cho i sớm pha π/2 so với u III MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ CUỘN CẢM THUẦN Mạch điện xoay chiều chứa cuộn cảm (r=0) u a) Quan hệ dòng điện điện áp : i = I cos ( ωt ) b) Định luật Ôm: I = i ∼ L π  u = U cos  ωt + ÷   U ZL ZL = ωL :gọi cảm kháng c) Pha: điện áp sớm pha π/2 so với cường độ đòng điện Hay cường độ dòng điện trễ pha π/2 với điện áp ? Hãy nhận xét quan hệ điện áp cường độ dòng điện đoạn mạch chứa cuộn cảm! ϕuL π = ϕi + * Đồ thị biểu diễn cường độ dòng điện i hiệu điện u u ∼ i C * Biểu diễn vectơ quay i, u I O π − U + x i = I cos ( ωt ) U π  u = U cos  ωt + ÷ 2  I III MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ CUỘN CẢM THUẦN Ý nghĩa cảm kháng * Biểu thức cảm kháng: Z * Ý nghĩa: L = ωL = 2πfL ∼ + Đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện xoay chiều cuộn cảm + Dòng điện có tần số cao cảm kháng lớn, tức khó qua + Cuộn cảm có L lớn cảm kháng lớn hay cản trở nhiều dòng xoay chiều + Đối với dòng điện không đổi: + Cảm kháng có tác dụng làm cho i trễ pha π/2 so với u ZL=0; đóng vai trò dây dẫn III MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ CUỘN CẢM VD: u = 30 cos100πt ( V ) 0, Tính ZL? L= H, r = π Tính I? Viết biểu thức i? ZL = ωL = 20Ω U I= = 15A ZL π  i = 15 cos 100πt − ÷( A ) 2  ∼ Cho đoạn mạch hình vẽ A B X Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch AB điện áp xoay chiều (uAB) cường độ dòng điện tức thời chạy đoạn mạch có dạng: i i = I cos(ωt + φ ) ( A) Hãy viết phương trình uAB Nếu X điện trở (R ) X tụ điện ( C ) X cuộn cảm (L) Trong mạch điện xoay chiều có tụ điện, ta có A u=U0cos (ωt)( V ); i =I0cos (ωt - π/2)( A ) B u=U0cos (ωt + π/2)( V ); i =I0cos (ωt)( A ) C u=U0cos (ωt - π/4)( V ); i =I0cos (ωt + π/4)( A ) D u=U0cos (ωt - π/2)( V ); i =I0cos (ωt - π/2)( A ) 3 Đặt điện áp u=U0cos (ωt)(V) vào hai đầu cuộn cảm Cường độ dòng điện chạy qua cuộn cảm A i =I0cos (ωt + π/2)(A) B i =I0cos (ωt)(A) C i =I0cos (ωt - π/2)(A) D i =I0cos (ωt + π/4)(A) 4 Chọn câu sai? Đặt vào hai đầu đoạn mạch xoay chiều có tụ điện C = 100/π µF hiệu điện xoay chiều u = 100 cos100π t (V ) Khi A dung kháng tụ 100 Ω B dòng điện qua mạch có cường độ hiệu dụng A π C biểu thức cường độ dòng điện qua mạch i = 2cos(100π t + )( A) D cường độ dòng điện qua mạch biến thiên với chu kì 0,02s BÀI TẬP: 10−4 Cho đoạn mạch điện có tụ điện C = F π Khi đặt điện áp xoay chiều u vào hai đầu mạch dòng điện qua π  mạch là: i = 0,5 cos 100 πt + ÷( A ) 2  a/ Tính dung kháng mạch? b/ Viết biểu thức điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch HD: a/ Dung kháng mạch: ZC = = = 100Ω Cω b/ Viết biểu thức điện áp tức thời : U = ZC I = = 50V u = U cos ( 100πt ) = u = 50 cos ( 100 πt ) ( V ) Hướng Dẫn Về Nhà 1/ Nắm vững kiến thức 2/ Ôn tập phương pháp giản đồ Fre-nen 3/Ôn tập đoạn mạch điện mắc nối tiếp 4/ BTVN: 3,4,7,8,9 SGK Xin chân thành cảm ơn thầy cô! [...]... cường độ dòng điện qua mạch là i = 2cos(100π t + )( A) 2 D cường độ dòng điện qua mạch biến thiên với chu kì 0,02s BÀI TẬP: 10−4 Cho đoạn mạch điện chỉ có tụ điện C = F π Khi đặt điện áp xoay chiều u vào hai đầu mạch thì dòng điện qua π  mạch là: i = 0,5 2 cos 100 πt + ÷( A ) 2  a/ Tính dung kháng của mạch? b/ Viết biểu thức điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch HD: a/ Dung kháng của mạch: ZC =...III MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ CUỘN CẢM THUẦN 2 Mạch điện xoay chiều chỉ chứa cuộn cảm thuần (r=0) u a) Quan hệ giữa dòng điện điện và áp : i = I 2 cos ( ωt ) b) Định luật Ôm: I = i ∼ L π  u = U 2 cos  ωt + ÷ 2   U ZL ZL = ωL :gọi là cảm kháng c) Pha: điện áp sớm pha π/2 so với cường độ đòng điện Hay cường độ dòng điện trễ pha π/2 với điện áp ? Hãy nhận xét về quan hệ giữa điện áp và cường... 2 cos 100πt − ÷( A ) 2  ∼ 1 Cho một đoạn mạch như hình vẽ A B X Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một điện áp xoay chiều (uAB) thì cường độ dòng điện tức thời chạy trong đoạn mạch có dạng: 0 i i = I cos(ωt + φ ) ( A) Hãy viết phương trình uAB Nếu X là điện trở thuần (R ) X là tụ điện ( C ) X là cuộn cảm thuần (L) 2 Trong mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện, ta có thể có A u=U0cos (ωt)( V ); i =I0cos... ) 3 Đặt điện áp u=U0cos (ωt)(V) vào hai đầu một cuộn cảm thuần Cường độ dòng điện chạy qua cuộn cảm có thể là A i =I0cos (ωt + π/2)(A) B i =I0cos (ωt)(A) C i =I0cos (ωt - π/2)(A) D i =I0cos (ωt + π/4)(A) 4 Chọn câu sai? Đặt vào hai đầu đoạn mạch xoay chiều chỉ có tụ điện C = 100/π µF một hiệu điện thế xoay chiều u = 100 2 cos100π t (V ) Khi đó A dung kháng của tụ là 100 Ω B dòng điện qua mạch có... trưng cho tính chất cản trở dòng điện xoay chiều của cuộn cảm + Dòng điện có tần số càng cao thì cảm kháng càng lớn, tức là càng khó đi qua + Cuộn cảm có L càng lớn thì cảm kháng càng lớn hay cản trở nhiều đối với dòng xoay chiều + Đối với dòng điện không đổi: + Cảm kháng có tác dụng làm cho i trễ pha π/2 so với u ZL=0; đóng vai trò là dây dẫn III MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ CUỘN CẢM thuần VD: u = 30... điện trong đoạn mạch chỉ chứa cuộn thuần cảm! ϕuL π = ϕi + 2 * Đồ thị biểu diễn cường độ dòng điện i và hiệu điện thế u u ∼ i C * Biểu diễn bằng vectơ quay của i, và u I O π − 2 U + x i = I 2 cos ( ωt ) U π  u = U 2 cos  ωt + ÷ 2  I III MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ CUỘN CẢM THUẦN 3 Ý nghĩa của cảm kháng * Biểu thức cảm kháng: Z * Ý nghĩa: L = ωL = 2πfL ∼ + Đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện. .. HD: a/ Dung kháng của mạch: ZC = 1 = = 100Ω Cω b/ Viết biểu thức điện áp tức thời : U = ZC I = = 50V u = U 2 cos ( 100πt ) = u = 50 2 cos ( 100 πt ) ( V ) Hướng Dẫn Về Nhà 1/ Nắm vững các kiến thức cơ bản của bài 2/ Ôn tập phương pháp giản đồ Fre-nen 3/Ôn tập về đoạn mạch điện mắc nối tiếp 4/ BTVN: 3,4,7,8,9 SGK Xin chân thành cảm ơn các thầy cô! ... đoạn mạch điện trở TIẾT 23 - BÀI 13 CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU * Quan hệ điện áp dòng điện đoạn mạch xoay chiều u ∼ + Biểu thức dòng điện: i = I0 cos ( ωt ) = I cos ( ωt ) + Biểu thức điện áp: i Mạch. .. cường độ dòng điện Hay cường độ dòng điện sớm pha π/2 so với điện áp hai đầu tụ II MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN 2 .Mạch điện xoay chiều chứa tụ điện a)Quan hệ điện áp dòng điện : u i =... ( ωt ) U I II MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN 2 .Mạch điện xoay chiều chứa tụ điện a) Quan hệ điện áp dòng điện : u i = I cos ωt * π  u = U cos  ωt − ÷   Pha : ∼ i C - Điện áp hai tụ