Bài 19. Thực hành: Khảo sát đoạn mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp

I.CÁC GIÁ TRỊ TỨC THỜIXét một đoạn mạch R,L,C mắc nối tiếp... GIẢN ĐỒ FRE-NEN QUAN HỆ GIỮA CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP 1... GIẢN ĐỒ FRE-NEN QUAN HỆ GIỮA CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP 1

KIỂM TRA BÀI CŨ:

Với dòng điện qua R hoặc L hoặc C có biểu thức

Hãy nêu quan hệ pha của điện áp và cường độ dòng điện ở

từng đoạn mạch và viết biểu thức định luật Ôm ở từng đoạn

mạch?

0 cos( )

i I   t

điện i uR = U0cot với U 0 = I 0 R hay I = U/R

với cường độ dòng điện i: uL = U0co(t+/2) với ) với U 0 = I 0 Z L

I = U/Z L

dòng điện i: uc = U0co(t - /2) với ) với U 0 = I 0 Z c

hay I = U/Z

I.CÁC GIÁ TRỊ TỨC THỜI

Xét một đoạn mạch R,L,C mắc nối tiếp

I.CÁC GIÁ TRỊ TỨC THỜI

Xét một đoạn mạch R,L,C mắc nối tiếp

Đặt vào hai đầu A, B một điện áp xoay

chiều

Trong mạch xuất hiện dòng điện cưỡng bức với tần số bằng

tần số của điện áp

A B

Ở đoạn mạch nối tiếp mắc vào nguồn ko đổi ta nhắc lại qua

hệ giữa CĐDĐ và HĐT trong một đoạn mạch mắc nối tiếp

uR uL uc

I = I1 = I2 = … In

U = U1 +U2 +….+ Un

R = R1 + R2 + …+ Rn

I.CÁC GIÁ TRỊ TỨC THỜI

Xét một đoạn mạch R,L,C mắc nối tiếp

Đặt vào hai đầu A, B một điện áp xoay

chiều

Trong mạch xuất hiện dòng điện cưỡng bức với tần số bằng

tần số của điện áp

A B

Giả sử cường độ dòng điện có dạng: i = I0 cost

uR uL uc

Điện áp tức thời hai đầu từng đoạn mạch:

Hai đầu điện trở thuần R: uR = U 0R cost

Hai đầu cuôn thuần cảm L: uL = U 0L cos(t + )2) với

Hai đầu tụ điện C: uc = U 0C cos(t - )

2) với

Điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch: u = u R + u L + u C

cũng biến thiên điều hòa với tần số góc 

II GIẢN ĐỒ FRE-NEN QUAN HỆ GIỮA CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP

1 Giản đồ Fre-nen

Biểu diễn các điện áp xoay chiều bằng các vec tơ

uR  UR cùng pha với i

i  I

uL  UL sớm pha /2) với pha so với i

uc  UC trễ pha /2) với pha so với i

u  U lệch pha  pha so với i

i

I

UR

UL

UC

U



 ZL > ZC  UL > UC

 > 0 u sớm pha hơn i

i

I

UR

UL U

C

U

 ZL > ZC  UL > UC

i

I

UR

UL

UC

U



 < 0 u trễ pha hơn i

II GIẢN ĐỒ FRE-NEN QUAN HỆ GIỮA CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP

1 Giản đồ Fre-nen

Biểu diễn các điện áp xoay chiều bằng các vec tơ

i

I

uR  UR cùng pha với i

i  I

uL  UL sớm pha /2) với pha so với i

uc  UC trễ pha /2) với pha so với i

UR

UL

UC

U



 ZL > ZC  UL > UC UR I i

UL U

C

U



 ZL > ZC  UL > UC

i

I

UR

UL

UC

U



< 0 u trễ pha hơn i

 ZL = ZC  UL = UC

U R = U và độ lệch pha của điện áp với cường độ dòng điện  = 0

u cùng pha với i

II GIẢN ĐỒ FRE-NEN QUAN HỆ GIỮA CƯỜNG ĐỘ DÒNG

ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP

1 Giản đồ Fre-nen

i

I

UR

UL

UC

U

Tổng quát:

Nếu

thì u = U 0 cos(t +  u )

Độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện là

 =  u -  i

i = I 0 cos(t +  i )

i

I

UR

UL U

C

U



II GIẢN ĐỒ FRE-NEN QUAN HỆ GIỮA CƯỜNG ĐỘ DÒNG

ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP

2 Định luật Ôm cho đoạn mạch R,L,C

i

I

UR

UL U

C

U



Điện áp hai đầu mạch U = U2) với

R+ (UL- UC)2) với

Tổng trở đoạn mạch: Z = R2) với + (ZL- ZC)2) với

Định luật Ôm: I = U

Z

3 Độ lệch pha của điện áp so với cường độ dòng điện

tan = UL- UC

UR

= ZL- ZC

R cos = =

 ZL > Z C thì  > 0 : u sớm pha hơn i:

mạch có tính cảm kháng

Z L < Z C thì  < 0 : u trễ pha hơn i:

mạch có tính dung kháng kháng

Z L = Z C thì  = 0 : u cùng với i: mạch

cộng hưởng

U  > 0 I

U

I

 < 0

UR U

R Z (Z : tổng trở mạch)

II CỘNG HƯỞNG:

Giữ điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch U không đổi và thay đổi tần

số đến khi Z L = Z C thì cường độ dòng điện qua mạch đạt giá trị cực đại

ZL = ZC  L = 1

C

* Các đặc điểm của mạch

cộng hưởng

Zmin = R

Cộng hưởng là hiện tượng cường độ hiệu dụng của dòng điện trong mạch đạt đến giá trị cực đại khi dung kháng bằng cảm kháng

2) với

f





max

max

U I

R

Cường độ dòng điện cùng pha

với điện áp

Công suất nhiệt trên điện trở R

không đổi cực đại P max = I 2

max R

*Điều kiện để có cộng hưởng:

ZL = ZC L 1

C





CỦNG CỐ:

Đối với đoạn mạch chỉ chứa R: ;

R

U

Z R U U I

R

uR cùng pha với i

I

UR

Đối với đoạn mạch chỉ chứa L: ;

2) với

L

U

Z Z U U I

Z



uL sớm pha hơn i /2) với

 Đối với đoạn mạch chỉ chứa C: ;

2) với

C

U

Z



     

uC trễ pha hơn i /2) với

I

UL

I

U

 Đối với đoạn mạch chứa R - L:

CỦNG CỐ:

2) với 2) với

;

2) với

L L

Z R Z U U U

I

Z R Z Z

R





U

I

UR

UL



 Đối với đoạn mạch chứa R - C:

2) với 2) với 2) với 2) với

2) với 2) với

;

2) với

C C

I

Z R







UR

U

I

UC



u luôn sớm pha hơn i /2) với >  > 0

u luôn trễ pha hơn I - /2 <  < 0

A

B

CỦNG CỐ:

 Đối với đoạn mạch chứa C – L thuần cảm : A C L B

;

L C

I



0 2) với

L C

         

2) với

L C

2) với

L C