slide bài giảng vật lí 12 tiết 14 mạch cơ RLC mắc nối tiếp

Bi 14 Kiểm tra cũ Câu 1: Công thức xác định dung kháng tụ điện C tần số f là: A : Z C 2. f C B : Z C  f C C : ZC  2. f C D : ZC   f C C©u 2: Công thức xác định cảm kháng cuộn cảm L ®èi víi tÇn sè f 1 A : Z L 2. f L B : Z L  f L D : ZL  C : ZL  2. f L  f L C©u 3: Điện áp tức thời hai đầu mạch điện xoay chiều là: u 80 cos100t (V ) Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch bao nhiªu? A : 80V C : 40 2V B : 40V D : 80 2V KiĨm tra bµi cị Câu 4: Biểu thức biểu thức định luật Ôm U A: I R R B:I  UL ZL C : I U R UC D:I ZC Vậy: Mạch điện xoay chiều gồm phần tư R, L, C m¾c nèi tiÕp biĨu thøc cđa định luật Ôm góc lệch pha u i đợc tính nh nào? I - PHNG PHP GIẢN ĐỒ FRE-NEN Thảo luận trả lời câu hỏi C1? 1)Định luật điện áp tức thời : C1: Hiệu điện Trong mạch điện xoay chiều gồm mạch chiều gồm nhiều R1 R2 nối Rtiếp nhiều đoạn mạch mắc điện áp tức điện trở tính Rn thời hai đầu mạch biểu thức nào? tổng đại số điện áp tức thời hai đầu i U U U U = U + U + U đọan mạch + … + UN U N u = u1 + u2 +….+un 2) Phương pháp giản đồ Fre-nen : Mạch Các véctơ quay U I uuu r UR R u, i pha C  u trễ pha so với i L  u sớm pha so với i uuu r UC uur UL Đinh luật Ôm r I UR = IR r I UC = IZC r I UL = IZL Nhận xét vị trí tơng hỗ véctơ điện áp hai đầu đoạn mạch với véctơ cờng độ dòng điện mạch Tho lun tr li cõu hỏi C2? 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 : A C L R M N B Giả sử cho dịng điện đoạn mạch có biểu thức : i I cos(t )( A) Ta viết biểu thức điện áp tức thời: - đầu R : - đầu L : u R U R cos(t )(V )  u L U L cos(t  )(V ) - đầu C : uC U C  cos(t  )(V ) - Điện áp thức thời A B : u  u R  u L  uC U cos(t   )(V ) - Phương pháp giản đồ Fre-nen: ur uuu r uur uuu r U  U R  U L  UC ? HÃY VẼ CÁC VECTO U R ;U L ;U C UL TRÊN CÙNG MỘT GIẢN ĐỒ VỚI U L UC UL + U ULC o  UR UC Hình 14.3 I Định luật Ôm : U I Z Cường độ hiệu dụng mạch điện xoay chiều có điện trở R, L, C mắc nối tiếp có giá trị thương số điện áp hiệu dụng mạch tổng trở mạch: 2) Độ lệch pha điện áp dòng điện : tan   U L  U C Z L  ZC Với φ độ lệch pha u i  UR R UL • Nếu ZL > ZC �   : u sớm pha i ( tính cảm kháng ) +  Nếu ZL < ZC ULC  Nếu : ZL = Zc o �   : uUtrễ pha i ( tính dung kháng ) ? : u pha i  3) Cộng hưởng điện :I UR   LC a) ĐKCH : ZL = ZC : UC b) Hệ : §iỊu kiƯn cã céng hëng Hình U 14.3 U ®iÖn? I   max Z R Củng cố 2 Tổng trở mạch R L C nối tiếp: Z  R  ( Z L  Z C ) Định luật Ơm cho đoạn mạch xoay chiều có R,L, C mắc nối tiếp: I U Z Z–Z  Cơng thức tính góc lệch pha điện áp dòng điện: tan φ = R L Nếu ZL > ZC: điện áp u sớm pha so với dòng điện i Nếu Zl < ZC: điện áp u trễ pha so với dòng điện i Cộng hưởng điện xảy ZL = ZC hay ω2 = LC hay ω2LC = U Khi I lớn nhất: Imax= R C Dòng cột A tương ứng với cột B A B Mạch R mạch R, C nối tiếp mạch R, L nối tiếp mạch R, L, C nối tiếp (ZL>ZC) a b c d e f mạch R, L, C nối tiếp (ZL φ = => u pha so với i Mạch R, C nối tiếp => tan φ = Mạch R, L nối tiếp => tan φ = ZC R ZL R 1e < => φ < => u trễ pha so với i 2c > => φ > => u sớm pha so với i 3a Mạch R, L, C nối tiếp (ZL > ZC) => tan φ = so với i ZL - ZC R > => φ > => u sớm pha 4a Mạch R, L, C nối tiếp (ZL < ZC) => tan φ = với i Mạch R, L, C nối tiếp (ZC = ZL) => tan φ = điện ZL - ZC R ZL - Z C R < => φ < => u trễ pha so 5c = => φ > ; cộng hưởng 6f Nếu cuộn dây có điện trở R0 ta tách thành hai phần tử điện trở R0 nối tiếp với cuộn cảm R C R0,L coi nh R C U  (U R  U R0 )  (U L  U C ) Z  ( R  R0 )  ( Z L  Z C ) Z L  ZC tan   R  R0 R0 L NÕu mạch ta xét thiếu phần tử công thức ta cho giá trị phần tử b»ng a M¹ch cã R, L nèi tiÕp R U  U R2  U L2 L U UL O ZC = ; UC =  Z  R  Z L2 I UR tan   UL Z  L UR R u lu«n sớm pha i b Mạch có R, C m¾c nèi tiÕp R UR O U  U R UC C I Z  R  Z C2 U C  Z C tan    UR R  UC U u lu«n lu«n trƠ pha so với i b Mạch có L, C mắc nèi tiÕp L C Z  Z L  ZC UL I O U  U L  UC U L  U C     U L  U C    UC vËn dụng Biểu thức định luật Ôm cho mạch điện xoay chiỊu cã R, L, C m¾c nèi tiÕp: U U I  (1) Z R  (Z L  ZC )2 Z  R  ( Z L  Z C ) (2) gäi lµ tỉng trở mạch Góc lệch pha u i: U L  UC Z L  ZC tan UR R vận dụng Bài 1: Công thức tính tổng trở mạch điện xoay chiều có RLC m¾c nèi2 tiÕp: 2 A : Z  R  (Z L  Z C ) B : Z  R  (Z L  Z C ) C : Z  R  (Z L  Z C ) D : Z  R  (Z L  Z C ) Bµi 2: Công thức tính góc lệch pha u i: A : tan   Z L  ZC R ZL  R C : tan   ZC B : tan   D : tan   Z L  ZC R ZL  R ZL vËn dụng Bài 3: Mạch điện xoay chiều gồm R, L, C m¾c nèi tiÕp, cã : R 30; Z L 60; Z C 30 a TÝnh tỉng trë cđa m¹ch b Tính góc lệch pha u i nhËn xÐt 2 Z  R  (Z L  ZC ) Z  302  (60  30)2  302  302 30 2 tan    Z L  Z C 60  30   1    (rad ) R 30    u sím pha 4 so víi i vận dụng Bài 4: Cờng độ dòng điện luôn sớm pha hiệu điện hai đầu đoạn mạch A đoạn mạch có R C mắc nối tiếp B đoạn mạch có L C mắc nối tiếp C đoạn mạch có R L mắc nối tiếp D đoạn mạch có cuộn cảm L Bài 5: 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 góc A.ZL < ZC B ZL = ZC C.ZL=0,5ZC D ZL > Zc vận dụng Bài 6: Cho mạch điện xoay chiỊu RLC m¾c nèi tiÕp, cã: R 30; C  0,1 F; L  H 4000  u 120 cos100t (V ) Điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch là: Viết biểu thức dòng điện m¹ch 1 ZC   40 C 100 4000 0,1 Z L L 100 10  Z  R  ( Z L  Z C )  30  (10  40) 30 2 I0  U 120  3( A) Z 30 vËn dông Z L  Z C 10  40  tan        (rad ) R 30     u   i 0   i    i  (rad ) 4  i 3 cos(100t  )( A) ... cột A tương ứng với cột B A B Mạch R mạch R, C nối tiếp mạch R, L nối tiếp mạch R, L, C nối tiếp (ZL>ZC) a b c d e f mạch R, L, C nối tiếp (ZL φ = => u pha so với i Mạch R, C nối tiếp => tan φ = Mạch R, L nối tiếp => tan φ = ZC R ZL R 1e < => φ < => u trễ pha so với i 2c > => φ > => u sớm pha so với i 3a Mạch R, L, C nối tiếp