Hình 27.8 Giản đồ vectơ cho đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần và pha ban đầu của dòng điện bằng không.. Định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần.[r]
(1)TRƯỜNG THPT NGUYỄN TRÃI BAØI 27 : MAÏCH ÑIEÄN XOAY CHIEÀU CHÆ COÙ TUÏ ÑIEÄN , CUOÄN CAÛM ( SAÙCH NAÂNG CAO ) A MUÏC TIEÂU : Kiến thức : - Hieåu caùc taùc duïng cuûa tuï ñieän maïch ñieän xoay chieàu - Nắm khái niệm dung kháng Biết cách tính dung kháng và vẽ giản đồ vectơ cho đoạn mạch có tụ điện - Hieåu caùc taùc duïng cuûa cuoän caûm maïch ñieän xoay chieàu - Nắm khái niệm cảm kháng Biết cách tính cảm kháng và vẽ giản đồ vectơ cho đm có cuộn cảm Kæ naêng : - Giải bài toán cho đoạn mạch có tụ điện , cuộn cảm B.CHUAÅN BÒ : Giaùo vieân : - Nên chuẩn bị tụ có dung kháng cùng bậc độ lớn với điện trở đèn để dễ quan sát tượng đèn sáng lên thay tụ dây dẫn Nếu không có dao động kí hai chùm tia thì GV cần vẽ trước đồ thị biểu diễn hiệu điện và cường độ dòng điện qua tụ theo thời gian trên giấy to trên bảng - Cuộn dây, khóa K, bóng đèn, nguồn điện xoay chiều, dao động ký điện tử Hoïc sònh : Xem laïi baøi , 21 C KIẾN THỨC CƠ BẢN ĐOẠN MẠCH XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN a Thí nghieäm Hình 27.1 Sơ đồ thí nghiệm nghiên cứu tác dụng tụ điện mạch điện xoay chiều b Giá trị tức thời cường độ dòng điện và hiệu điện Giả sử hai tụ điện M và N có hiệu điện xoay chiều : u = Uosint (38.1) Điện tích trên M thời điểm t là : q = Cu = CUosint Quy ước chiều dương dòng điện là chiều từ A tới B thì i = với Io = CUo là biên độ dòng điện qua tụ điện Vì u = Uosint = Uocos(t - dq d (CU o sin t ) CUocost đó : i = dt dt hay i = Iocost (38.2) ) nên ta thấy dòng điện qua tụ điện sớm pha hiệu điện c Giản đồ vectơ ur Như vậy, trên giản đồ vectơ cho đoạn mạch có tụ điện, vectơ U lập với r vectô I moät goùc theo chieàu aâm (xem Hình 27.4) Hình 27.4 Giản đồ vectơ cho đoạn mạch có tụ điện và pha ban đầu dòng điện không d Định luật Ôm cho đoạn mạch có tụ điện Dung kháng Lop12.net (2) Chia hai vế biểu thức Io = CUo cho ta có : I = U U ñaët ZC = (38.3) Thì : I = (38.4) ZC C Đối với dòng điện xoay chiều tần số góc , đại lượng ZC giữ vai trò tương tự điện trở dòng điện không đổi và gọi là dung kháng tụ điện Đơn vị dung kháng là đơn vị điện trở ĐOẠN MẠCH XOAY CHIỀU CHỈ CÓ CUỘN CẢM a Thí nghieäm Hình 27.5 Sơ đồ thí nghiệm khảo sát tác dụng cuộn cảm mạch điện b Giá trị tức thời cường độ dòng điện và hiệu điện Giả sử có dòng điện xoay chiều cường độ : i = Iocost (39.1) chạy qua cuộn cảm có độ di tự cảm L, cuộn cảm suất điện cảm ứng e = -L = LIosint dt Hiệu điện hai điểm A và B là : u = iRAB – e Ở đây RAB là điện trở đoạn mạch, có giá trị không nên : u = -e = - LIOsint u = Uocos(t + Doøng ñieän qua cuoän caûm thuaàn bieán thieân ñieàu hoøa cuøng taàn soá nhöng treã pha ) (39.2) với Uo = LIo hiệu điện hai đầu cuộn cảm c Giản đồ vectơ ur r Như vậy, giản đồ vectơ vẽ cho đm có cuộn cảm thuần, U lập với I góc theo chieàu döông Hình 27.8 Giản đồ vectơ cho đoạn mạch có cuộn cảm và pha ban đầu dòng điện không d Định luật Ôm cho đoạn mạch có cuộn cảm Cảm kháng U Chia hai vế biểu thức Uo = LIo cho ta có U = LI Nếu đặt ZL = L (39.3) Thì I = (39.4) ZL Đối với dòng điện xoay chiều tần số góc , đại lượng ZL = L đóng vai trò tương tự điện trở dòng điện không đổi và gọi là cảm kháng Đơn vị cảm kháng là đơn vị điện trở Lop12.net (3) D TIEÁN TRÌNH DAÏY HOÏC ổn định lớp Kieåm tra baøi cuõ : Caâu 1/ 146 ; caâu 3/ 146 Công thức tính điện tích tụ và suất điện động tự cảm Nội dung bài HOẠT ĐỘNG CỦA HS HOẠT ĐỘNG CỦA GV HĐ1 ĐOẠN MẠCH XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN : ( thí nghiệm , giá trị tức thời dđ và GV : Hướng dẫn học sinh cách mắc sơ đồ hình 38.1 hđt , giản đồ véctơ, đl ôm ) Sau đóng khóa K ta thấy đèn nào ? HS : Đèn sáng HS : đèn sáng trước HS : Tụ điện có tác dụng cản trở dòng điện xoay chieàu GV : Nếu tụ điện dây dẫn thì độ sáng đèn naøo ? GV : Hiện tượng này chứng tỏ điều gì ? GV : Viết biểu thức hiệu điện hai tụ điện ? GV : Viết biểu thức điện tích tức thời trên tụ điện noái vaøo ñieåm M ? HS : u = Uosint HS : q = Cu = CUosint GV : Hướng dẫn học sinh biến đổi biểu thức hiệu điện d tụ điện ? (CU o sin t ) CUocost HS : i = dt Hay i = Iocost (38.2) Với Io = CUo là biên độ dòng điện qua tuï ñieän HS : u = Uosint = Uocos(t HS : ) GV : So saùnh pha cuûa u vaø i ? HS : Baèng GV : Tại thời điểm t = 0, vectơ quay I biểu diễn cường độ dòng điện i = Iocost hợp với trục Ox góc bao nhiêu ? HS : GV : Tại thời điểm t = 0, vectơ quay U C biểu diễn hiệu ñieän theá u = Uocos(t nhieâu ? GV: Cho hs tự vẽ giản đồ Lop12.net ) hợp với trục Ox góc bao (4) HS : Gioáng GV : So sánh biểu thức định luật Ôm cho đoạn mạch chiều có điện trở R ? HS : R HS : Cản trở dòng điện GV : Vai trò ZC giống đại lượng nào ? GV : Neâu yù nghóa cuûa ZC ? HĐ2 ĐOẠN MẠCH XOAY CHIỀU CHỈ CÓ CUỘN CẢM : ( thí nghiệm , giá trị tức thời dđ và hđt , giản đồ véctơ, đl ôm ) GV : Lắp mạch điện sơ đồ hình 39.1 GV : Nếu mắc A, B với nguồn điện chiều thì sau đóng hay mở khóa K ta thấy độ sáng đèn nào ? HS : Không đổi HS : Đèn sáng rõ rệt so với mở khóa K GV : Nếu mắc A, B với nguồn điện xoay chiều thì sau đóng hay mở khóa K ta thấy độ sáng đèn nào ? HS : Cuộn cảm có tác dụng cản trở dòng điện GV : Hiện tượng này chứng tỏ điều gì ? HS : i = Iocost GV : Viết biểu thức dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn daây thuaàn caûm ? di HS : e = L = LIosint dt HS : u = iRAB – e HS : u = Uocos(t + HS : GV : Viết biểu thức suất điện động cảm ứng xuất cuoän caûm ? GV : Hướng dẫn học sinh biến đổi biểu thức hiệu điện cuộn dây ) GV : So saùnh pha cuûa u vaø i ? HS : Baèng O GV: Tại thời điểm t = 0, vectơ quay I biểu diễn cường độ dòng điện i = Iocost hợp với trục Ox góc bao nhiêu ? HS : Baèng GV : Tại thời điểm t = 0, vectơ quay U L biểu diễn hiệu ñieän theá u = Uocos(t + Lop12.net ) hợp với trục Ox góc bao (5) HS : Gioáng HS : R HS : Cản trở dòng điện nhieâu ? GV: Hướng dẫn HS tự vẽ giản đồ GV : Em hãy so sánh biểu thức định luật Ôm cho đoạn mạch chiều có điện trở R ? GV : Vai trò ZL giống đại lượng nào ? GV : Neâu yù nghóa cuûa ZL ? D CUÛNG COÁ VAØ DAËN DOØ : - Trả lời câu hỏi 1, 2, và làm bài tập 1, - Xem baøi 39 - Trả lời câu hỏi 1, 2, và làm bài tập 1, - Xem baøi 40 Lop12.net (6)