Tài liệu Mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp ppt

www.truongthi.com.vn Lớp học qua mạng Bài 14 - MẠCH XOAY CHIỀU CÓ R, L, C (TIẾP) A- Trả lời các câu hỏi kỳ trước: 1- Có phảI khi cộng hưởng thì U L , U C đều cực đại? - Như bài trước ta đã nhận xét: để tạo ra cộng hưởng, phải làm cho Z L =Z C 1 L C ω ω ⇒= do đó có 3 cách tạo ra cộng hưởng. + Nếu thay đổi L, giữ nguyên C và ω thì Z C không đổi do đó khi cộng hưởng thì axmCC Z UIZ⇒=cũng đạt cực đạI còn . L Z L ω = bị thay đổi theo L do đó U L =IZ L nói chung không đạt cực đại lực cộng hưởng + Tương tự: nếu thay đổi C, giữ nguyên L và ω thì khi cộng hưởng U L =IZ L sẽ đạt cực đại còn U C =IZ C nói chung không cực đại. + Nếu giữ nguyên L, C mà thay đổI ω thì cộng hưởng I max còn Z L , Z C đều bị thay đổI nên nói chung cũng không đạt cực đại. - U L và U C lúc cộng hưởng không nhất thiết phải lớn hơn U chung. Quan hệ giữa U L , U C v à U lúc cộng hưởng còn tuỳ thuộc giá trị của R với Z L , Z C do đầu bài cho. 2- Có trường hợp nào I khi cộng hưởng lại gần bằng I lúc bình thường ko? Trường hợp này có thể xảy ra nếu điện trở thuần R của mạch lớn hơn nhiều so với Z L ,Z C lúcchưacộnghưởng. Ví dụ: Mạch R, L, C nối tiếp có U=100V, R= 400 Ω ; Z L =60 ; ZΩ C =20 Ω . Thay đổi L để xảy ra cộng hưởng: so sánh I C lúc đầu với I lúc cộng hưởng. - Ban đầu: () 2 2 400 60 402Z 20 = +− ≈Ω 120 0,2985 402 U I A Z == ≈ - Khi cộng hưởng: max max 120 I0,3 400 U AI R I = == ⇒= - UI . Hiện tượng này gọi là cộng hưởng tù. ax ax . 0,3.20 6 120 Cm m C Z VU===<<=V Môn Vật Lý Thầy giáo Đỗ Lệnh Điện Trường PTTH Hà Nội – Amsterdam. www.truongthi.com.vn Lớp học qua mạng B- Bài tập 11 200 10 4 .100 2 C Z C ω π π == = − Ω L B R C V U ∼ A A a- Tính L và số chỉ Ampe - () 22 2 AB L LC UU I RZ RZZ == + +− 2 Theo giả thiết: U AB =U=120V () () 2 2 200 2 100 22 LLC LLC C LLC LCL ZZZ ZZZ Z ZZZ ZZZ ⇒= − ⇒=− ⇒=− − ⇔ =⇔= = =Ω Vậy 100 1 100 L Z LH ω ππ == = - chủ 22 2 2 120 120 0,54 100 5 200 100 AB L U I A RZ == =≈ ++ A b- Tính L và số chỉ khi U C max V Từ U C =I . Z C => khi thay đổi L và Z C không đổi => U C max Khi I max => xảy ra cộng hưởng. 200 2 200 100 L LC Z Z ZL H ω ππ ⇒== Ω⇒= = = Lúc này I max = 120 1, 2 100 U A R == 22 max max 22 . 1, 2 100 200 120 5 268,3 AB AB L UIZIRZ V ==+ =+== chỉ 268,3V V B- Bài giảng: Giải bài toán dòng điện xoay chiều bằng cách lập hệ nhiều phương trình. 1- Nguyên tắc: Nếu trong mạch xoay chiều ta đã biết tất cả các số liệu về R, L, C và biết hiệu điện thế U đặt vào mạch thì chúng ta sẽ tách được tất cả các đại lượng trong mạch như I, U, P… Nếu có 1 trong các đại lượng trên chưa biết thì đầu bài phải cho thêm một điều kiện bổ sung n số chỉ , số chỉ , góc lệch pha ϕ …. hư A V Môn Vật Lý Thầy giáo Đỗ Lệnh Điện Trường PTTH Hà Nội – Amsterdam. www.truongthi.com.vn Lớp học qua mạng Số điều kiện cho thêm phải đúng bằng số đại lượng còn thiếu thì bài toán mới đủ điều kiện để giải. 2- Cách giải: Sử dụng các điều kiện đầu bài đã cho để lập hệ phương trình. Số phương trình cần lập phải đúng bằng số ẩn còn thiếu. U R A C D B L Ví dụ 1: Cho mạch điện như hình vẽ U=U 0 sin100 t π (V) 100 3R =Ω Dùng vôn kế có điện trở rất lớn: - Mắc vào A,C thì vôn kế chỉ 200V và mắc vào U AC sớm pha hơn i: 6 π C - Mắc vào B, D thì vôn kế chỉ 173,2V và U BD trễ pha hơn i: 3 π a- Chứng minh rằng cuộn dây có điện trở r b- Tính r, L, C và U 0 c- Viết biểu thức của i và của U ở hai đầu cuộn dây GIẢI a- Chứng minh cuộn dây có r: Giả sử cuộn dây không có điện trở. Khi đó U L sớm pha hơn i: 2 π . U C trễ pha hơn i: 2 π => U L ngược pha với U C => U BD sẽ lệch pha 2 π so với i => trái với giả thiết là lệch pha so với i: 3 π . Vậy cuộn dây phải có r U AC 2 ϕ 1 ϕ Ur ""# L U " "# Rr U """# BD U """ "# C U """# I # C U """# L U "" # b- Tính r, L, C, U 0 - () 2 2 1 200 (1) 100 3 1 6 3 100 3 100 3 (2) 3 AC AC L LL Br L U I Z rZ UZ tg U r r Z π == ++ ⇒= tg ϕ == + + ⇔= Môn Vật Lý Thầy giáo Đỗ Lệnh Điện Trường PTTH Hà Nội – Amsterdam. www.truongthi.com.vn Lớp học qua mạng Thay (2) vào (1) ta có: () () 2 2 200 200 3 (3) 100 3 .2 100 3 100 3 3 I r r r == +  + ++   - () 2 2 100 3 (4) BD BD CL U Z rZZ+− I == . Theo giả thiết U BD trễ pha hơn i => Z C > Z L 2 r 33 3 CL CL CL UU ZZ tg tg Z Z r Ur (5) π ϕ −− == ⇒= ⇔−= Thay (5) vào (4): () 2 2 100 3 100 3 (6) 2 3 I r rr == + Từ (3) và (6): 200 3 100 3 2 100 3 100 3 2 2(100 3 ) Irr r r ==⇔=+⇔= + rΩ - Từ (2): 100 3 100 3 100 3 200 33 200 2 100 L L r Z Z LH ωππ ++ == = == = Ω - Từ (5): 5 3 3.100 3 300 300 300 200 500 112 .10 500.100 CL CL C ZZ r CF Z ω ππ − −= = = Ω =+=+=Ω ⇒= = = ZZ - Từ (6): ()( ) () () 2 22 00 100 3 100 3 0,5 2 2.100 3 200 3 500 200 100 12 9 100 21 0,5 2.100 21 50 42 648 CL IA r rZZ UIZ V == = =++− = +− =+=Ω == = $ 2 ZR c- Viết biểu thức i và U BC - 0 20,52 I IA== Môn Vật Lý Thầy giáo Đỗ Lệnh Điện Trường PTTH Hà Nội – Amsterdam. www.truongthi.com.vn Lớp học qua mạng Góc lệch pha giữa U và i là ϕ 200 500 300 3 2 100 3 100 3 200 3 0,714 LC ZZ tg Rr rad ϕ ϕ − −− == == + + ⇒=− − ϕ <0 chứng tỏ U trễ pha hơn i => i sớm pha hơn U Vậy 0,5 2 sin(100 0,714) π =+it A - Hiệu điện thế ở hai đầu cuộn dây () 2 22 2 0 r r 0,5 100 3 200 0,5.100 3 4 50 7 2 50 14 187 200 2 ' ' 0,857 100 3 3 BC L BC BC LL UI Z UU V UZ tg Ur ϕϕ =+= + =+= == === =⇒= $ BC U U " # ϕ I U C U Rr U r U L => U BC sớm pha hơn U ' 0,857 0,714 1,571 2 π ϕϕ += + = $ Vậy 187sin 100 2 BC π π  =+   Ut V BÀI TẬP VỀ NHÀ 1- Cho mạch điẹn như hình vẽ. Các vôn kế có điện trở rất lớn, ampe kế có điện trở không đáng kể. Am pe kế chỉ 0,4A, vôn kế 1 chỉ 100V, vôn kế 2 chỉ 48V. U AB sớm pha hơn i góc 1 ϕ với 1 4 3 ϕ tg = a- Tính R, Z L , Z C và U b- Thay đổi f đến giá trị 100 Hz thì Z L =10Zc. Tính L, C và f 0 ban đầu. U ∼ A V2 V1 Môn Vật Lý Thầy giáo Đỗ Lệnh Điện Trường PTTH Hà Nội – Amsterdam. www.truongthi.com.vn Lớp học qua mạng Môn Vật Lý Thầy giáo Đỗ Lệnh Điện Trường PTTH Hà Nội – Amsterdam. 2- Làm các bài tập trong bộ đề luyện thi ĐH 43(2), 50(2). . Giải bài toán dòng điện xoay chiều bằng cách lập hệ nhiều phương trình. 1- Nguyên tắc: Nếu trong mạch xoay chiều ta đã biết tất cả các số liệu về R, L,. hợp này có thể xảy ra nếu điện trở thuần R của mạch lớn hơn nhiều so với Z L ,Z C lúcchưacộnghưởng. Ví dụ: Mạch R, L, C nối tiếp có U=100V, R= 400 Ω ;