Giáo án Vật lý 12 - CUỘN CẢM TRONG MẠCH XOAY CHIỀU pptx

CUỘN CẢM TRONG MẠCH XOAY CHIỀU I / MỤC TIÊU : Hiểu các tác dụng của cuộn cảm trong mạch điện xoay chiều.. Biết cách tính cảm kháng và vẽ giản đồ vectơ cho đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thu

CUỘN CẢM TRONG MẠCH XOAY CHIỀU

I / MỤC TIÊU :

Hiểu các tác dụng của cuộn cảm trong mạch điện xoay chiều

Nắm được khái niệm cảm kháng Biết cách tính cảm kháng và vẽ giản

đồ vectơ cho đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần

II / CHUẨN BỊ :

1 / Giáo viên :

Cuộn dây, khóa K, bóng đèn, nguồn điện xoay chiều, dao động

ký điện tử

2 / Học sinh :

Xem lại bài 36 + 37 + 38

III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC :

Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Hoạt động 1 :

HS : Quan sát thí nghiệm

HS : Không đổi

GV : Hướng dẫn học sinh cách mắc

sơ đồ như hình 39.1

GV : Nếu mắc A, B với nguồn điện một chiều thì sau khi đóng hay mở

HS : Đèn sáng hơn rõ rệt so với khi

mở khóa K

HS : Cuộn cảm có tác dụng cản trở

dòng điện

Hoạt động 2 :

HS : Quan sát thí nghiệm

HS : i = Iocost

HS : e =  Ldi

dt= LIosint

HS : u = iRAB – e

HS : u = Uocos(t +

2



)

HS :

2



khóa K ta thấy độ sáng của đèn như

thế nào ?

GV : Nếu mắc A, B với nguồn điện xoay chiều thì sau khi đóng hay mở

khóa K ta thấy độ sáng của đèn như thế nào ?

GV : Hiện tượng này chứng tỏ điều

gì ?

GV : Hướg dẫn học sinh quan sát

dao động ký điện tử ?

GV : Viết biểu thức dòng điện xoay

chiều chạy qua cuộn dây thuần cảm ?

GV : Viết biểu thức suất điện động

cảm ứng xuất hiện trong cuộn cảm ?

GV : Với quy ước : chiều dương

của dòng điện của dòng điện là chiều chạy từ A đến B Hãy tìm biểu thức của hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn

Hoạt động 3 :

HS : Bằng O

HS : Bằng

2



HS : Học sinh tự vẽ giản đồ vectơ

Hoạt động 4 :

HS : Giống nhau

HS : R

HS : Cản trở dòng điện

dây ?

GV : Hướng dẫn học sinh biến đổi

biểu thức hiệu điện thế giữa 2 bản của cuộn dây

GV : So sánh pha của u và i ?

GV : Tại thời điểm t = 0, vectơ quay



I biểu diễn cường độ dòng điện i =

Iocost hợp với trục Ox một góc bao

nhiêu ?

GV : Tại thời điểm t = 0, vectơ quay



L

U biểu diễn hiệu điện thế u =

Uocos(t +

2



) hợp với trục Ox một

góc bao nhiêu ?

GV : Em hãy so sánh biểu thức định

luật Ôm cho đoạn mạch một chiều chỉ có điện trở R ?

GV : Vai trò của ZL giống đại lượng

nào ?

GV : Nêu ý nghĩa của ZL ?

IV / NỘI DUNG :

1 Thí nghiệm

Hình 39.1 Sơ đồ thí nghiệm khảo sát tác dụng của cuộn cảm trong mạch

điện

2 Giá trị tức thời của cường độ dòng điện và hiệu điện thế

Giả sử có một dòng điện xoay chiều cường độ :

i = Iocost (39.1) chạy qua cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, cuộn cảm một suất điện cảm ứng

e = -Ldi

dt= LIosint Hiệu điện thế giữa hai điểm A và B là :

u = iRAB – e

Ở đây RAB là điện trở của đoạn mạch, có giá trị bằng không nên :

u = -e = - LIOsint

u = Uocos(t +

2



) (39.2)

với Uo = LIo

Dòng điện qua cuộn cảm thuần biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng

trễ pha

2



đối với hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn cảm

3 Giản đồ vectơ

Như vậy, trong giản đồ vectơ vẽ cho đoạn mạch chỉ có cuộn cảm

thuần, Uur lập với Ir một góc

2



theo chiều dương

Hình 39.4 Giản đồ vectơ cho đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần và pha ban

đầu của dòng điện bằng không

4 Định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần Cảm kháng

Chia hai vế của biểu thức Uo = LIo cho 2 ta có U = LI Nếu đặt

ZL = L (39.3)

Thì I =

L

U

Z (39.4) Đối với dòng điện xoay chiều tần số góc , đại lượng ZL = L đóng vai trò tương tự như điện trở đối với dòng điện không đổi và được gọi là cảm kháng Đơn vị của cảm kháng cũng là đơn vị của điện trở

V / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ :

Trả lời câu hỏi 1, 2, 3 và làm bài tập 1, 2

Xem bài 40