BÀI 38 : TỤ ĐIỆN TRONG MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU pot

BÀI 38 : TỤ ĐIỆN TRONG MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU I / MỤC TIÊU : Hiểu các tác dụng của tụ điện trong mạch điện xoay chiều.. Biết cách tính dung kháng và vẽ giản đồ vectơ cho đoạn mạch chỉ có

BÀI 38 : TỤ ĐIỆN TRONG MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

I / MỤC TIÊU :

Hiểu các tác dụng của tụ điện trong mạch điện xoay chiều

Nắm được khái niệm dung kháng Biết cách tính dung kháng và vẽ giản đồ vectơ cho đoạn mạch chỉ có tụ điện

II / CHUẨN BỊ :

Nên chuẩn bị tụ có dung kháng cùng bậc độ lớn với điện trở của đèn để dễ quan sát hiện tượng đèn sáng lên khi thay tụ bởi dây dẫn Nếu không có dao động

kí hai chùm tia thì GV cần vẽ trước đồ thị biểu diễn hiệu điện thế và cường độ dòng điện qua tụ theo thời gian trên giấy to hoặc trên bảng

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

Hoạt động 1 :

HS : Học sinh mắc mạch điện

HS : Đèn sáng

HS : Dòng điện

HS : Sáng hơn

GV : Hướng dẫn học sinh cách mắc

sơ đồ như hình 38.1

GV : Sau khi đóng khóa K ta thấy đèn như thế nào ?

GV : Hiện tượng này chứng tỏ trong

mạch xuất hiện cái gì ?

GV : Nếu tụ điện bằng dây dẫn thì độ

HS : Tụ điện có tác dụng cản trở đối với

dòng điện xoay chiều

HS : u và i biến thiên điều hòa cùng tần

số và lệch pha /2 đối với hiệu điện thế

Hoạt động 2 :

HS : u = Uosint

HS : q = Cu = CUosint

HS : i = d (CU osin t)

dt  CUocost

Hay i = Iocost (38.2)

Với Io = CUo là biên độ của dòng

điện qua tụ điện

HS : u = Uosint = Uocos(t -

2



)

HS :

2



Hoạt động 3 :

HS : Bằng 0

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 hiệu điện thế giữa

hai bản của tụ điện ?

GV : Viết biểu thức điện tích tức thời

trên bản của tụ điện nối vào điểm M ?

GV : Với quy ước : u > 0 nếu điện thế

của điểm M lớn hơn điện thế của điểm

N, i > 0 nếu dòng điện chạy từ M đến

N Hãy tìm biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch ?

GV : Hướng dẫn học sinh biến đổi

biểu thức hiệu điện thế giữa 2 bản của

tụ điện ?

GV : So sánh pha của u và i ?

HS : 

2



HS : Học sinh tự vẽ giãn đồ vectơ

Hoạt động 4 :

HS : Giống nhau

HS : R

HS : Cản trở dòng điện

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



C

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 ZC giống đại lượng nào ?

GV : Nêu ý nghĩa của ZC ?

IV / NỘI DUNG :

1 Thí nghiệm

Hình 38.1 Sơ đồ thí nghiệm nghiên cứu tác dụng của tụ điện trong mạch điện

xoay chiều

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

Giả sử giữa hai bản tụ điện M và N có hiệu điện thế xoay chiều :

u = Uosint (38.1) Điện tích trên bản M ở thời điểm t là :

q = Cu = CUosint

Quy ước chiều dương của dòng điện là chiều từ A tới B thì i = dq

dt do đó :

i = d (CU osin t)

dt  CUocost hay i = Iocost (38.2)

với Io = CUo là biên độ của dòng điện qua tụ điện

Vì u = Uosint = Uocos(t -

2



) nên ta thấy dòng điện qua tụ điện sớm pha

2



đối với hiệu điện thế

3 Giản đồ vectơ

Như vậy, trên giản đồ vectơ cho đoạn mạch chỉ có tụ điện, vectơ U

lập với

vectơ I

một góc

2



theo chiều âm (xem Hình 38.4)

Hình 38.4 Giản đồ vectơ cho đoạn mạch chỉ có tụ điện và pha ban đầu của dòng

điện bằng không

4 Định luật Ôm cho đoạn mạch có tụ điện Dung kháng

Chia hai vế của biểu thức Io = CUo cho 2 ta có :

I = U Nếu đặt

ZC = 1

C

Thì :

I =

C

U

Đối với dòng điện xoay chiều tần số góc , đại lượng ZC giữ vai trò tương

tự như điện trở đối với dòng điện không đổi và được gọi là dung kháng của tụ điện

Đơn vị của dung 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 39