các mạch điện xoay chiều

Câu 2: viết biểu thức tính giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện, điện áp, suất điện động của dòng xoay chiều Câu 3: cho điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch xoay chiều là: u = 80c

Bài 13: Tiết 22:

TRƯỜNG THPT QUANG TRUNG - ĐÀ NẴNG

TỔ VẬT LÍ

KIỂM TRA BÀI CŨ

Câu 1: hãy nêu định nghĩa dòng điện xoay chiều và định nghĩa cường độ dòng điện hiệu dụng?

Câu 2: viết biểu thức tính giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện, điện áp, suất điện động của dòng xoay chiều

Câu 3: cho điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch xoay chiều là: u = 80cos100лt (v) Hãy tìm tần số dòng điện và điẹn áp

hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch?

Đáp án:

Câu 3: f = ω/2л = 50 Hz

U = U0/√2 = 40 √2 V

Tiết 1:

I Mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở

II Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện

Bài 13: CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

Giới thiệu:

Thực nghiệm và lí thuyết đều chứng tỏ nếu cường độ dòng xoay chiều trong đoạn mạch có dạng:

i = I0cosωt = I √2cosωt (13.1)

u = U0cos(ωt +φ) (13.2)

thì điện áp xoay chiều ở hai đầu đoạn mạch có cùng tần số ω

và u có dạng:

Trong đó: Đại lượng φ được gọi là độ lệch pha giữu u và i

 Nếu φ > 0 thì u sớm pha φ (nhanh pha φ) hơn i

 Nếu φ < 0 thì u trễ pha |φ|(chậm pha φ) hơn i

 Nếu φ = 0 thì u cùng pha với i

Bài 13: CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

I MẠCH ĐIỆN CHỈ CÓ ĐIỆN TRỞ

~

u R i

 Nối hai đầu mạch chỉ có điện trở R vào điện áp xoay

chiều u = U√2cosωt như hình vẽ

 Em nào có thể nhắc lại biểu thức định luật Ohm trong dòng

điện một chiều không đổi?I = U /R

 Vì đây là dòng điện trong kim loại

nên theo định luât Ohm:

t

2 R

U R

u

i = = cosω

 Nếu ta đặt: I = U /R (13.3)

thì dòng điện i chạy qua điện trở là:

i = I √2cosωt (13.4)

1 Định luật Ohm cho đoạn mạch chỉ có điện trở R

mạch xoay chiều chỉ có điện trở có giá trị bằng thương số

giữa điện áp hiệu dụng và điện trở của mạch”

 Từ biểu thức dòng điện tức thời i chạy qua R và biểu thức u

ở hai đầu đoạn mạch chỉ có R em hãy cho biếtđộ lệch pha

giữa u và i là bao nhiêu?

o Độ lệch pha giữa u và i trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có R

là: φ = 0

2 Trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có R thì cường độ tức

thời trong mạch cùng pha với điện áp ở hai đầu đoạn mạch

I MẠCH ĐIỆN CHỈ CÓ ĐIỆN TRỞ

II MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN

1 Thí nghiệm

Hình 13.3a

Hình 13.3b

 Hình 13.3a cho thấy ampe kế

chỉ không chứng tỏ dòng điện một chiều không qua tụ

 Hình 13.3b ampe kế có giá trị khác không, đó là giá trị hiệu

dụng của dòng điện

Kết luận: Dòng điện xoay

chiều có thể tồn tại trong những mạch có chứa tụ điện

2 Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện

u

+

C i

~

a) Khảo sát mạch chỉ chứa tụ

 Điện áp u giữa hai bản tụ điện u = U0cosωt = U√2cosωt

 Điện tích trên bản tụ bên trái:

q = uC = UC√2cosωt (13.5)

 Giả sử tại thời điểm t, i có chiều như hình vẽ và bản tụ bên

trái đang tích điện dương q, do đó điện tích của tụ tăng lên

Tại t +Δt điện tích của tụ là: q + Δq, nghĩa là tăng thêm một lượng Δq

 Cường độ dòng điện tại thời điểm t là:

i = Δq / Δt (13.6)

 Vì Δq và Δt là những đại lượng vô

cùng nhỏ nên: i = dq / dt

(13.6’)

 Vậy i = - ω UC√2sinωt ; hay:

i = ω UC√2cos(ωt + л/2) (13.7)

 Dòng điện trong mạch có tụ là dòng điện tích truyền qua

mạch dây dẫn từ bản tụ tích điện dương sang bản tích điện âm

Dòng điện ở hình vẽ trên có “chạy qua” hai bản tụ không?

Nếu có thì chiều dòng điện sẽ chạy như thế nào?

+

C i

~

a) Khảo sát mạch chỉ chứa tụ

chọn thì i = - dq/dt

b) Định luật Ohm cho đoạn mạch xoay chiều chỉ chứa tụ điện

 Từ (13.7) nếu đặt I = UωC

thì : i = I √2cos(ωt + л/2) (13.8)

 Và: u = U√2cosωt (13.9)

 Nếu lấy pha ban đầu của i bằng 0 thì:

i = I √2cos(ωt) (13.8’)

u = U√2cos(ωt- л/2) (13.9’)

 Theo trên : I = UωC có thể viết lại I = U /(1/Cω)

 Nếu đặt : Zc = 1/ Cω (13.10) thì: I = U/ Zc (13.11)

 Ta thấy Zc đóng vai trò như R trong công thức (13.3)

Đại lượng Zc được gọi là dung kháng của mạch

điện có giá trị bằng thương số điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch và dung kháng của mạch”

3 So sánh pha dao động của u và i

 Từ hai biểu thức (13.8’) và (13.9’) ta thấy: “ trong mạch chỉ

chứa tụ điện thì i qua tụ sớm pha л/2 so với u ở hai đầu tụ

( hay u trễ pha л/2 so với i)”

 Nói khác là: “trong mạch điện xoay chiều tụ điện là

phần tử có tác dụng làm cho cường độ dòng điện tức thời sớm pha л/2 so với điện áp tức thời”

b) Định luật Ohm cho đoạn mạch xoay chiều chỉ chứa tụ điện

3 Ý nghĩa của dung kháng

 Zc là đại lượng biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều của tụ

 Nếu C càng lớn thì Zc càng nhỏ → dòng điện xoay chiều bị cản trở ít

 Nếu ω lớn (tức là dòng điện cao tần) thì Zc nhỏ → dòng

điện xoay chiều bị cản trở ít và ngược lại

CỦNG CỐ

Câu 1: phát biểu nào sau đây đúng.

A Trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có R thì u luôn sớm pha hơn i

B Trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có R thì i luôn sớm pha

hơn u

C Trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có tụ C thì i luôn sớm pha hơn u một lượng là л/2

D Trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có tụ C thì u luôn sớm pha hơn i một lượng là л/2

C Trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có tụ C thì i luôn sớm pha hơn u một lượng là л/2

CỦNG CỐ

Câu 2: Cho u = 220 √2cos(100лt ) V; C = 1/1000л F Hãy viết biểu thức i qua tụ? Chọn đáp án đúng

A i = 22 cos(100лt -л/2 ) , A

B i = 22 √2cos(100лt -л/2 ) , A

C i = 22 cos(100лt +л/2 ) , A

D i = 22 √2cos(100лt +л/2 ) , A

D i = 22 √2cos(100лt +л/2 ) , A

HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ

Những kiến thức cần nắm vững:

- Định luật Ohm cho đoạn mạch xoay chiều chỉ chứ tụ C và chỉ chứa điện trở R

- Mối quan hệ giữa u và i trong hai đoạn mạch đó.

- Công thức tính Z c

Ôn tập lại công thức tính suất điện động tự cảm trong

mạch chỉ có cuộn cảm thuần.