mach r,l,c noi tiep

KIỂM TRA BÀI CŨCâu 1 : Phát biểu nội dung và viết biểu thức định luật Ohm cho đoạn mạch xoay chiều chỉ có cuôn cảm thuần?. Câu 3 : Chứng minh rằng khi hai cuộn cảm thuần L1 và L2 mắc m

BÀI 14:

KIỂM TRA BÀI CŨ

Câu 1 : Phát biểu nội dung và viết biểu thức định luật Ohm cho đoạn mạch xoay chiều chỉ có cuôn cảm

thuần?

Câu 2 : Nêu mối quan hệ giữa u và i trong đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần; ý nghĩa của ZL?

Câu 3 : Chứng minh rằng khi hai cuộn cảm thuần L1 và

L2 mắc mối tiếp nhau trong mạch điện xoay chiều thì cuộn cảm tương đương có cảm kháng cho bởi:

ZL = (L1 + L2)ω

Bài 14:

I PHƯƠNG PHÁP GiẢN ĐỒ FRE-NEN

II MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP

Bài 14: MẠCH R, L, C MẮC NỐI TIẾP

I Phương pháp giản đồ Fre-nen

1 Định luật về điện áp tức thời

 Hãy cho biết hiệu điện thế trong mạch một chiều không đổi

có nhiều điện trở mác nối tiếp được tính như thế nào?

o Hiệu điện thế trong mạch điện một chiều không đổi có nhiều

điện trở mắc nối tiếp bằng tổng đại số hiệu điện thế ở hai đầu mỗi điện trở

 Tương tự như vậy em hãy cho biết điện áp tức thời ở hai

đầu mạch điện xoay chiều gồm nhiều đoạn mạch mắc nối tiếp

sẽ được tính như thế nào?

o “ Trong mạch điện xoay chiều gồm nhiều đoạn mạch mắc

nối tiếp thì điện áp tức thời giữa hai đầu của mạch bằng tổng đại số các điện áp tức thời giữa hai đầu của từng đoạn mạch ấy”

2 Phương pháp giản đồ Fre-nen

• Ta thấy rằng trong mạch điện xoay chiều các đại lượng u và i đều là

những đại lượng hình sin cùng tần số

• Khi có biểu thức u ở hai đầu đoạn mạch, để tìm i ta cần phải xác định φ

• Và khi giải các bài toán về mạch xoay chiều ta phải cộng đại số các giá

trị điện áp tức thời Việc làm này sẽ gây khó khăn Vì vậy ta có thể dùng phương pháp giản đồ Fre-nen để biểu diễn đại lượng u, i cho từng đoạn mạch.

2 Phương pháp giản đồ Fre-nen

R

UR

I

UR = RI

u cùng pha i

Mạch Các vector U và I Định luật Ohm

I

UC

C

u trễ pha л/2 so với i

i sớm pha л/2 sovới u

UC = ZCI

I

(thuần)

u sớm pha л/2 so với i

i trễ pha л/2 so với u

UL UL = ZLI

 So sánh pha của u và i; biểu thức định luật Ohm trong đoạn

mạch xoay chiều chỉ có điện trở R?

So sánh pha của u và i; biểu thức định luật Ohm trong đoạn

mạch xoay chiều chỉ có tụ điện C?

So sánh pha của u và i; biểu thức định luật Ohm trong đoạn

mạch xoay chiều chỉ cócuộn cảm thuần L?

II Mạch R,L,C mắc nối tiếp

1 Định luật Ohm cho đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp

Tổng trở

A

C

L

 Cho mạch điện xoay chiều gồm R,

L, C mắc nối tiếp như hình vẽ Điện

áp tức thời ở hai đầu đoạn mạch là: u

= U√2cosωt

 Hệ thức liên hệ giữa các điện áp

tức thời trong mạch là:

u = uR + uL + uc

 Nếu biểu diễn dưới dạng vector quay thì:

C L

U

I

ULC

UL

UR

UC

+

φ O

Giả sử UL < UC

ULC

UL

UR

UC

+

φ O

 Từ giản đồ ta có:

[ 2 ] 2

C

2 L

2 2

2 LC

2 R 2

I Z Z

R U

U U

U

− +

=

+

=

C L

LC U U

U =  + 

I Z Z

U LC = L − C

 Đặt:

 Ta có:

II Mạch R,L,C mắc nối tiếp

1 Định luật Ohm cho đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp

Tổng trở

 Nghĩa là:

( ) ( )2

C L

2

2 C L

2

Z Z

R Z

Z

U Z

Z R

U I

− +

=

=

− +

(14.2)

Với Z là tổng trở của mạch

CHÚ Ý: nếu UL > UC hay ZL > ZC thì các biểu thúc (14.1) và (14.2) vẫn đúng

II Mạch R,L,C mắc nối tiếp

1 Định luật Ohm cho đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp

Tổng trở

C L

2

2 C L

2

Z Z

R Z

Z

U Z

Z R

U I

− +

=

=

− +

=

a Biểu thức:

áp hiệu dụng của mạch và tổng trở của mạch”

I = U/ Z (14.3)

2 Độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện

I

ULC

UL

UR

UC

+

φ O

 Từ hình vẽ ta có:

R

LC

U

U

=

ϕ

tan

R

Z

Z U

U

R

C

=

ϕ

tan

 Nếu xét đén dấu của φ hoặc tanφ thì:

(14.4)

• Trong đó, φ là độ lệch pha giữa u và i

* Nếu ZL > ZC thì φ > 0: Điện áp u sớm pha hơn dòng điện i

một góc φ

* Nếu ZL < ZC thì φ < 0: Điện áp u trễ pha hơn dòng điện i

một góc φ

Chú ý: nếu nói φ là độ lệch pha của i đối với u thì:

R

Z

ZC − L

= ϕ

tan

3 Cộng hưởng điện

• Nếu z L = Z C thì tanφ = 0 → φ = 0 → dòng điện i cùng pha

với điện áp u.

• Khi đó tổng trở của mạch Z = R Cường độ dòng điện

hiệu dụng trong mạch sẽ đạy giá trị lớn nhất và bằng:

•I = U/ R → Z L = Z C → Lω = 1/ Cω

• Đó là hiện tượng cộng hưởng điện.

• Điều kiện để có hiện tượng cộng hưởng điện là:

Z L = Z C → Lω = 1/ Cω hay:

ω2 LC = 1 (14.5)

VẬN DỤNG , CỦNG CỐ

Câu 1: Đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp có R = 40Ω, Z c =

20 Ω, Z L = 60 Ω Đặt vào hai đầu mạch điện áp

u = 240√2cos100лt , V Cường độ dòng điện tức thời qua mạch là:

A i = 3√2cos100лt , A

B i = 6cos(100лt + л/4) , A

C i = 3√2cos(100лt – л/4), A

D i = 6cos(100лt - л/4) , A

D i = 6cos(100лt - л/4) , A

Câu 2: phát biểu nào sau đây không đúng khi nói

về hiện tượng cộng hưởng điện trong mạch có R,

L, C mắc nối tiếp:

A i cùng pha với u

B Tổng trở của mạch đạt giá trị lớn nhất

C Cường độ dòng hiệu dụng đạt giá trị lớn nhất

D Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch bằng điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở

VẬN DỤNG , CỦNG CỐ

B Tổng trở của mạch đạt giá trị lớn nhất

HƯỚNG DẪN TỰ HỌC Ở NHÀ

Câu 1: Phát biểu nội dung và viết biểu thức định luật Ohm cho đoạn mạch chỉ có R, L, C mắc nối tiếp?

Câu 2: Công thức tính tổng trở của mạch và độ lệch pha giữa u và i trong đoạn mạch R, L , c mắc nối tiếp? Điều kiện để có cộng hưởng điện và những hệ quả khi xảy ra cộng hưởng?

Câu 3: Làm các bài tập trong SGK