Bài 13. Các mạch điện xoay chiều

CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU  Viết biểu thức cường độ dòng điện xoay chiều tổng quát, gọi tên của các đại lượng.. TIẾT 22 - BÀI 13CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU Các thiết bị tiêu thụ điện có rất

TIẾT 22 - BÀI 13

KIỂM TRA BÀI CŨ

 Viết biểu thức dòng điện có biên độ 10A, tần số 50Hz và có pha ban đầu bằng 0.

CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

 Viết biểu thức cường độ dòng điện xoay chiều tổng quát, gọi tên của các đại lượng.

Viết biểu thức hiệu điện thế có biên độ 200V, cùng tần số với dòng điện trên, lần lượt cùng pha, sớm

pha vuông góc, trễ pha vuông góc với dòng điện

trên.

TIẾT 22 - BÀI 13

CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

Các thiết bị tiêu thụ điện có rất nhiêu loại Có thiết bị chỉ có tác dụng tỏa nhiệt như ấm đun nước, bàn là, bóng đèn dây tóc

Có loại thì có có tác dụng sinh ra từ trường như máy biến áp, chấn lưu đèn ống, …

* Những thiết bị này liệt vào hàng điện trở thuần

Có loại có tác dụng tích điện

* Những thiết bị này gọi chung là cuộn cảm

* Đó là những chiếc tụ điện

Như vậy các thiết bị tiêu thụ điện mặc dù có rất nhiều nhưng có thể được phân thành ba loại:

Điện trở Tụ điện Cuộn cảm

L

* Độ lệch pha giữa điện áp và dòng

điện trong đoạn mạch xoay chiều

i I cos = ω + ϕ t

u = U cos ω + ϕ t

u i

ϕ = ϕ − ϕ

TIẾT 22 - BÀI 13

CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

+ Độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện:

+ Biểu thức dòng điện:

+ Biểu thức điện áp: Mạch tiêu thụ

∼

u

i

Chú ý: Đại lượng được ký hiệu là ϕ trong mạch điện xoay

chiều phải được hiểu là ∆ϕ

0

ϕ >

0

ϕ <

0

ϕ =

u sớm pha so với i ϕ

u trễ pha so với i ϕ

u cùng pha với i Nếu:

( i )

U 2 cos t

I MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ ĐIỆN TRỞ

∼

U

i

R

Điện áp hai đầu đoạn mạch:

Cường độ dòng điện tức thời trong mạch:

? Kết luận về pha giữa uR (u) và i trong đoạn mạch xoay

chiều chỉ chứa điện trở.

2 Quan hệ giữa điện áp và cường độ dòng điện:

+ Biên độ:

+ Pha:

1 Định luật Ohm:

( )

u = U 2 cos ω t

u i

R

= U 2 cos ( ) t = I 2 cos ( ) ω t

R

U = I R

0 0

U I

R

=

ϕ = ϕ

hay

uR cùng pha với i

U I.R =

U I

R

= hay

3 Giản đồ vector: I ur0

? Nhắc lại công thức cđdđ tổng quát.

? Hãy so sánh và suy

ra công thức cường

độ hiệu dụng.

0R

U

uuuur

O

? Phát biểu định luật Ohm đối với mạch điện xoay chiều

thuần điện trở.

II MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN

1 Thí nghiệm

+TN1: Bố trí như hình vẽ.

* Kết luận: Dòng điện xoay chiều có thể tồn tại trong mạch chứa tụ

điện.

+ TN2: Bố trí như hình vẽ.

ε

∼

? Hãy nhận xét về tác dụng của tụ điện đối với dòng điện

không đổi và dòng điện xoay chiều

Quan sát: Đèn không sáng=>dòng một chiều không

thể tồn tại trong mạch có chứa tụ điện

Quan sát: Đèn sáng => có dòng điện chạy qua tụ

II MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN

2 Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện

a/ Điện áp giữa hai bản tụ điện:

+ Cường độ dòng điện trong mạch

+ Điện tích của tụ điện:

∼

C

u

i

0

u U cos t = ω = U 2 cos t ω

q Cu = = CU 2 cos t ω

với

c/ Pha dao động: Điện áp giữa hai bản tụ trễ pha π /2 so với cường độ dòng điện

q i

t

∆

=

∆

CU 2 sin t

= −ω ω U C 2 cos t

2

π

I U C = ω

* Định luật Ohm cho đoạn mạch chỉ chứa tụ điện:

Từ công thức: I= UωC ⇒I U

1 C

= ω

C

U

I

Z

=

=q’

C

1 Z

C

= ω

2

π

ϕ = ϕ −

* Giản đồ vector cho đoạn mạch chỉ chứa tụ điện:

0C

U uuuur I ur0

? Hãy so sánh pha dao động của uC và i.

dq i

dt

=

2

π

=  ω + ÷

b/ Nếu thì: ϕi = 0 i = I 2 cos tω

u U 2 cos t

2

π

=  ω − ÷

Z C Gọi là dung kháng của mạch( )Ω

U I

R

=

? Hãy so sánh và cho biết vai trò của trong mạch?

Đơn vị?

1 C

ω

? Hãy phát biểu định luật Ohm đối với

mạch chỉ có tụ điện.

+

II MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN

2 Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện ∼

C

u

i

c/ Pha dao động: Điện áp giữa hai bản tụ trễ pha π /2 so với cường độ dòng điện

* Định luật Ohm cho đoạn mạch chỉ chứa tụ điện:

C

U

I

Z

C

= ω

* Giản đồ vector cho đoạn mạch chỉ chứa tụ điện:

0C

U uuuur I ur0

b/ Nếu thì: ϕi = 0 i = I 2 cos tω

u U 2 cos t

2

π

=  ω − ÷

Z C Gọi là dung kháng của mạch( )Ω

a/ Điện áp giữa hai bản tụ điện:

VD: u 220 2 cos100 t V( )

1

1000

=

π Tính ZC?

Tính I?

Viết biểu thức i?

C

( )

2

π

II MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN

∼

C

u

i

3 Ý nghĩa của dung kháng:

+ Dung kháng đặc trưng cho tính cản trở dòng xoay

chiều của tụ điện Dòng điện có tần số càng cao thì

dung kháng cảng giảm, càng dễ đi qua

+ Gây ra sự chậm pha π/2 của điện áp so với cường

độ dòng điện

C

1 Z

C

= ω

1

2 fC

= π

* Biểu thức:

* Ý nghĩa

CỦNG CỐ

* Kết luận về đoạn mạch chỉ chứa điện trở thuần

1/ Quan hệ giữa điện áp và cường độ dòng điện

+ Biên độ:

3/ Pha:

2/ Định luật Ohm:

U = I R

0 0

U I

R

=

ϕ = ϕ

hay

uR cùng pha với i hay

U I.R =

U I

R

= hay

+ Giản đồ vector I ur0

0R

U uuuur

( )

u = U 2 cos ω t

( )

i = I 2 cos ω t

UR= U i

R

CỦNG CỐ

* Kết luận về đoạn mạch chỉ chứa tụ điện

C

U I

Z

= Với ZC 1

C

= ω

1

2 fC

= π

2

π

ϕ = ϕ −

0C

U uuuur I ur0

Gọi là dung kháng

+ Dung kháng đặc trưng cho tính cản trở dòng

xoay chiều của tụ điện Dòng điện có tần số càng

cao thì dung kháng cảng giảm, càng dễ đi qua.

+ Gây ra sự chậm pha π/2 của điện áp so

với cường độ dòng điện

* Ý nghĩa dung kháng:

1/ Quan hệ giữa điện áp và cường độ dòng điện

u U 2 cos t

2

π

( )

i = I 2 cos ω t

C

uC= U

i

2/ Định luật Ohm:

3/ Pha: uC trễ pha π /2 so với i

+ Giản đồ vector:

+ Biên độ: U = Z I

BÀI TẬP:

Cho đoạn mạch điện như hình vẽ.

Khi đặt điện áp xoay chiều u vào hai đầu

mạch thì dòng điện qua mạch là:

( )

2

π

BiếtR = 60 ,Ω C = 10−4 F

π

R

C

A M

B

a/ Tính dung kháng của mạch?

c/ Viết biểu thức điện áp tức thời giữa A và M ; giữa M và B?

HD:

AM

C

= = ω

a/ Dung kháng của mạch:

100

= Ω

c/ Viết biểu thức điện áp tức thời :

2

π

=  π + ÷=

2

π