Bài 13. Các mạch điện xoay chiều

Bài 13. Các mạch điện xoay chiều tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh...

KIỂM TRA BÀI CŨ

1 Dòng điện xoay chiều là gì? Viết biểu thức cường độ dòng điện xoay

chiều tổng quát.

2 Nêu những đại lượng đặc trưng cho dòng điện xoay chiều?

CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

Bài 13

- Nếu cường độ

+ Dòng điện và điện áp có cùng tần số góc ω (cùng f, cùng T)

Khảo sát mạch điện xoay chiều như hình vẽ

+ Thì điện áp:

+ Độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện:

Mạch

∼

u

i

~

Bài 13 CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

i I = ω ϕ t + = I ω ϕ t + A

+ ϕu - ϕi = ϕ là độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện:

+ Nếu ϕi = 0, biểu thức dòng điện:

+ Mặt khác ϕu - ϕi = ϕ ϕu = ϕ nên biểu thức điện áp sẽ là:

Mạch tiêu thụ

∼

u

i

ϕ > 0 u sớm pha ϕ so với i

ϕ < 0 u trễ pha so với i

ϕ=0 u cùng pha với i

Nếu:

i = I0cosωt = I cosωt

u = U0cos(ωt+ϕ) = U cos(ωt+ϕ)

QUAN SÁT CÁC HÌNH ẢNH SAU

1 Những thiết bị tiêu thụ điện là điện trở thuần

2 Những thiết bị tiêu thụ điện là tụ điện

3 Những thiết bị tiêu thụ điện là cuộn dây

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 R

C

I Mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở ∼

U

i

R

- Nối hai đầu R vào điện áp xoay chiều:

u = U0cosωt = U cosωt

Theo định luật ôm ta có: i = =

Ta đặt: I =

Thì biểu thức cường độ dòng điện:

i = I0cos ω t = I cos ω t

Kết luận: 1 Định luật Ôm đối với mạch điện xoay chiều: Cường độ hiệu dụng trong mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở có giá trị bằng thương số giữa điện áp hiệu dụng và điện trở của mạch

2 Độ lệch pha giữa u và i : cùng pha với nhau

∼ U

i

R

3 Giản đồ vectơ:

O

i = I0R cos ω t = I cos ω t

u = U0R cos ω t = U cos ω t

2 2

C A

K

B

D Đ2

Đ1

C A

K

B

D Đ2

~

ξ

C

C

II MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN

1 Thí nghiệm

*Tụ điện cho dòng điện xoay chiều đi qua nhưng có tác dụng cản trở, gây ra dung kháng Zc

(H.a)

(H.b)

Bài 13 CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

- Kết quả:

+ Tụ điện không cho dòng điện một chiều chạy qua

+ Dòng điện xoay chiều có thể tồn tại trong những mạch

điện có chứa tụ điện

II MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN

2 Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện

Điện áp giữa hai bản tụ điện:

+ Cường độ dòng điện trong mạch

+ Điện tích của tụ điện:

∼

C

u

i

u = U0cosωt = U cosωt

q = Cu = CU cosωt

i = = - ωCU sinωt = ωCU cos(ωt+π/2)

i = I cos(ωt+π/2)

Đặt I = ωCU

2

2

2

II MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN

2 Khảo sát mạch điện xoay chiều thuần C

- Nếu ϕi=0 thì:

u= U cos ω t

i = I cos(ωt+π/2)

i= I cos ω t u = U cos(ωt-π/2)

Từ công thức: I = ωCU ⇒

Đặt

ZC gọi là dung kháng (Ω)

+ Định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ chứa tụ điện: Cường độ hiệu dụng trong mạch chỉ chứa tụ điện

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

U I

1 C

= ω

C

U I

Z

=

C

1 Z

C

= ω

2

2

II MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN

2 Khảo sát mạch điện xoay chiều thuần C

∼

C

u

i

i= I cos ω t

u = U cos(ωt-π/2)

u trễ pha π /2 so với i (hay i sớm pha π /2 so với u )

+ Định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ chứa tụ điện:

+ So sánh pha dao động của u và i

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

UoC

IoC

2

2

C

U I

Z

=

II MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN

∼ C

u

i

3 Ý nghĩa của dung kháng:

* Biểu thức:

+ ZC là đại lượng biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều của tụ điện.

+ Dòng điện xoay chiều có tần số cao (cao tần) chuyển qua tụ điện càng dễ hơn dòng điện

xoay chiều tần số thấp.

+ ZC cũng có tác dụng làm cho i sớm pha π /2 so với u.

1 Thí nghiệm

2 Khảo sát mạch điện xoay chiều thuần C

C

1 Z

C

= ω

1

2 fC

=

π

Mạch chỉ có điện trở Mạch chỉ có tụ điện

Biểu thức cường độ dòng điện

i= I0 cos t = I cos t (A)

Biểu thức điện áp giữa 2 đầu đoạn mạch :

u = U0 cos t = U cos t (V) u = U0 cos( t - )= U cos( t- )(V)

Định luật Ôm

I=  I= ,

Độ lệch pha giữa giữa i và u

uC cùng pha so với i uC trễ pha π/2 so với i

HAY i sớm pha π/2 so với uC

+ Giản đồ vectơ

Mạch chỉ có điện trở Mạch chỉ có tụ điện

Biểu thức điện áp giữa 2 đầu đoạn mạch :

Định luật Ôm

Độ lệch pha giữa giữa i và u

uC cùng pha so với i uC trễ pha π/2 so với i

HAY i sớm pha π/2 so với uC

+ Giản đồ vectơ CỦNG CỐ

Bài 1: Điện áp tức thời giữa 2 đầu đoạn mạch

u = 220 cos 1 00 t ( V) và cường độ dòng điện trong mạch là = 5 cos (100 t - )(A).Đô lệch pha của i

so với u là:

A. u sớm pha - so với I

B. u trễ pha - so với i

C. u sớm pha so với i

D. u trễ pha so với i

VẬN DỤNG

Bài 2 Biểu thức cường độ dòng điện xoay chiều chạy qua

điện trở thuần R=150 là i= 2 cos (1 00 t - ) (A) Biểu thức điện áp trong mạch là:

A. u = 300 cos (1 00 t - ) ( V)

B. u =150 cos (1 00 t - ) ( V)

C. u = 300 cos (1 00 t + ) ( V)

D. u = 150 cos (1 00 t + ) ( V)

VẬN DỤNG

a Tính dung kháng của mạch ?

b Tính cường độ dòng điện hiệu dụng của mạch?

c Viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch?

Bài 3 Đặt vào 2 đầu tụ điện một điện áp có biểu thức

biết

2 cos 100 ( ) 2

π 1000 1

=

XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN