so với dòng điện. Xác định hai phần tử trên.. Bài 2: Cho mạch điện xoay chiều gồm hai phần tử mắc nối tiếp. a) Xác định tên hai phần tử trên giải thích. b) Tính giá trị mỗi phần tử. - Lầ[r]
Trang 1MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU RLC NỐI TIẾP CƠ BẢN
A Ôn tập lý thuyế
1 Viết công thức tính tổng trở, công thức định luật Ôm?
2 Trình bày mối quan hệ về pha giữa u và i, vẽ giản đồ vec tơ?
3 Nếu biết độ lệch pha giữa u và i và tổng trở của mạch thì tính điện trở của mạch như thế nào?
4.Nếu biết độ lệch pha giữa u và i và UR của mạch thì tính U của mạch như thế nào?
5 Nếu biết độ lệch pha giữa u và i, U và UR , Rcủa mạch thì tính Z của mạch như thế nào?
B Bài tập minh họa
1 Giá trị hiệu dụng và Z , viết biểu thức
Bài 1: Cho mạch điện xoay chiều Biết R=10,r=0, L=0,032
10
1
3
AB
π
u = cos πt + V
a Tính tổng trở của đoạn mạch, cường độ dòng điện hiệu dụng.(HSY)
b Viết biểu thức dòng điện ( HSTB)
c Viết biểu thức điện áp giữa hai đầu mỗi phần tử ( HSK)
d Khi uAM bằng một nửa giá trị cực đại và đang tăng thì uMB bằng bao nhiêu và đang tăng hay giảm.( HSG)
Bài 2: Cuộn dây điện trở không đáng kể có cảm kháng ZL=70, mắc nối tiếp với tụ điện có dung kháng
ZC=50 Dòng điện trong mạch có biểu thức i=5 2 cos100t(A)
a Tính UL và UC (HSY)
b Viết biểu thức của uL và uC ?.( HSTB)
c Tìm U ?.( HSK)
d Khi i = 2,5 A và đang tăng thì u bằng bao nhiêu và đang tăng hay giảm ?( HSG)
Bài 3: Cho mạch điện xoay chiều tần số f = 50Hz R=17,3 10 3 ,
r = 0, L=0,096
10
3
3
AB
π
u = cos πt + V
a Tính tổng trở của đoạn mạch.Cường độ dòng điện hiệu dụng.(HSY)
b Viết biểu thức dòng điện ( HSTB)
c Viết biểu thức điện áp giữa A và N, giữa N và B.( HSK)
d Để u hai đầu đoạn mạch cùng pha với i trong mạch thì phải thay đổi cấu tạo mạch như thế nào?( HSG)
Bài 4: Cho mạch điện xoay chiều Điện trở của cuộn dây không đáng kể Dùng một vôn kế có Rv>>, đo điện áp giữa hai đầu mỗi phần tử ta được: UR=40V, UC=20V, UL=50V Tìm số chỉ
của vôn kế nếu mắc nó:
a.Giữa N và B (HSY) b Giữa A&M.(HSTB)
c Giữa A&B.(HSK) d Khi uNB = 15 V và đang tăng thì uAM bằng bao nhiêu và đang tăng hay giảm?( HSG)
Tổng kết phương pháp
1 Cho u = U cos ωt0 ( + φ), R,L,C tìm i :
B1 Tính Z => I0
B2 Tính tg i u i
2 Cho u = I cos ωt0 ( + φ), R,L,C tìm U :
B1 Tính Z => U0 B2 Tính tg u i u
0
I
Dạng 2: Các thông số R,L,C
Bài 1 Cho dòng điện xoay chiều tần số f=50Hz Các máy đo A, V1, V2
và V3 lần lượt chỉ các giá trị: 2A, 100V, 160V và 100V
a Tính ZC suy ra C.(HSY) b Tính ZMN và ZMP (HSTB)
c.Tính R, L của cuộn dây.(HSK-G)
Bài 2 Cho mạch điện xoay chiều gồm hai phần tử mắc nối tiếp: Biết điện áp hai đầu đoạn mạch chậm pha
3
π
so với dòng điện
a Xác định hai phần tử trên (HSY-TB) b) Biết U0=32V, I0=8A Tính giá trị của các phần tử.(HSK-G)
Tổng kết phương pháp
Vận dụng các công thức và kiến thức sau để lập hệ PT và biện luận
M
M
N
C L,r
N
A
V 3
Trang 22 2 2 2 2 2
Z R Z Z U U U U U U U U
U = Z
+ Khi ZL > ZC hay 1
LC
> 0 thì u nhanh pha hơn i
+ Khi ZL < ZC hay 1
LC
< 0 thì u chậm pha hơn i
+ Khi ZL = ZC hay 1
LC
= 0 thì u cùng pha với i Lúc đĩ IMax=U
R gọi là hiện tượng cộng hưởng dịng điện Cuộn dây thuần cảm khi hệ thức sau được thoả mãn 2 2
U U U U
III Bài tập ơn tập
Dành cho HS yếu - TB
Bài 1: Cho dịng điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp: R=132, L=0,734H
25
6
H, C=15,9 F
50
F Điện
áp hai đầu mạch cĩ tần số 50Hz, UC=200V a) Tính I a) Tính UL và U
Bài 2: Cho mạch điện xoay chiều gồm hai phần tử mắc nối tiếp Cho biết điện áp giữa hai đầu đoạn mạch và
cường độ dịng điện trong mạch: )( )
2 100 cos(
4 100 cos(
a) Xác định tên hai phần tử trên giải thích b) Tính giá trị mỗi phần tử
Dành cho HS Khá - Giỏi
Bài 3:Cho mạch điện xoay chiều hình cos R,L,C mắc nối tiếp: R=10, cuộn dây cĩ r=0, Cho điện áp hai đầu đoạn mạch: u100 2cos100t(V) Dịng điện trong mạch chậm pha hơn uAB gĩc
4
và nhanh pha hơn uAM
gĩc
4
Lập biểu thức i và biểu thức uAM ?
Bài 4: Một học sinh dùng một vơn kế nhiệt cĩ điện trở rất lớn và một điện trở chuẩn R0=50 để xác định điện trở thuần và độ tự cảm của một cuộn dây, cùng điện dung của một tụ điện
- Lần đầu tiên học sinh này mắc nối tiếp cuộn dây và tụ điện vào một mạch điện xoay chiều tần số 50Hz Đo các điện áp hai đầu mạch U, hai đầu cuộn dây Ud và UC thì được các giá trị: U=100V, Ud=40 5V, UC=100V
- Lần sau học sinh này mắc thêm Ro nối tiếp với cuộn dây và tụ điện vào mạch rồi đo điện áp U’C giữa hai bản của tụ điện thì được giá trị U’C=
3
5 100
V Hãy tính các đại lượng cần đo
Bài 5: Cho dịng điện xoay chiều tần số 50Hz Điện trở thuần R=10 và một cuộn dây mắc nối tiếp Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở, hai đầu cuộn dây và hai đầu đoạn mạch lần lượt đo được 2,39V, 4,5V và 6,5V a) Chứng tỏ cuộn dây cĩ điện trở hoạt động b) Tính điện trở và độ tự cảm của cuộn dây
Dạng 3: Liên quan tới độ lệch pha
Xét mạch điện như HV Nếu cĩ: iI0cos( t+ ) i ;
u U c t ; 0 os( )
u U c t
Thì:
* Độ lệch pha của uAB so với i là:
/
0, 0,
U sớm phahơni
U trễphahơni
* Độ lệch pha của i so với uAB là: '
* Độ lệch pha của hiệu điện thế uAN so với uAB là: AN AB/ u u
Trang 3* Lưu ý:
MB
2 cos sin
Bài tập minh họa
Bài 1: Cho mạch điện như hình vẽ Với uAB 200 3cos100 ( )t V ,
cường độ dòng điện trong mạch
2 os(100 )( )
3
i c t A giá trị dung kháng và cảm kháng chênh lệch nhau 2 lần
a.( HSTB-Y)Tính R, L và C b.( HSK-G)Tính độ lệch pha của UAN so với UAB và UAB so với UMB
50 3( ); 2Z ; 1,5( ); 10 4
2
;
Bài 2 : Một cuộn dây có độ tự cảm L, điện trở R mắc giữa 2 điểm A và B có
hiệu điện thế u100cos100 t (V) , ampe kế A chỉ 0,5A, hệ số công suất
của mạch là 2
2 , điện trở ampe kế không đáng kể
a ( HSTB-Y)Tìm độ lệch pha của UAB so với cường độ dòng điện
b.(HSK-G)Tính R và L
ĐS: a)
4
b) R 100 ; L 1(H)
Bài 3 Cho mạch điện như hình vẽ, cuộn dây thuần cảm
kháng L 0, 64(H)
4 10 ( )
, tần số dòng điện f không đổi, các hiệu điện thế UAN và UMB lệch pha nhau
một góc
2
Tính R
HD:
2
Bài 4: Các giá trị hiệu dụng u d 30 2 ( )V , UAB = 50(V); I = 1 (A), tần
số f = 50 (Hz), hiệu điện thế hai đầucuộn dây lệch pha so với hiệu điện
thế 2 đầu tụ điện góc 3
4
a Tìm r, L; b) Tìm UC, C
ĐS:
10
b)
3 10
70 ( );
7
MB