Tài liệu Mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp ppt

+ Nếu thay đổi L, giữ nguyên C và ωthì ZC không đổi do đó khi cộng hưởng thì Zmax⇒ UC = IZCcũng đạt cực đạI còn.. L Z =Lωbị thay đổi theo L do đó UL=IZL nói chung không đạt cực đại lực c

Bài 14 - MẠCH XOAY CHIỀU CÓ R, L, C (TIẾP)

A- Trả lời các câu hỏi kỳ trước:

1- Có phảI khi cộng hưởng thì UL, UC đều cực đại?

- Như bài trước ta đã nhận xét: để tạo ra cộng hưởng, phải làm cho ZL=ZC 1

L C

ω ω

⇒ = do đó có 3 cách tạo ra cộng hưởng

+ Nếu thay đổi L, giữ nguyên C và ωthì ZC không đổi do đó khi cộng hưởng thì Zmax⇒ UC = IZCcũng đạt cực đạI còn

L

Z =Lωbị thay đổi theo L do đó UL=IZL nói chung không đạt cực đại lực cộng hưởng

+ Tương tự: nếu thay đổi C, giữ nguyên L vàωthì khi cộng hưởng

UL=IZL sẽ đạt cực đại còn UC=IZC nói chung không cực đại

+ Nếu giữ nguyên L, C mà thay đổI ωthì cộng hưởng I max còn

ZL, ZC đều bị thay đổI nên nói chung cũng không đạt cực đại

- UL và UC lúc cộng hưởng không nhất thiết phải lớn hơn U chung Quan hệ giữa UL, UC v à U lúc cộng hưởng còn tuỳ thuộc giá trị của R với ZL, ZC do đầu bài cho

2- Có trường hợp nào I khi cộng hưởng lại gần bằng I lúc bình thường ko?

Trường hợp này có thể xảy ra nếu điện trở thuần R của mạch lớn hơn nhiều so với ZL,ZClúcchưacộnghưởng

Ví dụ: Mạch R, L, C nối tiếp có U=100V, R= 400Ω; ZL=60Ω; ZC=20Ω Thay đổi L để xảy ra cộng hưởng: so sánh IC lúc đầu với I lúc cộng hưởng - Ban đầu: 2 ( )2

400 60 402

120

0, 2985 402

U

Z

- Khi cộng hưởng: max 120 max

400

U

Cm = m ZC = = V << = U V

B- Bài tập

200

10 4 100 2

C

Z

π

L B

V

U ∼

A

A a- Tính L và số chỉ Ampe

-

AB

I

Theo giả thiết: UAB =U=120V

2 2

200

C

Z

100

L

Z

- chủ

0,54

100 5

200 100

AB L

U

A

b- Tính L và số chỉ khi UV C max

Từ UC=I ZC => khi thay đổi L và ZC không đổi => UC max

Khi Imax => xảy ra cộng hưởng

200

100

L

L C

Z

Lúc này Imax = 120

1, 2 100

U

A

1, 2 100 200 120 5 268,3

V

chỉ 268,3V V

B- Bài giảng: Giải bài toán dòng điện xoay chiều bằng cách lập hệ nhiều

phương trình

1- Nguyên tắc: Nếu trong mạch xoay chiều ta đã biết tất cả các số liệu về R,

L, C và biết hiệu điện thế U đặt vào mạch thì chúng ta sẽ tách được tất cả các đại lượng trong mạch như I, U, P…

Nếu có 1 trong các đại lượng trên chưa biết thì đầu bài phải cho thêm một điều kiện bổ sung nAhư số chỉ , số chỉ , góc lệch pha V ϕ…

Số điều kiện cho thêm phải đúng bằng số đại lượng còn thiếu thì bài toán mới đủ điều kiện để giải

2- Cách giải: Sử dụng các điều kiện đầu bài đã cho để lập hệ phương trình

Số phương trình cần lập phải đúng bằng số ẩn còn thiếu

U

R

A

C

D

B

L

Ví dụ 1: Cho mạch điện như hình vẽ

U=U0sin100π t(V)

100 3

Dùng vôn kế có điện trở rất lớn:

- Mắc vào A,C thì vôn kế chỉ 200V và mắc vào UAC sớm pha hơn i:

6

π

C

- Mắc vào B, D thì vôn kế chỉ 173,2V và UBD trễ pha hơn i:

3

π

a- Chứng minh rằng cuộn dây có điện trở r

b- Tính r, L, C và U0

c- Viết biểu thức của i và của U ở hai đầu cuộn dây

GIẢI

a- Chứng minh cuộn dây có r: Giả sử cuộn dây không có điện trở Khi đó UL sớm pha hơn i:

2

π

UC trễ pha hơn i:

2

π

=> UL ngược pha với UC => UBD sẽ

lệch pha

2

π

so với i => trái với giả thiết là lệch pha so với i:

3

π

Vậy cuộn dây phải có r

UAC

2

ϕ1

ϕ

Ur""#

L

U ""#

Rr

U """#

BD

U """"#

C

U"""#

I

#

C

U"""#

L

U ""#

b- Tính r, L, C, U0

-

2

1

200

(1)

100 3

1

100 3

(2) 3

AC AC

L

Br L

U

I

Z

tg

r Z

π

+ +

Thay (2) vào (1) ta có:

(3)

100 3 2

100 3

100 3

3

I

r r

r

+

-

2

100 3

(4)

BD BD

C L

U

Z r + Z −Z

I = = Theo giả thiết UBD trễ pha hơn i => ZC > ZL

2

r

3

C L

π

Thay (5) vào (4):

2

(6) 2 3

I

r

+

Từ (3) và (6): 200 3 100 3

2 2(100 3 )

r r

- Từ (2):

100 3 100 3 100 3

200

200 2 100

L L

r Z

Z

Ω

- Từ (5):

5

3 3.100 3 300

300 300 200 500

.10 500.100

C L

C

- Từ (6):

100 3 100 3

0,5

200 3 500 200

100 12 9 100 21

0,5 2.100 21 50 42 648

C L

r

2

c- Viết biểu thức i và UBC

- I0 =I 2 0,5 2= A

Góc lệch pha giữa U và i là ϕ

2

100 3 100 3 200 3 0,714

L C

tg

rad

ϕ

ϕ

⇒ = −

−

ϕ<0 chứng tỏ U trễ pha hơn i => i sớm pha hơn U

Vậy i = 0,5 2 sin(100 π t + 0,714) A

- Hiệu điện thế ở hai đầu cuộn dây

0

r

0,5.100 3 4 50 7

2 50 14 187

BC BC

L L

tg

$

BC

U

U"#

ϕ

I

UC

URr

Ur

UL

=> UBC sớm pha hơn U ' 0,857 0,714 1,571

2

π

Vậy 187sin 100

2

BC

π π

BÀI TẬP VỀ NHÀ

1- Cho mạch điẹn như hình vẽ Các vôn kế có điện trở rất lớn, ampe kế có điện trở không đáng kể Am pe kế chỉ 0,4A, vôn kế 1 chỉ 100V, vôn kế 2 chỉ 48V UAB

sớm pha hơn i góc ϕ1với 1 4

3

ϕ

a- Tính R, ZL, ZC và U

b- Thay đổi f đến giá trị 100 Hz thì ZL=10Zc Tính L, C và f0 ban đầu

U∼

A

V2 V1

2- Làm các bài tập trong bộ đề luyện thi ĐH 43(2), 50(2)