Bài 14. Mạch có R, L, C mắc nối tiếp

CHÀO MỪNG QUÝ THẦY CÔ
Về dự giờ thăm lớp 12D
GIÁO VIÊN: NGUYỄN VĂN THỦY
1 / NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
I - NHẮC LẠI KIẾN THỨC ĐÃ HỌC
1 / ĐOẠN MACH XOAY CHIỀU CHỈ CÓ MỘT PHÀN TỬ
BÀI 14: MẠCH CÓ R, L, C NỐI TIẾP
( MẠCH RLC)
Ví dụ:
1 / Xét đoạn mạch xoay chiều gồm R, L, C nối tiếp
* Giả sử cường độ dòng dòng điện chạy trong mạch là
i = I0cos(ωt + φi ) A
* Chú ý: Cường độ dòng điện tức thời trong mạch nối tiếp tại mọi điểm của đoạn mạch là bằng nhau.
a. Định luật về điện áp tức thời:
Trong mạch xoay chiều gồm nhều đoạn mạch nối tiếp thì điện áp tức thời giữa 2 đầu mạch bằng tổng đại số các điện áp tức thời giữa 2 đầu của từng đoạn mạch ấy
I / PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ PRE - NEN
mà i = I0 cos ( ωt + φi ) A
Vậy trong đoạn mach xc RLC thì u lệch pha so với i góc φ
Theo định luật về điện áp tức thời ta có:
uAB = uAM + uMN + uNB
Đoạn mạch AM chỉ có R:
=> uR = U0R cos ( ωt + φi ) V
Đoạn mạch MN chỉ có L:
=> uL= U0L cos (ωt + φi + π/2 ) V
Đoạn mạch NB chỉ có C:
=> uC = U0C cos (ωt + φi - π/2 ) V
b. Phương pháp giản đồ Fre - nen
Ta có thể tính uAB = uR + uL + uC
U0LC = U0L – U0C
Giả sử U0L > U0C
U20AB = U20R + ( U20L - U20C ) (1) hay
Vậy điện áp giữa 2 đầu đoạn mạch lệch pha so với cường độ i một góc φ
Trong đó φ = φu - φi (3)
=> uAB = U0cos (ωt + φi + φ ) V
2 / Định luật Ôm và tổng trở của mạch RLC
Và U0R = I0.R ; U0L = I0.ZL ; U0C = I0 .Zc
b. Tổng trở mạch RLC
c. Độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện
* Nếu ZL > ZC: Mạch có tính cảm kháng,
u nhanh pha hơn i góc , với (u - i = +  )
* Nếu ZL < ZC: Mạch có tính dung kháng,
u chậm pha hơn i góc , với  (u- i = -  )
* Nếu ZL= ZC: Mạch có tính điện trở,
u cùng pha với i (u= i => φ = 0 )
d. Cộng hưởng điện
I / CHÚ Ý:
1. Các công thức (1), (2), (4) vẫn đúng dạng như vậy đối với giá trị hiệu dụng
(1) =>
(1) =>
(2) =>
L
Bài 9 tr 80 – SGK
R = 40 Ω, L = H
C =
u = 120 cos100π t (V)
a. Viết biểu thức i =?
b. Tính UAM = ?
Từ biểu thức ta có:
ZL = ω.L
i = I0 cos (100πt + φ )
So sánh ZL và ZC chọn dấu của φ
= 50 Ω
10 Ω
40 Ω
Để tính điện áp hiệu dụng giữa 2 đầu đoạn mạch AM thì vận kiến thức nào?
2. Đoạn mạch thiếu phần tử thì mọi công thức của mạch RLC vẫn áp dụng được, với điều kiện trong công thức, phần tử nào thiếu thì đại lượng tương ứng ta thay bằng 0.
Ví dụ:
(5) =>
(6) =>
Bài 9 tr 80 – SGK
R = 40 Ω, L = H
C =
u = 120 cos100π t (V)
a. Viết biểu thức i =?
b. Tính UAM = ?
Từ biểu thức ta có:
ZL = ω.L
i = I0 cos (100πt + φ )
= 50 Ω
10 Ω
40 Ω
UAM = I.ZAM
I0 => I = 2,4 A
3. Đoạn mạch với cuộn dây không thuần cảm có R0
thì mọi công thức của mạch RLC vẫn áp dụng được với điều kiện trong công thức tại vị trí của R ta cộng thêm R0 nữa.
Ví dụ:
Mạch này xem tương đương như mạch:
và
Bài tập củng cố
Câu 1: Dòng nào ở cột A tương ứng với tương ứng với dòng nào ở cột B ?
A
1. Mạch chỉ có R

2. Mạch có R,C nối tiếp

3. Mạch có R,L nối tiếp

4. Mạch có L,C nối tiếp ( ZL> ZC)

5. Mạch có L,C nối tiếp ( ZL< ZC)

6. Mạch có R,L,C nối tiếp ( ZL= ZC)
B
a. u sớm pha so với i

b. u sớm pha π/2 so với i

c. u trễ pha so với i

d. u trễ pha π/2 so với i

e. cộng hưởng

f. u cùng pha so với i
C. ZL > ZC
Câu 2: Trong mạch điện xoay chiều chỉ có L (cuộn dây thuần cảm) nối tiếp C. Trong trường hợp nào thì điện áp giữa hai đầu đoạn mạch sớm pha hơn cường độ dòng điện:
D. ZL = 0,5 ZC
B. ZL = ZC
A. ZL < ZC
Bài tập củng cố
Câu 3: Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC một điện áp xoay chiều thì độ lệch pha của điện áp u với cường độ dòng điện i trong mạch được tính theo công thức :
BÀI TẬP VỀ NHÀ
Bài 7 tr 80 – SGK
Mạch điện xoay chiều gồm điện trở R = 40 Ω ghép nối tiếp với cuộn cảm
thuần L. Cho biết điện áp tức thời hai đầu mạch u = 80cos100π t (V) và điện
áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm UL = 40V.
a. Xác định cảm kháng ZL.
b. Viết biểu thức cường độ dòng điện i.

HƯỚNG DẪN:
Bài 7 tr 80 – SGK
R = 40 Ω. Và L
u = 80cos100π t (V)
UL = 40V
ZL= ?
Viết biểu thức I =?

U0 = 80 V và ω = 100π (V)
Ta có U0 = 80 V => U = 40 V
U2 = U2R + U2L => UR
I = UR/R , ZL = UL/ I
I => I0 , tanφ = UL/ UR => φ
Mạch có ZL => - φ Vậy viết được bt i

Từ biểu thức ta có:
HƯỚNG DẪN:
Bài 9 tr 80 – SGK
R = 40 Ω, L = H
C =
u = 120 cos100π t (V)
a. Viết biểu thức i =?
b. Tính UAM = ?
Từ biểu thức ta có:
ZAB =
i = I0 cos (100πt + φ ) =
So sánh ZL và ZC chọn dấu của φ
Công suất của dòng xoay chiều
1. Công suất của dòng xoay chiều
-Nếu trong mạch chỉ có điện trở thuần R:
P=U.I = RI2 = U2/ R
-Nếu mắc thêm một cuộn cảm , một tụ điện hoặc cả hai :
P < U.I
N x: Công suất tiêu thụ giảm so với khi chỉ có điện trở thuần R
-Ta có thể viết : P = k.UI với k ? 1
k :gọi là hệ số công suất
k = cos?
Vậy ta có công thức tính công suất tiêu thụ điện là :
P =UI.cos?
trong đó U,I là các giá trị hiệu dụng ,? là độ lệch pha giưa u và i
2. độ lớn của hệ số công suất cos?
*Nếu cuộn dây có thêm R0 :
-Xét các trường hợp :
+Nếu mạch chỉ có R : ? =0 ? cos? =1
+Nếu mạch chỉ có L hoặc C hoặc có cả hai (Lvà C) : ? = �? / 2
?cos? = 0 ? P = 0 (mạch không tiêu thụ điện )
3. ý nghĩa của hệ số công suất
- Nếu cos? = 1 ( mạch chỉ có R hoặc có cộng hưởng)
- Nếu cos? = 0 ( mạch chỉ có L ; chỉ có C hoặc có cả Lvà C không có R )
-Nếu 0 ? cos? ? 1 thi P =UIcos? (công suất nhỏ hơn công suất do nguồn cung cấp)
Vậy muốn nâng cao hiệu quả của việc sử dụng điện nang ta ph?i l�m gỡ?
Ta ph?i tang cos? d? gi?m cường độ dòng điện I
*Chú ý : Nhiệt lượng toả ra trên điện trở R là : Q= R.I2.t
t là thời gian dòng điện chạy qua đoạn mạch
Củng cố bài học