Bài 33. Dòng điện xoay chiều

Giáo viên : Bựi Ho�ng Liờn
Tru?ng Van Húa 3
Kiểm tra kiến thức
điều nào sau đây là sai ?
A.Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch chỉ có tụ điện
trễ pha hơn cường độ dòng điện góc:
B.Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch chỉ có cuộn
thuần cảm sớm pha hơn cường độ dòng điện góc:
C. Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch chỉ có điện
trở thuần cùng pha với cường độ dòng điện
D.Trong đoạn mạch điện xoay chiều chi có tụ điện,
cường độ dòng điện trễ pha hơn hiệu điện thế góc:

Vậy: Nếu ta nối tiếp cả 3 phần tử R,L,C vào mạch điện xoay chiều lúc đó u và i có mối quan hệ như thế nào?
I/ PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN
C1: Hiệu điện thế trong mạch được tính bằng biểu thức nào?

U = U1+ U2 + U3 + … + UN
1/ Định luật về điện áp tức thời.
Trong mạch xoay chiều gồm nhiều đoạn mạch mắc nối tiếp thì điện áp tức thời giữa hai đầu của đoạn mạch bằng tổng đại số các điện áp tức thời giữa hai đầu của từng mạch ấy.



uAB = uAM + uMN + uNB


2/ Phương pháp giản đồ Fre-nen
C

U trễ pha so vơi i
i sớm pha so vơi u
L

u sớm pha so vơi i
i trễ pha so vơi u
I

UR
UR = RI
UC = ZCI
UL = ZLI
2/ Phương pháp giản đồ Fre-nen
Ta biểu diễn các đại lượng xoay chiều hình sin u, i bằng các véc tơ quay sau đó tổng hợp các véc tơ quay đó.




C2: Giải thích vị trí tương hỗ của các véc tơ quay trong bảng 14.1

1. Định luật Ôm cho mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Tổng trở
* Cho đoạn mạch :
* Di?n ỏp t?c th?i gi?a hai d?u do?n m?ch
* Biểu thức hiệu điện thế trên các dụng cụ :
(Với : U0R=R.I0 ;U0C=ZC.I0 ;U0L=ZL.I0 )
Vì m¹ch RLC nèi tiÕp ,hiÖu ®iÖn thÕ gi­a 2 ®Çu ®o¹n m¹ch Avµ B :
u = uR + uL + uC
* Biểu diễn các vectơ :
(giả sử U0L>U0C)
MẠCH R-L-C MẮC NỐI TIẾP
* Biểu thức hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch AB có dạng :
là độ lệch pha gi?a u và i
Với
*Nếu ZL>ZC : u sớm pha hơn i góc ? (?u-?i=+?)
*Nếu ZL= ZC: u cùng pha với i (?u=?i)
* Nếu ZL< ZC : u trễ pha hơn i góc +? (?u-?i =-?)
(1)
(2)
(3)
đặt
là tổng trở của mạch(?)
3. định luật ôm cho đoạn mạch R-L-C nối tiếp
* Chú ý : có thể tính ? theo các hinh thức khác :
(4)
(5)
(6)
(7)
2. Tổng trở của đoạn mạch:
4. Hiện tượng cộng hưởng trong đoạn mạch R-L-C
I = Imax ? mạch có hiện tượng cộng hưởng điện
Có :
*Khi L, C thoả mãn điều kiện trên thi : I = Imax = U/ R
Lúc đó u,i cùng pha
Các chú ý
+ Nếu cuộn dây có điện trở thuần R0 thi ta tách làm hai phần tử R0 nối tiếp với L
Coi như
Khi đó:
+ Nếu trong đoạn mạch ta xét thiếu phần tử nào thi trong
công thức ta cho phần tử đó bằng không
Ví dụ: Mạch Có R- L nối tiếp :
Ta cho : ZC = 0 ; U0c = 0 ; UC = 0
Các công thức (1)(2)(3);(5) trở thành :
+ u :luôn sớm pha hơn i
VD: Mạch chỉ có R- C
+ u :luôn trễ pha hơn i
VD:Mạch chỉ có L- C
+U0L>U0C ??=?/ 2
+U0L
Bài tập củng cố
Câu 1: Cường độ dòng điện luôn luôn sớm pha hơn hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch khi
A. đoạn mạch có R và C mắc nối tiếp B. đoạn mạch có L và C mắc nối tiếp
C. đoạn mạch có R và L mắc nối tiếp D. đoạn mạch chỉ có cuộn cảm L
Câu 2: Trong mạch điện xoay chiều chỉ có L (cuộn dây thuần cảm)và C nối tiếp . Trong trường hợp nào thi hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch sớm pha hơn cường độ dòng điện góc .
A. ZL > Zc B.ZL < ZC C. ZL = ZC D.ZL=0,5ZC
Câu 3: đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp một hiệu điện thế xoay chiều thi độ lệch pha của hiệu điện thế u với cường độ dòng điện i trong mạch được tính theo công thức :
A. B. C. D.
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
NX: 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