Bài giảng Vật lí 12 - Bài 14: Mạch có R, L, C mắc nối tiếp

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 12 - Bài 14: Mạch có R, L, C mắc nối tiếp

1. Bài 14. MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP I- Phương pháp giản đồ Fre-nen U không đổi U1 U2 Un A B Đoạn mạch 1 Đoạn mạch 2 Đoạn mạch n u1 u2 un U = U1 + U2 + +Un Điện áp xoay chiều u u = u1 + u2 + +un
2. Bài 14. MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP I- Phương pháp giản đồ Fre-nen 1. Định luật về điện áp tức thời Trong mạch điện xoay chiều gồm nhiều đoạn mạch mắc nối tiếp thì điện áp tức thờigi ữa hai đầu của mạch bằng tổngđ ại số các điện áp tức thời giữa hai đầu của từng đoạn mạch ấy. u = u1 + u2 + .+ un
3. Có những cách nào để thực hiện phép cộng các đại lượng hình sin cùng tần số ? Cách 1 : Cộng theo lượng giác. Cách 2 : Dùng phương pháp giản đồ Fre – nen.
4. Bài 14. MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP I- Phương pháp giản đồ Fre-nen 1. Định luật về điện áp tức thời. 2. Phương pháp giản đồ Fre-nen. * Biểu diễn mỗi đại lượng xoay chiều hình sin bằng một vecto quay có độ dài tỉ lệ với giá trị hiệu dụng của đại lượng đó. * Phép cộng đại số các đại lượng xoay chiều hình sin cùng tần số được thay thế bằng phép tổng hợp các vecto quay tương ứng.
5. Bài 14. MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP I- Phương pháp giản đồ Fre-nen 1. Định luật về điện áp tức thời. 2. Phương pháp giản đồ Fre-nen. * Biểu diễn mỗi đại lượng VÍ DỤ: xoay chiều hình sin bằng u = u1 + u2 + .+ un một vecto quay có độ dài tỉ uU uU11 lệ với giá trị hiệu dụng của uU đại lượng đó. uU22 nn * Phép cộng đại số các đại lượng U= U1 + U 2 + + U n xoay chiều hình sin cùng tần số được thay thế bằng phép tổng hợp các vecto quay tương ứng.
6. Hãy biểu diễn các đại lượng u, i đối với từng đoạn mạch xoay chiều chỉ có R, chỉ có L hoặc chỉ có C
7. NHÓM MẠCH BIỂU THỨC ĐỊNH LUẬT GIẢN ĐỒ ÔM VECTƠ R i= I 2 cos( t)(A) I Nhóm 1 u= uR và i R C i= I 2 cos( t)(A) Nhóm 2 uC .so uC = với i i= I 2 cos( t)(A) u= Nhóm 3 L uL so với i
8. NHÓM MẠCH BIỂU THỨC ĐỊNH LUẬT GIẢN ĐỒ ÔM VECTƠ R i= I 2 cos( t)(A) I Nhóm 1 I = UR/R u= U 2 cos( t)(V) U = I.R uR và i cùng pha RR R UR C i= I 2 cos( t)(A) I = UC/ZC Nhóm 2 UC = I.ZC u= U 2 cos(  t − )(V) uC trễ pha π/2.so CC 2 C với i Với ZC = 1/C. I = UL/ZL U = I.Z i= I 2 cos( t)(A) L L L u= U 2 cos(  t + )(V) Nhóm 3 LL uLs ớm pha π/2 so 2 Với ZL = L. với i
9. Bài 14. MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP I- Phương pháp giản đồ Fre-nen II. Mạch có R, L, C mắc nối tiếp. 1. Định luật Ôm cho đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Tổng trở. Xét mạch điện xoay chiều như hình vẽ : R L C A B Đặt điện áp xoay chiều có điện áp hiệu dụng U vào hai đầu AB. Giả sử dòng điện trong mạch là i = I 2 cost (A)
10. Dựa vào định luật về điện áp tức thời, hãy viết biểu thức liên hệ giữa điện áp tức thời ở hai đầu mạch AB với điện áp tức thời ở hai đầu mỗi phần tử ?
11. Bài 14. MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP I- Phương pháp giản đồ Fre-nen II. Mạch có R , L , C mắc nối tiếp 1. Định luật Ôm cho đoạn mạch có R , L , C mắc nối tiếp. Tổng trở uAB = uR + uL + uC (1) Với i = I cosωt (A)  I uR = UR cosωt (V)  UR Với UR =I.R uL = UL cos(ωt+ π/2) (V)  L Với UL = I.ZL u = U 2 cos(ωt - π/2) (V)  C C C Với UC = I.ZC (1)  AB = + + U C R L
12. Hãy biểu diễn các vecto R , , trên cùng một L UC giản đồ?
13. Thảo luận nhóm Hãy biểu diễn các vecto UUUURLC,,, trên cùng một giản đồ? Từ giản đồ vecto hãy tìm : – Biểu thức liên hệ giữa U và UR , UL , UC – Hệ thức liên hệ giữa U và I
14. HOẠT ĐỘNG NHÓM Biểu diễn các vectơ quay u  U, uR  UR , uL  UL , uC  UC Điện áp giữa hai đầu A, B: U = UR + UL + UC Trường hợp UL > UC Trường hợp UL < UC UL ULC U 0 I 0 UR I ULC UC
15. Bài 14. MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP I- Phương pháp giản đồ Fre-nen II. Mạch có R , L , C mắc nối tiếp 2 2 2 U = U + ULC 1. Định luật Ôm cho đoạn mạch có R R , L , C mắc nối tiếp. Tổng trở 2 2 U 2 = + (U – U ) UR L C UL 2 2 (U – U ) U = UR + L C UC U ULC 2 2 U = I R + (ZL - ZC) x U O I = UR I 2 2 R + (ZL - ZC) UC
16. Bài 14. MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP I- Phương pháp giản đồ Fre-nen II. Mạch có R , L , C mắc nối tiếp 1. Định luật Ôm cho đoạn mạch có R , L , C mắc nối tiếp. Tổng trở * Định luật Ôm: Cường độ hiệu dụng trong một mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp có giá trị bằng thương số của điện áp hiệu dụng của mạch và tổng trở của mạch. U Với Z là tổng trở của mạch (Ω) I = 2 2 Z Z = R + (ZL - ZC)
17. Bài14. MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP I- Phương pháp giản đồ Fre-nen II. Mạch có R , L , C mắc nối tiếp 1. Định luật Ôm cho đoạn mạch có R , L , C mắc nối tiếp. Tổng trở 2. Độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện UL U Độ lệch pha giữa u và i được xác định C U bởi công thức: ULC UL - UC ZL - ZC tan = = x UR R O Nếu UR I ▪ ZL > ZC > 0 : u nhanh pha hơn i ( hay i trễ pha hơn u ) một góc UC • ZL < ZC < 0 : u trễ pha hơn i ( hay i nhanh pha hơn u) một góc bằng
18. Nếu ZL = ZC thì xảy ra điều gì ?
19. Bài 14. MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP I- Phương pháp giản đồ Fre-nen II. Mạch có R , L , C mắc nối tiếp 1. Định luật Ôm cho đoạn mạch có R , L , C mắc nối tiếp. Tổng trở 2. Độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện 3. Cộng hưởng điện. * ZL = ZC = 0 : u, i cùng pha. * Lúc đó tổng trở của mạch Z = R. * Khi đó cường độ dòng điện hiệu dụng đạt giá trị max. U I = R 1 2 Điều kiện để có cộng hưởng điện là : ωL = hay ω LC = 1 C
20. Củng cố bài học * U2 U2 U U 2 = R+ ( L – C) U * I = 2 2 Với Z = R + (ZL - ZC) Z UL - UC ZL - ZC * Độ lệch pha của u so với i : tan = = UR R
21. Củng cố bài học * U2 U2 U U 2 = R + ( L – C) U * I = 2 2 Với Z = R + (ZL - ZC) Z UL - UC ZL - ZC * Độ lệch pha của u so với i : tan = = UR R 2 2 2 2 2 2 * U = UR + UL * U = UR + UC U 2 2 U 2 2 * I = Với Z = R + ZL * I = Với Z = R + ZC Z Z