Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài 13: Các mạch điện xoay chiều (Chuẩn kĩ năng)

KIỂM TRA BÀI CŨ 
CÂU 1: Viết biểu thức định luật ôm cho đoạn mạch chỉ có R và đoạn mạch chỉ có C? Nêu ý nghĩa và đơn vị của các đại lượng trong công thức ? 
CÂU 2: Viết biểu thức tức thời của u và i trong đoạn mạch chỉ có R và chỉ có C? Cho nhận xét về pha của u và i trong từng đoạn mạch ? 
TRẢ LỜI: 
Câu 1: Định luật ôm cho đoạn mạch chỉ có R và chỉ có tụ điện C 
I: Cường độ dòng điệnhiệu dụng(A ) 
U: Điện áp hiệu dụng (V) 
R: Điện trở của đoạn mạch (  ) 
: Dung kháng của tụ điện (  ) 
CÂU 2: Viết biểu thức tức thời của u và i trong đoạn mạch chỉ có R và chỉ có C? Cho nhận xét về pha của u và i trong từng đoạn mạch ? 
+ Đoạn mạch chỉ có R: 
 Biểu thức i : i = I 0 cos( t + i) 
 Biểu thức u: u = U 0 cos( t+ i) 
NX: Trong đoạn mạch chỉ có R u luôn cùng pha vơi i. 
+ Đoạn mạch chỉ có tụ điện C: 
- Biểu thức i: i = I 0 cos( t + i) 
- Biểu thức u: u = U 0 cos( t+  i -  /2 ) 
* NX: Trong đoạn mạch chỉ có tụ điện C u luôn trễ pha hơn dòng điện i một góc  /2 
K 
A 
B 
M 
N 
Đ 
L 
Trở về 
a. Thí nghiệm : Mắc mạch điện như hình vẽ : 
1.Tác Dụng Của Cuộn Cảm Đối Với Dòng Điện Xoay Chiều : 
III. Đoạn mạch chỉ có cuộn cảm L : 
Nối AB với nguồn xoay chiều : 
K ở M đèn Đ sáng 
K ở N đèn Đ sáng mờ hơn . 
Chứng tỏ dòng điện xoay chiều truyền qua cuộn cảm và cuộn cảm L có điện trở đối với dòng điện xoay chiều . 
 
2. QUAN HỆ GIỮA u VÀ i TRONG ĐOẠN MẠCH CHỈ CÓ CUỘN CẢM L 
Xét mạch điện như hình vẽ : 
 L 
Giả sử cho dòng điện xoay chiều có cường độ : 
 i = I 0 cos( t + i) (A) 
qua đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần (r = 0). 
Dòng điện qua cuộn dây biến thiên = > trong cuộn dây xuất hiện một suất điện động cảm ứng . 
e = -Li’  e =  LI 0 sin(  t +  i ) 
Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AB: u = i.r – e (r = 0) 
Vây u = -e =  LI 0 cos(  t +  i +  /2 ) 
u = U 0 cos(  t +  i +  /2)(V) 
Với U 0 = LI 0 
Vây trong đoạn mạch chỉ có cuộn cảm u luôn nhanh pha hơn i một góc pha  /2. 
I 0 
U 0L 
* Giản đồ véctơ : 
Lấy trục dòng điện làm chuẩn : 
3. ĐỊNH LUẬT ÔM CHO ĐOẠN MẠCH CHỈ CÓ CUỘN CẢM L 
a.Công thức : 
Từ U 0 = LI 0 
 Biểu thức đl 
Với Z L = L= L2 f : Là cảm kháng của tụ điện ( ) 
b. Nội dung: Trong đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần , cường độ hiệu dụng có giá trị bằng thương số của điện áp hiệu dụng và cảm kháng của mạch . 
c. Yù nghĩa của cảm kháng : 
* Cuộn cảm có L càng lớn sẽ cản trở nhiều đối với dòng điện xoay chiều , nhất là dòng điện xoay chiều cao tần(f lớn ) 
* Cuộn cảm làm yếu dòng điện do định luật Len- xơ về cảm ứng điện từ . 
BÀI TẬP VẬN DỤNG 
1. Chọn câu đúng : 
a. Hiệu điện thế ở hai đầu điện trở thuần biến thiên điều hoà sớm pha hơn dòng điện là /2 . 
b .Dung kháng của tụ điện C tỷ lệ thuận với chu kỳ của dòng điện xoay chiều qua C. 
c. Cường độ dòng điện qua cuộn cảm thì sớm pha hơn hiệu điện thế ở hai đầu cuộn cảm . 
d. Ở tụ điện thì tần số của hiệu điện thế giữa hai bản nhỏ hơn tần số của dòng điện qua tụ . 
b.Dung kháng của tụ điện C tỷ lệ thuận với chu kỳ của dòng điện xoay chiều qua C. 
BÀI TẬP VẬN DỤNG 
Câu 2:Đoạn mạch chứa một cuộn cảm thuần L; đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp tức thời u = U 0 cos( t) (V) thì cường độ hiệu dụng trong mạch là bao nhiêu ? 
A 
B 
C 
D 
Câu 3: Điện áp u = 200 (V) đặt vào hai đầu một cuộn cảm thuần thì tạo ra dòng điện có cường độ hiệu dụng I = 2A. Cảm kháng có giá trị là bao nhiêu ? 
A 
B 
C 
D 
100  
200  
 
 
Câu 4: Điện áp giữa hai đầu một tụ điện : u = 200 (V). Cường độ hiệu dụng trong mạch I = 5A. 
Xác định C. 
Viết biểu thức của i. 
BÀI TẬP VẬN DỤNG 
Câu 5: Cho dòng điện xoay chiều qua một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L với cường độ tức thời là : 
Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch là U =200 (V) 
Xác định L 
Viết biểu thức của u. 
Câu 6: Điện áp giữa hai đầu một cuộn cảm thuần : 
a. Xác định L 
b. Viết biểu thức của i. 
Cường độ dòng điện hiệu dụng của đoạn mạch là I =5 (A)