Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài 13: Các mạch điện xoay chiều - Trần Viết Thắng

CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU 
Bài 13- Tiết 2 - Lớp 12CB 
Giáo viên: Trần Viết Thắng 
Trường THPT Chu Văn An Thái Nguyên 
Kiểm tra bài cũ 
CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU 
1. Mạch thuần R: 
+ Định luật Ôm : 
 + Giản đồ vectơ 
U R = U 
i 
R 
U oR 
O 
I oR 
u = U cost 
i = I cost 
u cùng pha với i 
hay U = IR 
CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU 
Biểu thức u, i; ĐL Ôm, giản đồ vectơ mạch thuần R 
CÂU HỎI VỀ MẠCH THUẦN C 
1. Nhận xét về tác dụng của tụ điện đối với dòng điện không đổi và dòng điện xoay chiều ! 
2. Trình bày mối quan hệ giữa điện áp và cường độ dòng điện trong đoạn mạch xoay chiều chỉ chứa tụ điện ! 
3. Viết biểu thức dung kháng của tụ điện và biểu thức định luật Ôm cho đoạn mạch xoay chiều chỉ chứa tụ điện ! 
2. Mạch thuần C: 
+ Định luật Ôm : 
 + Giản đồ vectơ 
u chậm pha /2 so với i 
hay U = IZ C 
CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU 
 
C 
u 
i 
i = I cost 
u = U cos(t+/2) 
U oC 
I oC 
O 
2. Biểu thức u, i; ĐL Ôm, giản đồ vectơ mạch thuần C 
3.Câu C4 tr.70 SGK: 
Chứng minh rằng Z C có đơn vị là Ôm ( ) 
Dung kháng Z C có đơn vị là Ôm (  ) 
4. Cho đoạn mạch điện như hình vẽ. 
Khi đặt điện áp xoay chiều u vào hai đầu mạch thì dòng điện qua mạch là: 
Biết R = 60  
a. Tính dung kháng của mạch? 
b. Điện áp hiệu dụng: U AM ; U MB ? 
c. Viết biểu thức điện áp tức thời giữa A và M ; giữa M và B? 
C 
R 
M 
A 
B 
a. Z C; 
b. U AM ; U MB ? 
c. u AM ; u MB ? 
c. Viết biểu thức điện áp tức thời : 
C 
R 
M 
A 
B 
Giải 
Ta có: I = 0,5A;  = 100 rad/s 
b. U AM = I.R = 0,5.60 = 30 (V); 
 U MB = I.Z C = 0,5.100 = 50 (V) 
() 
a. 
u AM = U AM cos(100 t+ /2) = 30 cos(100 t+ /2) (V) 
u MB = U MB cos100 t = 50 cos100 t (V) 
1. Hieän töôïng töï caûm trong maïch xoay chieàu laø gì? 
2. Maïch ñieän xoay chieàu chæ coù cuoän caûm: 
 * Định luật Ohm? 
 * Quan hệ về pha giữa u L vaø i? 
 * Giaûn ñoà vector? 
 * Bieåu thöùc tính caûm khaùng? 
3. YÙ nghóa cuûa caûm khaùng? 
CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU 
Bài 13- Tiết 2 - Lớp 12CB 
III. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ CUỘN CẢM 
III . MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ CUỘN CẢM 
1. Thí nghiệm 
Bố trí TN như hình vẽ 
Đặt nguồn điện vào AB 
a.Khi U AB = U: điện áp 1 chiều 
* K ở chốt 1: Đ sáng 
* K ở chốt 2: Đ vẫn sáng 
b. Khi u AB =U 0 cos( t+): điện áp xoay chiều 
* K ở chốt 1: Đ sáng 
* K ở chốt 2: Đ vẫn sáng, những độ sáng giảm 
 Cuộn cảm cho dòng điện xoay chiều đi qua nhưng có tác dụng cản trở dòng điện xoay chiều, gây ra cảm kháng 
L 
Đ 
u 
2 
1 
A 
B 
K 
III. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU THUẦN CẢM (L) 
1. Thí nghiệm 
 hai bóng đèn sáng như nhau, như vậy cuộn cảm cho dòng điện không đổi đi qua và không cản trở dòng không đổi 
 mạch có cuộn cảm , đèn sáng yếu hơn . Như vậy cuộn cảm cho dòng xoay chiều đi qua và gây ra sự cản trở dòng điện xoay chiều 
E 
L 
Đ’ 
Đ 
 
u 
L 
Đ’ 
Đ 
TN1: Đối với nguồn điện không đổi: 
TN2: Đối với nguồn điện xoay chiều 
Khi có dòng điện i qua cuộn cảm thuần L 
Cuộn cảm thuần: Có R L = r = 0 và có độ tự cảm L (H) 
1. Hiện tượng tự cảm trong mạch điện xoay chiều 
u 
 
L 
i 
Từ thông tự cảm: Φ = Li 
 Khi i biến thiên thì Φ cũng biến thiên theo thời gian t trong cuộn cảm xuất hiện sđđ tự cảm e: 
III. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU THUẦN CẢM (L) 
Cuộn cảm thuần: Có R L = 0 và có độ tự cảm L (H) 
III. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU THUẦN CẢM (L) 
A 
B 
L 
r 
i 
M 
u AB =u AM +u MB 
Câu hỏi C5 tr 71 SGK 
r 
A 
B 
e 
M 
i 
u MB = ri 
i 
A 
B 
e 
M 
r 
Khi i tăng: 
Khi i giảm: 
2. Khảo sát mạch điện xoay chiều thuần L (r=0) 
 Cường độ dòng điện trong mạch : 
Điện áp hai đầu cuộn cảm : 
Trong mạch thuần cảm (L) u nhanh pha /2 so với i . 
u 
 
L 
i 
i = I cost 
III. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU THUẦN CẢM (L) 
Hay: 
i = I cost 
Với U = LI 
2. Khảo sát mạch điện xoay chiều thuần L (r=0) 
u 
 
L 
i 
i = I cost 
Từ: U = LI 
* Định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảm 
Với Z L = L = 2fL: gọi là cảm kháng của mạch. 
Câu C6: Chứng tỏ Z L có đơn vị là : 
III. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU THUẦN CẢM (L) 
III. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ CUỘN CẢM 
* Giản đồ vectơ cho đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảm : 
i = I cost 
 + Giản đồ vectơ 
U oL 
I oL 
O 
u, i 
u ,i 
u 
 i 
3. Ý nghĩa của cảm kháng 
* Ý nghĩa : 
* Biểu tức cảm kháng:Z L = L = 2fL 
1. Đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện xoay chiều của cuộn cảm 
3. Gây ra cho điện áp sớm pha /2 so với cường độ dòng điện 
2. Dòng điện có tần số càng cao thì cảm kháng càng lớn, tức là càng khó đi qua. 
1. Cho đoạn mạch điện như hình vẽ. 
Khi đặt điện áp xoay chiều u vào hai đầu mạch thì dòng điện qua mạch là: 
Biết R = 60  
a. Tính cảm kháng của mạch? 
b. Điện áp hiệu dụng: U AM ; U MB ? 
c. Viết biểu thức điện áp tức thời giữa A và M ; giữa M và B? 
A 
B 
L 
R 
i 
M 
L = 
Bài tập củng cố 
a. Z C; 
b. U AM ; U MB ? 
c. u AM ; u MB ? 
c. Viết biểu thức điện áp tức thời : 
Giải 
Ta có: I = 0,5A;  = 100 rad/s 
b. U AM = I.Z L = 0,5.100 = 50 (V); 
 U MB = I.R = 0,5.60 = 30 (V) 
a. 
u AM = U AM cos(100 t+ ) = 50 cos(100 t+ ) (V) 
u MB = U MB cos(100 t+/2) = 50 cos(100 t +/2) (V) 
A 
B 
L 
R 
i 
M 
Biết R = 60  
Z L = L= 100() 
CỦNG CỐ 
Bài tập về nhà