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

Thao giảng chào mừng ngày thành lập Quân đội Nhân dân Việt Nam 22/12 
Bài 28: MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP. 
CỘNG HƯỞNG ĐIỆN 
Giáo viên giảng dạy: Trương Chí Hiền 
Trường THPT Đông Hà 
Thao giảng chào mừng ngày thành lập Quân đội nhân dân Việt Nam 22/12 
KIỂM TRA BÀI CŨ 
1. Nêu mối quan hệ giữa hiệu điện thế và cường độ dòng điện xoay chiều trong các loại đoạn mạch: chỉ chứa điện trở thuần R hoặc chỉ chứa cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L hoặc chỉ chứa tụ điện có điện dung C? 
2. Nêu biểu thức định luật Ôm cho các loại đoạn mạch điện xoay chiều: chỉ chứa điện trở thuần R hoặc chỉ chứa cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L hoặc chỉ chứa tụ điện có điện dung C? 
Loại đoạn mạch 
Cường độ dòng điện 
Hiệu điện thế 
Định luật Ôm 
Chỉ chứa điện trở thuần R 
Chỉ chứa tụ điện có điện dung C 
Chỉ chứa cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L 
Thao giảng chào mừng ngày thành lập Quân đội Nhân dân Việt Nam 22/12 
Thao giảng chào mừng ngày thành lập Quân đội Nhân dân Việt Nam 22/12 
Bài 28: MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP. CỘNG HƯỞNG ĐIỆN 
1. Các giá trị tức thời 
A 
R 
M 
N 
L 
B 
C 
u R 
u L 
u C 
u 
Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều u có tần số góc . Trong mạch có dao động điện cưỡng bức với tần số góc  
Giả sử cường độ dòng điện trong đoạn mạch có biểu thức: i=I 0 cos t (A) 
Điện áp tức thời giữa hai đầu AM, MN, NB 
Điện áp tức thời giữa hai đầu A, B: u = u R + u L + u C 
Thao giảng chào mừng ngày thành lập Quân đội Nhân dân Việt Nam 22/12 
2. Giản đồ Fre-nen. Quan hệ giữa cường độ dòng điện và điện áp 
a. Giản đồ Fre-nen 
Biểu diễn các vectơ quay 
( ) 
0 
 
( ) 
0 
 
Trường hợp U L > U C 
Trường hợp U L < U C 
Điện áp giữa hai đầu A, B: 
Bài 28: MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP. CỘNG HƯỞNG ĐIỆN 
Thao giảng chào mừng ngày thành lập Quân đội Nhân dân Việt Nam 22/12 
2. Giản đồ Fre-nen. Quan hệ giữa cường độ dòng điện và điện áp 
b. Định luật Ôm cho đoạn mạch RLC nối tiếp. Tổng trở 
( ) 
0 
 
Ta có 
Đặt 
Công thức định luật Ôm cho đoạn mạch xoay chiều có RLC nối tiếp 
Với Z được gọi là tổng trở của đoạn mạch xoay chiều có tần số góc  
Bài 28: MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP. CỘNG HƯỞNG ĐIỆN 
Thao giảng chào mừng ngày thành lập Quân đội Nhân dân Việt Nam 22/12 
2. Giản đồ Fre-nen. Quan hệ giữa cường độ dòng điện và điện áp 
( ) 
0 
 
c. Độ lệch pha của điện áp so với cường độ dòng điện 
Với  là độ lệch pha của u so với i 
+ Nếu đoạn mạch có tính cảm kháng 
Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch nhanh pha so với cường độ dòng điện trong mạch. 
* Các trường hợp: 
+ Nếu đoạn mạch có tính dung kháng 
Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch trễ pha so với cường độ dòng điện trong mạch. 
Bài 28: MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP. CỘNG HƯỞNG ĐIỆN 
Thao giảng chào mừng ngày thành lập Quân đội Nhân dân Việt Nam 22/12 
3. Cộng hưởng điện 
Bài 28: MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP. CỘNG HƯỞNG ĐIỆN 
+ Hiện tượng cộng hưởng điện là gì? 
 + Khi nào xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện? 
+ Nếu giá trị của điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch không đổi 
+ Thay đổi tần số góc  đến giá trị sao cho 
Có hiện tượng cộng hưởng điện 
Khi có hiện tượng cộng hưởng thì: 
+ Tổng trở của đoạn mạch: Z min =R 
+ Cường độ hiệu dụng của dòng điện 
+ Các điện áp U 0C =U 0L và u C , u L ngược pha nhau nên triệt tiêu. 
+ Điện áp U=U R hay U 0 =U 0R 
+ Cường độ dòng điện i biến đổi đồng pha với điện áp u 
Điều kiện để xảy ra hiện tượng cộng hưởng trong đoạn mạch xoay chiều RLC nối tiếp 
Thao giảng chào mừng ngày thành lập Quân đội Nhân dân Việt Nam 22/12 
Bài 28: MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP. CỘNG HƯỞNG ĐIỆN 
I 
0 
 
Thao giảng chào mừng ngày thành lập Quân đội Nhân dân Việt Nam 22/12 
BÀI TẬP CỦNG CỐ 
Bài 1: Dung kháng của một đoạn mạch RLC nối tiếp đang có giá trị nhỏ hơn cảm kháng. Ta làm thay đổi chỉ một trong các thông số của đoạn mạch bằng các cách nêu sau đây, cách nào có thể làm cho hiện tượng cộng hưởng điện xảy ra? 
A. Tăng điện dung của tụ điện 
B. Tăng hệ số tự cảm của cuộn dây 
C. Giảm điện trở thuần của đoạn mạch 
D. Giảm tần số dòng điện 
Thao giảng chào mừng ngày thành lập Quân đội Nhân dân Việt Nam 22/12 
BÀI TẬP CỦNG CỐ 
Bài 2: Điện áp giữa hai đầu một đoạn mạch RLC nối tiếp sớm pha  / 4 rad so với dòng điện. Phát biểu nào sau đây đúng đối với đoạn mạch này? 
A. Tần số dòng điện trong mạch nhỏ hơn giá trị cần để xảy ra cộng hưởng. 
B. Tổng trở của đoạn mạch bằng hai lần điện trở thuần của mạch 
C. Hiệu số giữa cảm kháng và dung kháng bằng điện trở thuần của đoạn mạch 
D. Điện áp giữa hai đầu điện trở thuần sớm pha /4 so với điện áp giữa hai bản tụ điện 
Thao giảng chào mừng ngày thành lập Quân đội Nhân dân Việt Nam 22/12 
BÀI TẬP CỦNG CỐ 
Bài 3: Cho đoạn mạch RLC nối tiếp có R=50 Ω; L=159mH; C=31,8 F. Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch có biểu thức u=120cos100t(V). 
Tổng trở của đoạn mạch có giá trị: 
A. 50Ω 
B. 100Ω 
D. Giá trị khác 
C. Ω 
Thao giảng chào mừng ngày thành lập Quân đội Nhân dân Việt Nam 22/12 
BÀI TẬP CỦNG CỐ 
Bài 3: Cho đoạn mạch RLC nối tiếp có R=50 Ω; L=159mH; C=31,8 F. Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch có biểu thức u=120cos100t(V). 
Biểu thức của cường độ dòng điện tức thời qua đoạn mạch là: 
Thao giảng chào mừng ngày thành lập Quân đội Nhân dân Việt Nam 22/12 
HƯỚNG DẪN NGHIÊN CỨU BÀI MỚI: 
Công suất của dòng điện xoay chiều. Hệ số công suất 
- Ôn lại kiến thức công và công suất của dòng điện không đổi. 
- Vận dụng công thức 
để tính công suất tức thời và công suất trung bình 
- Nắm được cách biểu diễn Fre-nen điện áp xoay chiều để tìm hệ số công suất cos  
- Tìm hiểu thực tế việc nâng cao hệ số công suất cos  để tiết kiệm điện năng