Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài 14: Mạch có R, L, C mắc nối tiếp - Trường THPT Cầu Kè

BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ 
TRƯỜNG THPT CẦU KÈ 
MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP 
 I. PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN 
3. Cộng hưởng điện 
2. Độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện 
1. Định luật Ôm cho đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp . Tổng trở . 
II. MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP 
2. Phương pháp giản đồ Fre-Nen 
1. Định luật về điên áp tức thời 
 Bài tập trắc nghiệm 
 Củng cố 
I. PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN  
Định luật về điên áp tức thời 
D 
C 
B 
A 
R 1 
R 2 
R 3 
U AD = U AB +U BC +U CD 
U AB 
U BC 
U CD 
U AD 
Trong mạch điện xoay chiều gồm nhiều đoạn mạch mắc nối tiếp thì điện áp tức thời giữa hai đầu của mạch bằng tôûng đại số các điện áp tức thời giữa hai đầu của từng đoạn mạch ấy . 
I 
U C 
I 
U C 
2. Phương pháp giản đồ Fre-Nen 
Bảng 14.1V 
I 
U R 
Các vectơ quay U và i 
Định luật Ôm 
Mạch 
R 
u , i cùng pha 
I = U R /R 
 U R =I.R 
C 
u trể /2 so với i 
i sớm /2 so với u 
I = U C /Z C 
 U C =I.Z C 
L 
u sớm /2 so với i 
i trể /2 so với u 
I = U L /Z L 
 U L =I.Z L 
U L 
U L 
I 
I 
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 . 
A 
R 
L 
C 
B 
u = U Coswt 
u = u R + u L + u C 
Hệ thức điện áp tức thời trong mạch 
Biểu diển bằng các vectơ quay 
U = U R + U L + U C 
Trong đó : 
 U R // I ; U L  I ; U C  I 
U L 
U R 
I 
U 
 
U C 
U LC 
U C = Z C I 
U L = Z L I 
U R = R.I 
U L < U C 
U L > U C 
U L 
U R 
I 
U 
 
U C 
U LC 
O 
A 
B 
Xét OAB 
OA 2 = OB 2 + AB 2 
U 2 = U 2 R + U 2 LC 
Với : U R = I.R 
 U LC = (Z L – Z C ).I 
U 2 = (I.R) 2 + ( (Z L -Z C ).I ) 2 
 = ( R 2 + (Z L -Z C ) 2 ) .I 2 
 I= = 
U U 
R 2 + (Z L -Z C ) 2 Z 
Với : Z = R 2 + (Z L -Z C ) 2 gọi là tổng trở của mạch 
A 
R 
L 
C 
B 
U 
I 
I = 
U 
Z 
Cường độ hiệu dụng trong mạch điện xoay chiều có R , L , C mắc nối tiếp có giá trị bằng thương số của điện áp hiệu dung của mạch và tổng trở của mạch 
Z = R 2 + (Z L -Z C ) 2 
2. Độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện . 
U L 
U R 
I 
U 
 
U C 
U LC 
U L 
U R 
I 
U 
 
U C 
U LC 
tan  = 
U LC 
U R 
tan  = = 
U L - U C Z L - Z C 
U R R 
 Độ lệch pha của u và i 
Nếu Z L > Z C thì  > 0 
u sớm pha hơn i một góc  
Nếu Z L < Z C thì  < 0 
u trể pha hơn i một góc  
Chú ý : nếu  là độ lệch pha của i đối với u thì 
tan  = 
Z C - Z L 
R 
3. Cộng hưởng điện 
 Nếu Z L = Z C 
Thì tan  = 0 
  = 0 
Dòng điện cùng pha với điện áp 
 I = = 
U U 
R 2 + (Z L -Z C ) 2 R 
 L = 
1 
C. 
Đó là hiện tượng cộng hưởng 
 Điều kiện để có cộng hưởng điện là : 
 Z L = Z C 
 L = 
1 
C. 
Hay  2 LC = 1 
Củng cố : 
A 
R 
L 
C 
B 
Z = R 2 + (Z L -Z C ) 2 gọi là tổng trở của mạch 
U 
I 
 I= = 
U U 
R 2 + (Z L -Z C ) 2 Z 
tan  = 
Z L - Z C 
R 
Nếu Z L > Z C thì  > 0 u sớm pha hơn i một góc  
Nếu Z L < Z C thì  < 0 u trể pha hơn i một góc  
 Điều kiện để có cộng hưởng điện là : 
 Z L = Z C 
 L = 
1 
C. 
  2 LC = 1 
tan  = = 0 
	   = 0 
Z L - Z C 
R 
I = 
U 
R 
Z = R 
 Bài tập trắc nghiệm 
A 
R 
L 
C 
B 
A. 5,66 A 
C. 3,85 A 
B. 4 A 
D. Giá trị khác 
 
Cho mạch điện như 
 hình vẽ 
Cho biết : R = 50  
L = 0,1/  H ; C = 10 -3 /  F 
 (V) 
Dòng điện hiệu dụng qua mạch là ? 
u = 200 Cos100  t 
 Bài tập trắc nghiệm 
A 
R 
L 
C 
B 
 
Cho mạch điện như 
 hình vẽ 
Cho biết : R = 50  
L = 0,1/  H ; C = 10 -3 /  F 
 (V) 
u = 200 Cos100  t 
A. i = 4 cos(100 t+ /2) 
2 
B. i = 4 cos(100 t- /2) 
2 
C. i = 4 cos100 t 
2 
D. i = 4 cos(100 t+ ) 
2 
Hệ thức dòng điện tức thời của i là : 
 Bài tập trắc nghiệm 
A 
R 
L 
B 
Cho mạch điện như hình vẽ 
Cho biết : R = 10  
L = 0,1/  
	(V) 
u = 400 Cos100  t 
Dòng điện hiệu dụng qua mạch , và độ lệch pha giữa u và i là ? 
A. I = 20 A ;  = /4 
B. I = 20 A ;  = - /4 
C. I = 10 A ;  = /2 
D. I = 10 A ;  = - /2 
 Bài tập trắc nghiệm 
Hợp X có chứa 
R 
A 
B 
X 
Cho biết 
i sớm pha hơn u một góc /3 
A. Điện trở 
B. Cuộn cảm 
D. Tụ điện 
C. Điện trở và cuộn cảm 
Cho hình vẽ