luyện thi đh kit 1 (đặng việt hùng) - mạch điện xoay chiều rlc - p1 (tài liệu bài giảng)

Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng)
Mch đin xoay chiu RLC (phn 1)

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12
- Trang | 1 -



I. MCH IN XOAY CHIU RLC NI TIP

c đim:

 in áp và tng tr ca mch
   
 
22
22
R L C o oR oL oC
2
2
LC
U U U U U U U U
Z R Z Z

      



  


 nh lut Ohm cho mch:
 
 
 
 
2
2
R L C
Co
RL
2
2
LC
LC
2
2
oR oL oC
o oR oL oC
o
2
2
LC
LC
U U U
UI
UU
U
I
Z R Z Z

2
R Z Z
U U U
U U U U
I I 2
Z R Z Z
R Z Z



     






     







  lch pha ca đin áp và cng đ dòng
đin trong mch là , đc chi bi
L C L C
ui
R

U U Z Z
tan ,   
UR

   

- Khi U
L
> U
C
hay Z
L
> Z
C
thì u nhanh pha
hn i góc . (Hình 1). Khi đó ta nói mch có
tính cm kháng.
- Khi U
L
< U
C
hay Z
L
< Z
C
thì u chm pha
hn i góc . (Hình 2). Khi đó ta nói mch có
tính dung kháng.
 Gin đ véc t:

(Hình 1)


(Hình 2)
Ví d 1: Cho mch đin RLC có

  
3
3 10
R 10 3, L (H), C (F).
10 2

t vào hai đu mch đin áp xoay chiu có giá tr hiu dng 120 V, tn s 50 Hz.
a) Tính tng tr ca mch.
b) Tính cng đ hiu dng ca dòng đin qua mch.
c) in áp hiu dng trên tng phn t R, L, C.
Hng dn gii:
a) Tính tng tr ca mch
Ta có Z
L
= L = 30 ; Z
C
= 20 
Tng tr ca mch
 
 
2
2
22

LC
Z R Z Z 10 3 10 20.     

MCH IN XOAY CHIU RLC – PHN 1
(TÀI LIU BÀI GING)
GIÁO VIÊN: NG VIT HÙNG

ây là tài liu tóm lc các kin thc đi kèm theo bài ging “Mch đin xoay chiu RLC (phn 1)“ thuc khóa hc
LTH KIT-1 : Môn Vt lí(Thy ng Vit Hùng) ti website Hocmai.vn.  có th nm vng kin thc phn “Mch đin
xoay chiu RLC (phn 1)”, Bn cn kt hp theo dõi bài ging vi tài liu này.

Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng)
Mch đin xoay chiu RLC (phn 1)

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12
- Trang | 2 -


b) Cng đ hiu dng qua mch
U 120
I 6A.
Z 20
  

c) in áp hiu dng trên tng phn t là
R
LL
CC
U I.R 60 3V.

U I.Z 180V.
U I.Z 120V.









Ví d 2
: Cho mch đin RLC có

  
3
0,1 10
R 10, L (H), C (F).
 2

in áp hai đu mch là





u 60 2cos 100t V.
3

Vit biu thc ca i, u

R
; u
L
; u
C
; u
RL
Hng dn gii:
…………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………….
Ví d 3
: Cho mch đin RLC có

  
3
0,1 10
R 10, L (H), C (F).
 4

in áp hai đu t đin là




C

3
u 50 2cos 100t V.
4

Vit biu thc ca i, u
R
; u
L
Hng dn gii:
…………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………….
Ví d 4:
Cho đon mch RLC gm R = 80 , L = 318 (mH), C = 79,5 (F). in áp gia hai đu đon mch có
biu thc
 
u 120 2cos 100t V.

a) Vit biu thc cng đ dòng đin chy trong mch và tính đin áp hiu dng gia hai đu mi dng c.
b) Tính đin áp hiu dng gia hai đu R, hai đu L và hai đu C.
c) Vit biu thc đin áp hai đu R, hai đu L, hai đu C.
Hng dn gii:
a) Ta có
L
C
6
Z L 100.0,318 100
 100

11
Z 40
C 100.79,5.10

  


 

  



Tng tr ca mch là
2 2 2 2
LC
Z R (Z Z ) 80 (100 40) 100.      

Cng đ dòng đin ca mch :
o
U 100
I 1A I 2A.
Z 100
    

Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng)
Mch đin xoay chiu RLC (phn 1)

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12

- Trang | 3 -


Gi  là đ lch pha ca u và i, ta có
LC
ZZ
100 40 3
tan  0,64 rad.
R 80 4


    

Mà
u i i u
      0,64rad.      

Vy biu thc cng đ dòng đin trong mch là
 
i 2cos 100t 0,64 A.

b) Theo a ta có I = 1 A, đin áp hiu dng gia hai đu mi phn t là
R
LL
CC
U I.R 80V.
U I.Z 100V.
U I.Z 40V.










c) Vit biu thc hai đu mi phn t R, L và C.

Biu thc đin áp gia hai đu R
R oR
U 80V U 80 2 V.  

Do u
R
cùng pha vi i nên
 
R
u i R
  0,64rad u 80 2cos 100t 0,64 V.     


Biu thc đin áp gia hai đu L
L oL
U 100V U 100 2V  

Do u
L
nhanh pha hn i góc /2 nên
LL

u i u i
  
    0,64 rad.
2 2 2
      

Biu thc đin áp hai đu L là
L
u 100 2cos 100 t 0,64 V.
2


   




Biu thc đin áp gia hai đu C
C oC
U 40 V U 40 2 V.  

Do u
C
chm pha hn i góc /2 nên
CC
u i u i
  
    0,64rad.
2 2 2
        

Biu thc đin áp hai đu t C là
C

u 40 2cos 100t 0,64 V.
2

  



Ví d 5:
Cho đon mch RLC gm

  
3
1 10
R 10 , L (H), C (F).
10 2
in áp hai đu cun cm có biu thc




L

u 20 2cos 100t V.
2

a) Vit biu thc cng đ dòng đin chy trong mch.

b) Vit biu thc đin áp hai đu đon mch u, hai đu đin tr u
R
, hai đu t đin u
C
, u
RL
, u
RC
.
Hng dn gii:
a) T gi thit ta có
 
2
2
L L C
C
R 10
Z 10 Z R Z Z 10 2
Z 20



     





T đó ta đc
oL

o
L
U
20 2
I 2 2A
Z 10
  

Do u
l
nhanh pha hn i góc /2 nên
 
LL
u i i u

    0 i 2 2 cos 100t A.
22
       

b) Vit biu thc u, u
R
, u
C
, u
RL
, u
RC

Vit biu th ca u:
+ Ta có

oo
U I .Z 2 2.10 2 40V.  

+  lch pha ca u và i:
LC
u i u i
ZZ
10 20   
tan 1     
R 10 4 4 4


             

Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng)
Mch đin xoay chiu RLC (phn 1)

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12
- Trang | 4 -


T đó ta có biu thc ca đin áp hai đu mch

u 40cos 100t V.
4






Vit biu thc ca u
R
:
+ Ta có
oR o
U I .R 2 2.10 20 2V.  

+  lch pha ca u
R
và i:
 
R
u i R
  0 u 20 2cos 100t V.   


Vit biu thc ca u
C
:
+ Ta có
oC o C
U I .Z 2 2.20 40 2 V.  

+  lch pha ca u
C
và i:
C
u i C

  
  u 40 2cos 100t V.
2 2 2

      




Vit biu thc ca u
RL
:
+ Ta có
2 2 2 2
oRL o RL L
U I .Z 2 2. R Z 2 2. 10 10 40V.     

+  lch pha ca u
RL
và i:
RL RL
L
RL RL u i u
Z

tan 1     .
R 4 4
       

T đó ta có

RL

u 40cos 100t V.
4

  




Vit biu thc ca u
RC
:
+ Ta có
2 2 2 2
oRC o RC C
U I .Z 2 2. R Z 2 2. 10 20 20 10V.     

+  lch pha ca u
RC
và i:
RL RL
C
RL RL u i u i
Z
63 63 63
tan 2      .
R 180 180 180

             

T đó ta có
RL
63
u 20 10 cos 100t V.
180

  



Ví d 6:
Cho đon mch RLC gm

  
3
3 10
R 40 , L (H), C (F).
10 7
in áp hai đu đon mch RL có biu
thc
 

RL
u 120cos 100t V.

a) Vit biu thc cng đ dòng đin chy trong mch.
b) Vit biu thc đin áp hai đu đon mch.
Hng dn gii:
a) T gi thit ta có

 
2
2
LC
L
22
RL L
C
R 40

Z R Z Z 40 2
Z 30
Z R Z 50
Z 70



   

 


  




T đó ta có
oRL
o

RL
U
120
I 2,4A.
Z 50
  

Mt khác
RL
L
RL RL u i i
Z
3 37 37 37
tan     i 2,4cos 100t A.
R 4 180 180 180

           



b)  lch pha ca u và i:
LC
u i u i
ZZ
30 70   41
tan 1     
R 40 4 4 90


             

ng thi
oo
41
U I .Z 2,4.40 2 96 2 V u 96 2 cos 100t V.
90

     



Ví d 7:
Cho mch đin xoay chiu RLC vi R = 30 ;

  
3
L
10
C (F);u 120cos(100t)V; U 120V
9

Tìm giá tr ca L và vit biu thc cng đ dòng đin.
Hng dn gii:
Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng)
Mch đin xoay chiu RLC (phn 1)

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12
- Trang | 5 -

…………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………….
II. CNG HNG IN TRONG MCH RLC NI TIP
 Khái nim v cng hng đin
Khi
2
LC
1 1 1
ZZ L  
C LC
LC
      
thì trong mch có xy ra hin tng cng hng đin.

c đim ca hin tng cng hng đin
+ Khi xy ra hin tng cng hng đin thì tng tr ca mch đt giá tr nh nht, Z
min
= R  cng đ
hiu dng ca dòng đin đt giá tr cc đi vi
max
U
I.
R


+ in áp gia hai đu đin tr R bng vi đin áp hai đu mch, U

R
= U.
+ Cng đ dòng đin trong mch cùng pha vi đin áp hai đu mch
+ Các đin áp gia hai đu tu đin và hai đu cun cm có cùng đ ln nhng ngc pha nên trit tiêu nhau.
+ iu kin cng hng đin
2
11
 f  LC 1
LC 2 LC
    


Chú ý: Khi đang xy ra cng hng thì tng tr ca mch đt cc tiu, cng đ dòng đin đt cc đi. Nu ta
tng hay gim tn s dòng đin thì tng tr ca mch s tng, đng thi cng đ dòng đin s gim.
Ví d 1.
Mt đon mch ni tip gm mt đin tr R = 10 , cun dây thun L = 5 mH và t đin C = 5.10
–4
F.
Hiu đin th  hai đu đon mch U = 220 V.
a) Xác đnh tn s ca dòng đin đ có cng hng.
b) Tính cng đ qua mch và các hiu đin th U
L
, U
C
khi có cng hng.
Hng dn gii:
a)
LC
34
1 1 1 1 1

ZZ L  2f f 100 Hz.
C
LC LC 2 LC
2. 5.10 .5.10

          

b) Vi f = 100 Hz thì
3
LC
f 100 Hz  200 Z L 200.5.10 3,14 Z

       

Khi có cng hng thì
max L C L
U 220
I I 22A U U I.Z 22.3,14 69V.
R 10
        

Ví d 2.
t vào hai đu đon mch RLC ni tip mt đin áp xoay chiu có giá tr hiu dng không đi thì
đin áp hiu dng trên các phn t R, L và C ln lt là 30 V, 50 V và 90 V. Khi thay t C bng t C đ mch
có cng hng đin thì đin áp hiu dng gia hai đu đin tr R bng
A. 50 V. B.
70 2 V.
C. 100 V. D.
100 2 V.

Hng dn gii:
T gi thit ta tính đc đin áp hai đu mch là
   
22
22
R L C
U U U U 30 50 90 50 V.      

Khi thay t C bng t C đ có cng hng đin, theo đc đim cng hng ta đc U
R
= U = 50 V.
Vy A đúng.

Giáo viên: ng Vit Hùng
Ngun :
Hocmai.vn