Giáo án Vật lý 12 - CUỘN CẢM TRONG MẠCH XOAY CHIỀU pptx

CUỘN CẢM TRONG MẠCH XOAY CHIỀU

I / MỤC TIÊU :
 Hiểu các tác dụng của cuộn cảm trong mạch điện xoay chiều.
 Nắm được khái niệm cảm kháng. Biết cách tính cảm kháng và vẽ giản
đồ vectơ cho đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần.
II / CHUẨN BỊ :
1 / Giáo viên :
Cuộn dây, khóa K, bóng đèn, nguồn điện xoay chiều, dao động
ký điện tử.
2 / Học sinh :
Xem lại bài 36 + 37 + 38
III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC :

Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Hoạt động 1 :
HS : Quan sát thí nghiệm.

HS : Không đổi.


GV : Hướng dẫn học sinh cách mắc
sơ đồ như hình 39.1
GV : Nếu mắc A, B với nguồn điện
một chiều thì sau khi đóng hay mở

HS : Đèn sáng hơn rõ rệt so với khi
mở khóa K.

HS : Cuộn cảm có tác dụng cản trở
dòng điện.

Hoạt động 2 :
HS : Quan sát thí nghiệm

HS : i = I
o
cost

HS : e =  L
di
dt
= LI
o
sint

HS : u = iR
AB
– e


HS : u = U
o
cos(t +
2

)
HS :
2


khóa K ta thấy độ sáng của đèn như

thế nào ?
GV : Nếu mắc A, B với nguồn điện
xoay chiều thì sau khi đóng hay mở
khóa K ta thấy độ sáng của đèn như
thế nào ?
GV : Hiện tượng này chứng tỏ điều
gì ?


GV : Hướg dẫn học sinh quan sát
dao động ký điện tử ?
GV : Viết biểu thức dòng điện xoay
chiều chạy qua cuộn dây thuần cảm ?

GV : Viết biểu thức suất điện động
cảm ứng xuất hiện trong cuộn cảm ?
GV : Với quy ước : chiều dương
của dòng điện của dòng điện là chiều
chạy từ A đến B. Hãy tìm biểu thức
của hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn

Hoạt động 3 :
HS : Bằng O

HS : Bằng
2



HS : Học sinh tự vẽ giản đồ vectơ.

Hoạt động 4 :
HS : Giống nhau

HS : R
HS : Cản trở dòng điện.

dây ?
GV : Hướng dẫn học sinh biến đổi
biểu thức hiệu điện thế giữa 2 bản
của cuộn dây
GV : So sánh pha của u và i ?

GV : Tại thời điểm t = 0, vectơ quay

I
biểu diễn cường độ dòng điện i =
I
o
cost hợp với trục Ox một góc bao
nhiêu ?
GV : Tại thời điểm t = 0, vectơ quay

L
U
biểu diễn hiệu điện thế u =
U
o
cos(t +
2


) hợp với trục Ox một
góc bao nhiêu ?

GV : Em hãy so sánh biểu thức định
luật Ôm cho đoạn mạch một chiều
chỉ có điện trở R ?
GV : Vai trò của Z
L
giống đại lượng
nào ?
GV : Nêu ý nghĩa của Z
L
?


IV / NỘI DUNG :
1. Thí nghiệm

Hình 39.1 Sơ đồ thí nghiệm khảo sát tác dụng của cuộn cảm trong mạch
điện
2. Giá trị tức thời của cường độ dòng điện và hiệu điện thế
Giả sử có một dòng điện xoay chiều cường độ :
i = I
o
cost (39.1)
chạy qua cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, cuộn cảm một suất điện cảm ứng
e = -L
di
dt

= LI
o
sint
Hiệu điện thế giữa hai điểm A và B là :
u = iR
AB
– e
Ở đây R
AB
là điện trở của đoạn mạch, có giá trị bằng không nên :
u = -e = - LI
O
sint
u = U
o
cos(t +
2

) (39.2)
với U
o
= LI
o

Dòng điện qua cuộn cảm thuần biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng
trễ pha
2

đối với hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn cảm.
3. Giản đồ vectơ

Như vậy, trong giản đồ vectơ vẽ cho đoạn mạch chỉ có cuộn cảm
thuần,
U
ur
lập với
I
r
một góc
2

theo chiều dương.

Hình 39.4 Giản đồ vectơ cho đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần và pha ban
đầu của dòng điện bằng không.
4. Định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần. Cảm kháng.
Chia hai vế của biểu thức U
o
= LI
o
cho
2
ta có U = LI. Nếu đặt
Z
L
= L (39.3)
Thì I =
L
U
Z
(39.4)

Đối với dòng điện xoay chiều tần số góc , đại lượng Z
L
= L đóng
vai trò tương tự như điện trở đối với dòng điện không đổi và được gọi là
cảm kháng. Đơn vị của cảm kháng cũng là đơn vị của điện trở.

V / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ :
Trả lời câu hỏi 1, 2, 3 và làm bài tập 1, 2
Xem bài 40