CUỘN CẢM TRONG MẠCH XOAY CHIỀU doc

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.


GV : Hướng dẫn học sinh cách mắc sơ
đồ như hình 39.1
HS : Không đổi.


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

)
GV : Nếu mắc A, B với nguồn điện một
chiều thì sau khi đóng hay mở 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 dây ?
GV : Hướng dẫn học sinh biến đổi biểu
HS :
2



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.

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


lập với
I

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