44 bài giảng vật lí 12 theo từng chuyên đề (8)

Trường THPT BC
Trần Khai Nguyên
Trần Khai Nguyên
Sở Giáo Dục – Đào Tạo
Sở Giáo Dục – Đào Tạo
Tp. Hồ Chí Minh
Tp. Hồ Chí Minh

CHƯƠNG 3 _ Bài 2 :
Dòng Điện Xoay Chiều
Trong Các Mạch R-L-C
Trường THPT BC Trần Khai Nguyên
Tổ Vật Lý

Bài 3
Bài 3
Dòng điện xoay chiều trong
Dòng điện xoay chiều trong
các loại đoạn mạch
các loại đoạn mạch
Trở về
I. Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R.
II. Đoạn mạch chỉ có

tụ điện C .
III. Đoạn mạch chỉ có

cuộn cảm L.
Ôn Tập.
I. Đoạn mạch chỉ có R :

I. Đoạn mạch chỉ có R :
Là dụng cụ điện chỉ có tác
dụng nhiệt khi có dòng điện truyền qua.
1. Điện trở thuần R :
2. Liên hệ giữa u và i :
Xét một đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R. Hiệu
điện thế giữa hai đầu đoạn mạch : u = U
0
sinωt.
Đònh luật Ôm :
R
u
i =
⇒
tsin
R
U
i ω=
0
Đặt : I
0
= U
0
/R ⇒


i =
i = I
0
sin ω

t
t
Vậy hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch chỉ
có điện trở thuần biến thiên điều hòa cùng tần số
và cùng pha với dòng điện.
3. Biểu Thức Đònh Luật Ôm :
Giản đồ vectơ quay:
Cho dòng điện qua R là i = I
0
sinωt
⇒ u
R
= U
0
sinωt
R
U
I
R
U
I
0
0
=⇒=
U
0
I
0
ω
4. Thí dụ:

Cho dòng điện i = 5sin(100πt-π/5) A qua một điện trở R = 10Ω.
a. Tính nhiệt lượng toả ra ở R trong 10 phút.
b. Viết biểu thức của hiệu điện thế ở hai đầu R.
Bài giải
Bài giải
Trở về
a. Thí nghiệm : Mắc mạch điện như hình vẽ:
1.Tác Dụng Của Tụ Điện Đối Với Dòng Điện Xoay Chiều :
II. Đoạn mạch chỉ có tụ điện C :
II. Đoạn mạch chỉ có tụ điện C :

Nối AB với nguồn không đổi và K ở N đèn Đ không sáng
chứng tỏ dòng điện không đổi không truyền qua tụ điện C

Nối AB với nguồn xoay chiều:
C
K
A
A
B
B
M
N
N
Đ
Đ
+
-

K ở M đèn Đ sáng


K ở N đèn Đ sáng mờ hơn.

Chứng tỏ dòng điện xoay chiều truyền qua được tụ điện và
tụ điện C có điện trở đối với dòng điện xoay chiều.
∼
∼
Tụ điện cho dòng điện xoay chiều đi qua nhưng
cũng có tác dụng cản trở dòng điện. Ta nói tụ điện
có một điện trở gọi là dung kháng, kí hiệu : Z
C
(Ω)

.
b. Dung Kháng Z
C
:
C : Điện dung của tụ điện (F)
f : Tần số dòng điện (Hz)
Đối với dòng điện không đổi Z
C
→
∞.
2. Liên Hệ Giữïa u và i :
Xét một đoạn mạch chỉ có tụ điện C, giữa hai
đầu của đoạn mạch có hiệu điện thế : u = U
0
sinωt
Điện tích q của tụ điện : q = Cu = CU
0

sinωt
Cường độ dòng điện trong mạch là đạo hàm của
q đối với t
i = q’ = ωCU
0
cosωt = ωCU
0
sin(ωt + π/2)
Đặt I
0
= ωCU
0
⇒ i = I
0
sin(ωt + π/2)
fC2
1
=
C
1
=Z
C
πω
3. Biểu Thức Đònh Luật Ôm :
Giản đồ vectơ quay:
Cho dòng điện qua C là i = I
0
sinωt
⇒ u
C

= U
0
sin(ωt-π/2)

với U
0
=I
0
/ωC
U
0
I
0
ω
4. Thí dụ: Cho dòng điện i = 5sin(100πt+π/5) A qua một tụ
điện có điện dung C = 100/π µF.
a.Tính dung kháng của tụ điện.
b.Viết biểu thức của hiệu điện thế ở hai bản của C.
Bài giải
Bài giải
Vậy hiệu điện thế u
C
giữa hai đầu đoạn mạch chỉ có tụ
điện biến thiên điều hòa cùng tần số và trễ pha hơn dòng
điện i là
π
/2 : ϕ
u
= ϕ
i

- π/2


Ta có : I
0
= ωCU
0

CC
Z
U
I
Z
U
I =⇒=
0
0
⇒
K
A
A
B
B
M
N
N
Đ
Đ
L
L

Trở về
a. Thí nghiệm : Mắc mạch điện như hình vẽ:
1.Tác Dụng Của Cuộn Cảm Đối Với Dòng Điện Xoay Chiều :
II. Đoạn mạch chỉ có cuộn cảm L :
II. Đoạn mạch chỉ có cuộn cảm L :

Nối AB với nguồn xoay chiều:

K ở M đèn Đ sáng

K ở N đèn Đ sáng mờ hơn.

Chứng tỏ dòng điện xoay chiều truyền qua cuộn cảm và
cuộn cảm L có điện trở đối với dòng điện xoay chiều.
∼
∼
Cuộn cảm cho dòng điện xoay chiều đi qua nhưng
cũng có tác dụng cản trở dòng điện. Ta nói cuộn
cảm có một điện trở gọi là cảm kháng, kí hiệu : Z
L

(Ω).
b. Cảm kháng Z
L
:
L : Độ tự cảm của cuộn cảm (H)
f : Tần số dòng điện (Hz)
Đối với dòng điện không đổi Z
L
= 0.

2. Liên Hệ Giữïa u và i :
Xét một đoạn mạch chỉ có cuộn cảm L, cường độ
dòng điện xoay chiều qua đoạn mạch là : i = I
0
sinωt
Xét tại thời điểm t dòng điện i đang tăng và trong L
xuất hiện suất điện động tự cảm e , đóng vai trò như
một suất phản điện : e = Li’ ⇒ e = ωLI
0
cosωt
Đònh luật Ôm cho đoạn mạch : u = (R + r’)i + e
Mà R + r’ = 0 ⇒ u = e = ωLI
0
sin(ωt + π/2)
Đặt ωLI
0
= U
0
⇒ u = U
0
sin(ωt + π/2)
Z
L
= ωL = 2πfL
3. Biểu Thức Đònh Luật Ôm :
Giản đồ vectơ quay:
Cho dòng điện qua L là i = I
0
sinωt
⇒ u

L
= U
0
sin(ωt+π/2)

với U
0
=I
0
.ωL
U
0
I
0
ω
4. Thí dụ: Một cuộn cảm có L = 318 mH được mắc vào một
hiệu điện thế u = 200sin(100πt-π/5) V.
a.Tính cảm kháng của cuộn cảm.
b.Viết biểu thức của cường độ dòng điện qua cuộn cảm.
Bài giải
Bài giải
Vậy hiệu điện thế u
L
giữa hai đầu đoạn mạch chỉ có
cuộn cảm biến thiên điều hòa cùng tần số và sớm pha
hơn dòng điện i là
π
/2 : ϕ
u
= ϕ

i
+ π/2


Ta có : U
0
= ωLI
0
LL
0
0
Z
U
=I
Z
U
=I ⇒
⇒

Ôn Tập
Ôn Tập
1. Chọn câu đúng :
a. Hiệu điện thế ở hai đầu điện trở thuần biến
thiên điều hoà sớm pha hơn dòng điện là
π/2.
c. Cường độ dòng điện qua cuộn cảm thì sớm
pha hơn hiệu điện thế ở hai đầu cuộn cảm.
b.Dung kháng của tụ điện C tỷ lệ thuận với
chu kỳ của dòng điện xoay chiều qua C.
d. Ở tụ điện thì tần số của hiệu điện thế giữa

hai bản nhỏ hơn tần số của dòng điện qua
tụ .
Trở về

Trường THPT BC
Trần Khai Nguyên
Sở Giáo Dục –Đào Tạo
Sở Giáo Dục –Đào Tạo
Tp. Hồ Chí Minh
Tp. Hồ Chí Minh