Bài giảng vật lí 12 thao giảng các mạch điện xoay chiều (11)

NguyÔn ®øc tuÊn
THPT hïng an-b¾c quang- hµ giang


KIỂM TRA BÀI CŨ
Câu 1:
2: Hãy
Hãyviết
viếtbiểu
biểuthức
thức
cường
tính độ
giádòng
trị hiệu
điện dụng
tức thời?
của
Nêu
cường
ý nghĩa
độ dòng
các điện,
đại lượng?
điện áp, suất điện động của dòng
Phát
xoay biểu
chiều?
định nghĩa cường độ dòng điện hiệu dụng?
i = I0cos(ωt + ϕ)
I 0 trị của cường độ dòng điện tại thời điểm t,

*I i:
giá
=
I : gọi là cường độ hiệu dụng
được 2gọi là giá trị tức thời của i (cường độ tức
U0
thời).
U=
U : hiệu điện thế hiệu dụng
2
* I0 > 0: giá trị cực đại của i (cường độ cực đại).
E
*E ω
góc.
= >0 0:E:tần
là số
suất
điện động hiệu dụng
* (ωt2+ ϕ): pha của i tại thời điểm t
* ϕ: pha ban đầu của i



I. ĐỘ LỆCH PHA GIỮA ĐIỆN ÁP VÀ CĐDĐ.
Nếu cường độ dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch
có dạng:
i = I0cos(ωt)
Thì điện áp xoay chiều ở hai đầu đoạn mạch có cùng
tần số ω và u có dạng:
u = U0cos(ωt +φ) (13.2)

Với Δϕ= φu- φi gọi là độ lệch pha giữa u và i.
+ Nếu Δϕ > 0: u sớm pha Δϕ so với i.
+ Nếu Δϕ < 0: u trễ pha |Δϕ| so với i.
+ Nếu Δϕ = 0: u cùng pha với i.


II. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ ĐIỆN TRỞ
Nối hai đầu mạch chỉ có điện trở R vào điện áp
xoay chiều u = U 2 cosωt như hình vẽ.
Vì đây là dòng điện trong kim loại
nên theo định luât Ohm:
Hãy nhắcu lạiU biểu thức định luật
i = dòng
= điện
2 cos
ωt (13.3)
Ohm cho
không
đổi?
R R
Nếu ta đặt: I = U/R
Thì dòng điện i chạy qua điện trở là:

i = I 2 cos ωt

(13.4)


II. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ ĐIỆN TRỞ
1. Định luật Ohm cho đoạn mạch chỉ có điện trở R

a. Phát biểu: “ Cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn
mạch xoay chiều chỉ có điện trở có giá trị bằng thương số
giữa điện áp hiệu dụng và điện trở của mạch”
b. Biểu thức: I = U/R
2. Nhận xét:
Trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có R thì cường độ tức
thời trong mạch cùng pha với điện áp ở hai đầu đoạn
mạch


I: II. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN
1. Thí nghiệm
a. Thí nghiệm 1: Bố trí thí nghiệm như hình Hình 13.3a
b. Thí nghiệm 2: Bố trí thí nghiệm như hình Hình 13.3b
c. Nhận xét:
 Tụ điện không cho dòng điện một chiều đi qua
 Dòng điện xoay chiều có thể tồn tại trong mạch
điện có chứa tụ điện

Thí nghiệm 1

Thí nghiệm 2


III. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN
2. Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện
a. Khảo sát
Nối hai đầu mạch chỉ có tụ điện C
vào điện áp xoay chiều
u = U 2 cosωt như hình vẽ.

2


III. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN
b. Định luật Ohm cho đoạn mạch xoay chiều chỉ chứa tụ
điện

 Nếu lấy pha ban đầu của i bằng 0 thì:
i = I 2 cos(ωt)
u = U 2 cos(ωt- л/2)
Theo trên : I = UωC có thể viết lại I = U/(1/Cω)
Nếu đặt :Zc = 1/Cω thì: I = U/Zc
Ta thấy Zc đóng vai trò như R trong công thức (13.3).
Đại lượng Zc được gọi là dung kháng của mạch.


III. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN
b. Định luật Ohm cho đoạn mạch xoay chiều chỉ chứa tụ
điện
b.1. Phát biểu: “ Cường độ hiệu dụng trong mạch chỉ
chứa tụ điện có giá trị bằng thương số điện áp hiệu dụng
giữa hai đầu mạch và dung kháng của mạch”
b.2. Biểu thức: I = U/ Zc
b.3. Nhận xét: “Trong mạch điện xoay chiều tụ điện là
phần tử có tác dụng làm cho cường độ dòng điện tức thời
sớm pha л/2 so với điện áp tức thời”


III. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN

3. Ý nghĩa của dung kháng
 Zc là đại lượng biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay
chiều của tụ.
 Nếu C càng lớn thì Zc càng nhỏ → dòng điện xoay
chiều bị cản trở ít
 Nếu ω lớn (tức là dòng điện cao tần) thì Zc nhỏ →
dòng điện xoay chiều bị cản trở ít và ngược lại


BAØI TAÄP VẬN DỤNG
Câu 1: Phát biểu nào sau đây đúng.
A. Trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có R thì u luôn sớm pha
hơn i.
B. Trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có R thì i luôn sớm pha
hơn u.
C. Trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có tụ C thì i luôn sớm
pha hơn u một lượng là л/2.
D. Trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có tụ C thì u luôn sớm
pha hơn i một lượng là л/2


BAØI TAÄP VẬN DỤNG
Câu 2: Cho u = 220 √2cos(100лt ) V; C = 1/1000л F. Hãy
viết biểu thức i qua tụ? Chọn đáp án đúng.
A. i = 22 cos(100лt -л/2 ) , (A)
B. i = 22 √2cos(100лt -л/2 ) , (A)
C. i = 22 cos(100лt +л/2 ) , (A)
D. i = 22 √2cos(100лt +л/2 ) ,(A)

DẶN DÒ

Về nhà làm các bài tập 3, 6, 7 SGK.
Chuẩn bị bài mới;
Xem lại hiện tượng tự cảm, biểu thức tính từ thông qua cuộn
dây, tính độ tự cảm và công thức tính suất điện động cảm ứng.
Khảo sát mạch điện chỉ có điện trở thuần?