Bài 34. Thực hành: Khảo sát đoạn mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp

KIỂM TRA BÀI CU

Dựa vào kiến thức đã học ở bài
các mạch điện xoay chiều, hãy
điền thông tin còn thiếu vào
bảng dưới đây.


KIỂM TRA BÀI CU
MẠCH
R

cùng pha………….(1)
u và i……………

BIỂU THỨC

ĐỊNH LUẬT ÔM

i = I 2 cosωt
UR 2 cosωt
u = …………………….
(2)

……………………
(3)
I = U /R
R

C

u …………………..
(4)so với i
trê pha π/2
i………….................(5)so
với u
sớm pha π/2

i = I 2 cosωt

I=UC/ZC
………………………
………………………
u = ……………………..(6)
UC 2 cos(ωt – π/2)
Với ZC = 1/ωC.
(7)

2

sớm pha π/2
u …………………..(8)so
với i
trê pha π/2
i……........................(9)so với u

I = UL/ZL
i=I
cosωt
……………………………
Với ZL = ωL.

UL 2 cos(ωt + π/2)
u = …………………….(10) ……………………….(11)


BÀI 14: MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP
Nội dung cơ bản
1. Định luật Ơm cho đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp
2. Quan hệ về pha giữa điện áp hai đầu đoạn mạch và cường độ
dòng điện trong mạch
3. Hiện tượng cộng hưởng

Phương pháp tiếp cận: phương pháp giản đồ Fresnel


BÀI 14: MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP
I- Phương pháp giản đồ Fre-nen
1. Định luật về điện áp tức thời (sgk)
u = u1 + u2 +….+ un

(1)

2. Phương pháp giản đồ Fresnel
Mỗi đại lượng xoay chiều được biểu
diên bằng một vectơ quay
(1) ⇔

ur uur uur
U = U1 + U 2 + ...

Cường độ dòng điện và

điện áp trong đoạn mạch
nối tiếp đối với dòng điện
1 chiều không đổi có đặc
điểm gì?
I = I1 = I2 =….= In
U = U1 + U2 +….+ Un


BÀI 14: MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP
II. Mạch có R , L , C mắc nối tiếp
1. Định luật Ơm cho đoạn mạch có
R , L , C mắc nối tiếp. Tổng trở
Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ:
R
C
L
Đặt vào hai đầu đoạn mạch một
điện áp xoay chiều u
=>Tại thời điểm t: u = uR + uL + uC
Hay

ur uuu
r uur uuu
r
U = U R + U L + UC

Áp dụng định luật
uuur uur uuur
về
điệndiên

áp tức
U R , Uthời,
Biểu
L , UC
viết biểu
trên thức
cùngđiện
giản
áp
thời hai đầu
đồtức
vectơ?
mạch?


BÀI 14: MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP
II. Mạch có R , L , C mắc nối tiếp
1. Định luật Ơm cho đoạn mạch có
R , L , C mắc nối tiếp. Tổng trở
Giản đồ véc tơ:
UL
UL + UC
O

trên cùng
giảnIđồ
UU
R
vectơ?
⇒ I =O

2
2
R u+
r (Z
uuu
urC ) uuu
r
Lr −uZ
UCTìm U = U R + U L + U C ?
R2 +U(Z
Đặt: UZ = Tìm
? L - ZC) 2
L

U
UR

ur uuur uuuur
+ U = U R + U LC uuur uur uuur
2
2
2 ,U ,U 2
U
U
Biểu
diên
R
L
C
L

⇒ U = U R + U LC = I R + ( Z L − Z C )

I

UC

uuuur uur uuur
+ U LC = U L + U C

⇒ ULC = U L − U C = Z L − Z C I

Z được gọi là tổng trở của mạch
UR
O
UI
⇒
(1)
I=
Z
UC Định luật Ơm cho đoạn mạch có
KLuận:
R, L, C mắc nối tiếp (Sgk)


BÀI 14: MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP
II. Mạch có R , L , C mắc nối tiếp
2. Độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện
tan ϕ =

UL - UC

UR

=

ZL - ZC
R

- Nếu ZL > ZC ⇒ ϕ > 0

UL
Tìm và nhận xétU
UL +trịUdòng
C
giá
điện
ϕ
hiệu dụngOkhi mạch
có ZL = ZC? UR

I

UC

⇒ u nhanh pha so với i (hay i trê pha so với u) một góc ϕ. Mạch có tính
Xác định góc lệch
cảm kháng
pha
trênlệch
giảnpha
đồ ϕ

Tínhϕgóc
- Nếu ZL < ZC ⇒ ϕ < 0
vectơ?
từ hình vẽ?
⇒ u trê pha so với i (hay i nhanh pha so với u) một góc . ϕ Mạch có

tính dung kháng

- Nếu ZL = ZC ⇒ ϕ = 0

⇒ u cùng pha với i


BÀI 14: MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP
II. Mạch có R , L , C mắc nối tiếp
3. Cộng hưởng điện.
* ZL = ZC ⇒ ϕ = 0 : u, i cùng pha.
* Lúc đó tổng trở của mạch Z = R.
* Khi đó cường độ dòng điện hiệu dụng đạt giá trị max.
I=

U
R

⇒

ωL = 1
ωC

Đó là hiện tượng cợng hưởng điện.

Điều kiện để có cợng hưởng điện là :

ωL = 1
ωC

hay

ω2LC = 1


CỦNG CỐ BÀI HỌC
* U2 = UR2 + (UL – UC)2

*

I=

U
Z

Với Z =

R2 + (ZL - ZC) 2

* Độ lệch pha của u so với i :

tan ϕ =

UL - UC
UR

=

ZL - ZC
R


CỦNG CỐ BÀI HỌC
* U2 = U2R + (UL – UC)2

*

U

I=

Z

Với Z =

R2 + (ZL - ZC) 2

* Độ lệch pha của u so với i :
C

R

*

I = U Với Z =

Z

Khuyết
L

R2 + ZL2

Khuyết R

Khuyết

tan ϕ =

UL - UC
UR

=

ZL - ZC
R

R

*

I = U Với Z =
Z

R2 + ZC2

Quan hệ về pha giữa u và i
u cùng pha so với i
u sớm pha so với i

u sớm pha π/2 so với i

u trê pha so với i

u trê pha π/2 so với i

Loại mạch điện
Mạch có R, L, C mắc nối tiếp (ZL = ZC)
Mạch chỉ có R
Mạch có R, L mắc nối tiếp
Mạch có R, L, C mắc nối tiếp (ZL > ZC)
Mạch có L, C mắc nối tiếp (ZL > ZC)
Mạch chỉ có L
Mạch có R, C mắc nối tiếp
Mạch có R, L, C mắc nối tiếp (ZL < ZC)
Mạch có L, C mắc nối tiếp (ZL < ZC)
Mạch chỉ có C


BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài 1: Cho đoạn mạch AB gồm điện trở R = 40Ω, cuộn cảm thuần có ZL
= 30Ω và tụ điện có ZC = 60Ω mắc nối tiếp. Tổng trở của đoạn mạch là
a) Z = 50 Ω

b) Z = 70 Ω

c) Z = 100 Ω

d) Z = 20 Ω

Bài 2: Cho đoạn mạch AB gồm điện trở R = 80Ω, cuộn cảm thuần có L =
2/π H và tụ điện có ZC = 120Ω mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu mạch một
điện áp có tần số góc ω = 100π(rad/s). Độ lệch pha giữa điện áp hai đầu
mạch và dòng điện trong mạch là
a) ϕ = –π/4

b) ϕ = π/4

c) ϕ = –π/4

d) ϕ = –π/4


BÀI TẬP VẬN DỤNG (VỀ NHÀ)
Câu 3: Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một điện áp u = 200cos(100πt + π/4)(V).
Tìm tổng trở của đoạn mạch, độ lệch pha giữa điện áp hai đầu mạch và dòng điện
trong mạch. Viết biểu thức dòng điện trong mạch?

0,3
10−3
H và C =
a. đoạn mạch AB gồm R = 40Ω, L =
F mắc nối tiếp
π
3π

b. đoạn mạch AB gồm R = 30Ω và L =

0, 4
H mắc nối tiếp
π

10−3
c. đoạn mạch AB gồm R = 50Ω và C =
F mắc nối tiếp
5π
2
10−4
d. đoạn mạch AB gồm L = H và C =
F mắc nối tiếp
π
π