bai 14 mach co rlc mac noi tiep

Kiểm tra bài cũ
Câu 1: Công thức xác định dung kháng của tụ điện C đối với tần số f lµ:
A : Z C = 2.π . f .C

B : Z C = π . f .C

C : ZC =

1
2.π . f .C

D : ZC =

1
π . f .C

C©u 2: Công thức xác định cảm kháng của cuộn cảm L ®èi víi tÇn sè f

A : Z L = 2.π . f .L

B : Z L = π . f .L

C : ZL =

1
2.π . f .L

D : ZL =

C©u 3: Điện áp tức thời giữa hai đầu của mạch ®iƯn xoay chiỊu lµ:

1
π . f .L

u = 80 cos 100t (V )

Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch đó là bao nhiêu?

A : 80V

B : 40V

C : 40 2V

D : 80 2V


Kiểm tra bài cũ
Câu 3: Chọn phát biểu Sai
A: Trong mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần cường ®é tøc
thêi cïng pha víi ®iƯn ¸p tøc thêi
B: Trong mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện cường độ tức thời sớm pha

so với điện áp tức thời
2
C: Trong mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần cường ®é tøc thêi
trƠ pha π so víi ®iƯn ¸p tøc thời
2
D: Trong mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần cường độ tức thời sớm
pha so với điện áp tức thời

2
Câu 4: Biểu thức nào không phải biểu thức của định luật Ôm

A: I =

UR
R

B:I =

UL
ZL

C : I = U .R

D:I =

UC
ZC

Vậy: Mạch điện xoay chiều gồm các phần tử R, L, C mắc nối
tiếp biểu thức của định luật Ôm và góc lệch pha giữa u và i được
tính như thế nào?


Bài 14: Mạch có r, l, c mắc nối tiếp

Nội dung bài học:

i. Phương pháp giản đồ fre-nen

R1

R2

R3

Rn

U2

U3

UN

i. Phương pháp giản đồ fre-nen
i

U1

ii. Mạch có r, l, c mắc nối tiÕp
C1: Hiệu điện thế trong

mạch được tính bằng
biểu thức nào?
U = U1+ U2 + U3 + … + UN


Bài 14: mạch r, l, c mắc nối tiếp
i. Phương pháp giản đồ fre-nen
1. định luật về điện áp tức thời

: Trong mạch xoay chiều gồm nhiều đoạn mạch mắc nối tiếp thì
điện áp tức thời giữa hai đầu của mạch bằng tổng đại số các điện áp
tức thời giữa hai đầu của từng đoạn mạch đó
R
A

L
M

C
N

B

u AB = u AM + uMN + u NB = u R + u L + uC


M

1.x = A. cos(ω.t + ϕ )

+
ϕ
O

x

BiĨu diƠn b»ng mét vectơ quay tại thời điểm ban đầu. Véctơ quay đó có các đặc điểm:
-Có gốc tại gốc toạ độ của trục Ox

- Có độ dài bằng biên độ dao động, OM=A
- Hợp với trục Ox góc bằng pha ban đầu ( chọn chiều dương là chiều dương của đường
tròn lượng giác tức là ngược chiều quay của kim đồng hồ )
2. x là dao động tổng hợp của hai dao động điều hoà cùng phương,
cùng tần số x1, x2 thì : x = x1 + x2

x = A. cos(ω + )
.t ϕ
x1 = A1 . cos(ω + 1 )
.t ϕ

x 2 = A2 . cos(ω + 2 )
.t ϕ

A = A1 +A2


2. Phương pháp giản đồ fre-ne

Mạch

Các vectơ quay
U
và I

R


I

u, i cựng pha

Định luật Ôm

UR

UR = RI

I

I

C
2

u trễ pha
i sớm pha
u

so víi i

π 2

UC

so víi

L
UL

u sím pha π
i trƠ pha

2

π 2

so víi i
so víi u

I

UC = ZCI

UC

UL

UL = ZLI

I


2. Phương pháp giản đồ fre-ne

Mạch

Các vectơ quay
U
và I

R


I

u, i cựng pha

Định luật Ôm

UR

UR = RI

I

I

C
2

u trễ pha
i sớm pha
u

so víi i

π 2

UC

so víi

L
UL

u sím pha π
i trƠ pha

2

π 2

so víi i
so víi u

I

UC = ZCI

UC

UL

UL = ZLI

I


Bài 14: mạch r, l, c mắc nối tiếp

ii. Mạch có r, l c mắc nối tiếP
1. định luật ôm cho đoạn mạch có r, l, c mắc nối tiếp. Tổng trở

Bài toán: Đặt vào hai đầu A, B của mạch điện gồm điện trở R, cuộn cảm thuần L,
tụ điện C mắc nối tiếp một điện áp xoay chiều u có tần số góc
R
L
C
A

M

N

Điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch là:

B
u = U 0 . cos( t + ϕ u ) = U . 2 . cos(ω t + ϕ u )

i = I 0 . cos(ωt + ϕ i ) = I . 2 . cos(t + i )
Dòng điện tức thời trong đoạn mạch là:
: Hệ thức điện áp tức thời trong m¹ch
u AB = u AM +u MN +u NB = u R +u L +uC

áp dụng định luật điện ¸p tøc thêi viÕt hÖ thøc
U =U RhÖ+U Ltøc thêi trong mạch
Viết điện trên dưới U C
thức áp +dạng véctơ
Nhận xét vị trí tương hỗ của các véctơ điện áp
hai đầu mỗi đoạn mạch với véctơ cường độ dòng

điện trong m¹ch


Bài 14: mạch r, l, c mắc nối tiếp
ii. Mạch có r, l c mắc nối tiếP
1. định luật ôm cho đoạn mạch có r, l, c mắc nối tiếp. Tæng trë

*U L >U C hayZ L >Z C

U LC = U L + U C

UL

U LC = U L −U C

O

UC
Víi

U = U R + U LC

U

U LC = U L + U C

ϕ

2
2

U 2 = U R + U LC

I

2
= U R + (U L − U C ) 2

[

UR

]

= R 2 + ( Z L − Z C ) 2 .I 2
NghÜa lµ:

I=

U

R 2 + (Z L − ZC )2

Z = R 2 + ( Z L − Z C ) 2 (2) gäi lµ tỉng trë của mạch
Đơn vị: Ôm

=

U
(1)
Z

Bài 14: mạch r, l, c mắc nối tiếp
ii. Mạch có r, l c mắc nối tiếP
1. định luật ôm cho đoạn mạch có r, l, c mắc nối tiếp. Tổng trở

: Định luật Ôm trong đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp:
Cường độ hiệu dụng trong mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp có giá trị
bằng thương số của điện áp hiệu dụng của mạch và tổng trở của mạch
U
I =
(3)
Z

*U C > U L hayZ C > Z L
UL
O

U LC = U L + U C
UC

UR

I

ϕ
U


Bài 14: mạch 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
= u i

UL
U LC

UL
= U L +UC
O

U LC

O
= U L +UC
UC

UR

U

I

+ NÕu Z > Z C th× ϕ > 0
NhËn xÐt sù phơL thuộc của độ lệch pha giữa
I
u và i với Z và so
u sớm pha góc L ZC với i

UR

Độ lệch pha giữa u và i
U U
Z Z
tan = L C = L C
UR
R

U

UC

+ NÕu

th×

ϕ<0

u trƠ pha gãc ϕ so víi i

UR R
=
U
Z
U − U C Z L − ZC
sin ϕ = L
=
U
Z

cos ϕ =

Z L < ZC

 Z L > ZC ⇒ ϕ > 0 


 Z L < ZC ⇒ ϕ < 0 


Bài 14: mạch r, l, c mắc nối tiếp
ii. Mạch có r, l c mắc nối tiếP
3. Cộng hưởng điện

:Hiện tượng cộng hưởng điện:

Z C tan = 0 ®iƯn u cïng pha víi i
NÕu Z L =Trong m¹ch⇒ = 0xoay chiều nối

tiếp, cộng hưởng điện là gì?

Tổng trở của mạch Z = R

Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch có giá trị lớn nhất

I=

U
R

: Điều kiện cã céng h­ëng ®iƯn: Z L = Z C ⇒ ω .L = 1 ⇒ ω 2 .L.C = 1(5)
ω .C

Điều kiện có cộng hưởng điện?


Bài 14: mạch r, l, c mắc nối tiếp

1. Nếu cuộn dây có điện trở thuần R0 ta tách thành hai phần tử điện trở R0 nối
tiếp với cuộn cảm thuÇn
R

R0,L

C

R
coi nh­

U = (U R + U R0 ) 2 + (U L − U C ) 2

Z = ( R + R0 ) 2 + ( Z L − Z C ) 2
Z L −Z C
tan ϕ =
R +R0

R0

L

C


Bài 14: mạch r, l, c mắc nối tiếp
2. Nếu trong mạch ta xét thiếu phần tử nào trong các công thức
ta cho các giá trị của phần tử đó b»ng 0
a . M¹ch cã R, L nèi tiÕp
R

L

2
2
U = UR +UL

U

UL
O

ZC = 0 ; UC = 0

ϕ

Z =

I

UR

2
R2 +ZL

tan =

UL
Z
= L
UR
R

u luôn luôn sớm pha hơn i


Bài 14: mạch r, l, c mắc nối tiếp
b. Mạch cã R, C m¾c nèi tiÕp
2

U = U R +U C
R

C

Z =
UR

O

ϕ

I

2

2
R2 +ZC

−UC ZC
tan ϕ =
=
UR
R
u lu«n lu«n trƠ pha so víi i

UC

U


Bài 14: mạch r, l, c mắc nối tiếp
b. Mạch cã L, C m¾c nèi tiÕp
L

C
U =U R

Z=R

UL

UL < UC ⇒ ϕ = − π 2

I

O

UC

U L > UC ⇒ ϕ = π 2


Bài 14: mạch r, l, c mắc nối tiếp
Củng cố và vận dụng
1. Biểu thức định luật Ôm cho mạch ®iƯn xoay chiỊu cã R, L, C m¾c nèi tiÕp:
U
U
I=
= (1)
Z
R 2 + (Z L − ZC )2

Z = R 2 + ( Z L − Z C ) 2 (2) gọi là tổng trở của mạch
2. Góc lệch pha giữa u và i:

tan =

U L UC Z L − ZC
=
UR
R

Bài 14: mạch r, l, c mắc nối tiếp
Củng cố và vận dụng
Bài 1: Công thức tính tổng trở của mạch điện xoay chiều có RLC mắc nối tiếp:
A : Z = R 2 + (Z L + Z C ) 2

B : Z = R 2 − (Z L − Z C ) 2

C : Z = R 2 + (Z L − Z C ) 2

D : Z = R 2 − (Z L + Z C ) 2

Bài 2: Công thức tính góc lệch pha giữa u vµ i:
A : tan ϕ =

Z L − ZC
R

ZL − R
C : tan ϕ =
ZC

B : tan ϕ =
D : tan ϕ =

Z L + ZC
R

ZL −R

ZL


Bài 14: mạch r, l, c mắc nối tiếp
Củng cố và vận dụng
Bài 3: Mạch điện xoay chiều gồm R, L, C m¾c nèi tiÕp, cã :

R = 30Ω ; Z L = 60Ω ; Z C = 30Ω
a. TÝnh tổng trở của mạch

b. Tính góc lệch pha giữa u vµ i vµ nhËn xÐt
Z = R 2 + (Z L − ZC )2
Z = 302 + (60 − 30) 2 = 302 + 302 = 30 2Ω
tan ϕ =
ϕ=

Z L − Z C 60 − 30
π
=
= 1 ⇒ ϕ = (rad )
R
30
4

π
> 0 u sím pha
4

π
4

so víi i


Bài 14: mạch r, l, c mắc nối tiếp
Củng cố và vận dụng
Bài 4: Cường độ dòng điện luôn luôn sớm pha hơn hiệu điện thế ở hai đầu đoạn

mạch khi
A. đoạn mạch có R và C mắc nối tiếp
C. đoạn mạch có R và L mắc nối tiếp

B. đoạn mạch có L và C mắc nối tiếp
D. đoạn mạch chỉ có cuộn cảm L

Bài 5: Trong mạch điện xoay chiều chỉ có L (cuộn dây thuần cảm)và C nối tiếp .
Trong trường hợp nào thi hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch sớm pha hơn cường độ
dòng điện góc .
A.ZL < ZC
B. ZL = ZC
C.ZL=0,5ZC
D. ZL > Zc


Bài 14: mạch r, l, c mắc nối tiếp
Củng cố và vận dụng
Bài 6: Cho mạch điện xoay chiều RLC m¾c nèi tiÕp, cã: R = 30Ω ; C =

1
0,1

F; L =
H
4000


u = 120 2 cos 100t (V )

Điện áp tức thời ở hai đầu đoạn mạch là:
Viết biểu thức của dòng điện trong mạch

ZC =

1
=
C

1

= 40

1
4000
0,1
Z L = L = 100π .
= 10Ω
π
100π .

Z = R 2 + ( Z L − Z C ) 2 = 30 2 + (10 − 40) 2 = 30 2Ω
I0 =

U 0 120 2
=
= 3( A)
Z
30 2


Bài 14: mạch r, l, c mắc nối tiếp
Củng cố vµ vËn dơng
Z L − Z C 10 − 40
π
tan ϕ =
=
= − 1 ⇒ ϕ = − (rad )
R
30
4
π
π
ϕ = ϕ u − ϕ i = 0 − ϕ i = − ⇒ ϕ i = (rad )
4
4

i = 3 cos(100πt +

π
4

)( A)