các mạch điện xoay chiều

Phòng GD&ĐT Bắc Mê
Trung tâm giáo dục thường xuyên


Tiết 21.Baứi 13

các mạch điện xoay chiều
I. ẹoaùn maùch chổ có điện trở thuần R.
II. Đoạn mạch chỉ có tụ điện C .
III. Đoạn mạch chỉ có cuộn cảm L.
Ôn Tập.
Trở về


I. Đoạn mạch chỉ có R :

1. Điện trở thuần R : Là dụng cụ điện chỉ có tác
dụng nhiệt khi có dòng điện truyền qua.
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 = U0sinωt.
u
U0
Định luật Ôm :
i=
i=
sin ωt
⇒
R
R

Đặt : I0 = U0/R

⇒

i = I0sin ω 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 Định Luật Ôm :

U0
U
I0 =
⇒I=
R
R
Giản đồ vectơ quay:
Cho dòng điện qua R là i = I0sinωt
⇒ uR = U0sinωt

ω

I0
U0

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


II. Đoạn mạch chỉ có tụ điện C :

1.Tác Dụng Của Tụ Điện Đối Với Dòng Điện Xoay Chiều :

a. Thí nghiệm : Mắc mạch điện như hình vẽ:
Đ
C

N

+
K

A

∼
-

B

M

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:
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.

Trở về


b. Dung Kháng ZC :
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 : ZC (Ω)
.

1
1
ZC =
=
ωC 2 πfC

C : Điện dung của tụ điện (F)
f : Tần số dòng điện (Hz)
Đối với dòng điện không đổi ZC →
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 = U0 sinωt
Điện tích q của tụ điện : q = Cu = CU0 sinωt
Cường độ dòng điện trong mạch là đạo hàm của q
đối với t
i = q’ = ωCU0cosωt = ωCU0sin(ωt + π/2)
Đặt I0 = ωCU0
⇒
i = I0sin(ωt + π/2)


Vậy hiệu điện thế uC 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 : ϕu = ϕi - π/2
3. Biểu Thức Định Luật Ôm :

Ta có : I0 = ωCU0

⇒

U0
U
I0 =
⇒I=
ZC
ZC

Giản đồ vectơ quay:
Cho dòng điện qua C là i = I0sinωt
⇒ uC = U0sin(ωt-π/2) với U0=I0/ωC

U0

I0

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


III. Đoạn mạch chỉ có cuộn cảm L :

1.Tác Dụng Của Cuộn Cảm Đối Với Dòng Điện Xoay Chiều :
a. Thí nghiệm : Mắc mạch điện như hình vẽ:
Đ

L

A

N

K

∼

B

M

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.

Trở về


b. Cảm kháng ZL :
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 : ZL (Ω).
ZL = ωL = 2πfL

L : Độ tự cảm của cuộn cảm (H)
f : Tần số dòng điện (Hz)
Đối với dòng điện không đổi ZL = 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 = I0 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 = ωLI0cosωt
Định luật Ôm cho đoạn mạch : u = (R + r’)i + e
Mà R + r’ = 0
⇒
u = e = ωLI0sin(ωt + π/2)


Vậy hiệu điện thế uL 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 : ϕu = ϕi + π/2
3. Biểu Thức Định Luật Ôm :

Ta có : U0 = ωLI0

⇒

U0
U
I0 =
⇒I =
ZL
ZL

Giản đồ vectơ quay:
Cho dòng điện qua L là i = I0sinωt
⇒ uL = U0sin(ωt+π/2) với U0=I0.ωL

U0

I0

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


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.
b.Dung kháng của tụ điện C tỷ lệ thuận với chu
kỳ của dòng điện xoay chiều qua C.
c. Cường độ dòng điện qua cuộn cảm thì sớm
pha hơn hiệu điện thế ở hai đầu cuộn cảm.
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


Phòng GD&ĐT Bắc Mê
Trung tâm giáo dục thường xuyên