mạch RLC mắc nối tiếp

CHÀO MỪNG QUÝ
THẦY CÔ ĐÃ ĐẾN
DỰ GIỜ THĂM LỚP
12A12


Mạch

Định luật Ôm

R

UR = RI

u, i cùng pha
C

u trễ
i sớm
A

π
so với i
2
π
so với
2
L

UC = ZC I
u

B

u sớm π so với i
2
i trễ π so với u
2

UL = ZL I


Bài 14

A

R

L

B
C


Bài 14:

MẠCH R, L, C MẮC NỐI TIẾP

I. PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN
1/ Định luật về điện áp tức thời
2/ Phương pháp giản đồ Fre-nen

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
2/ Độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện


Bài 14:

MẠCH R, L, C MẮC NỐI TIẾP

I. PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN

1/ Định luật về điện áp tức thời

u = u1 + u2 + u3 + …


Bài 14:

MẠCH R, L, C MẮC NỐI TIẾP

2/ Phương pháp giản đồ Fre-nen


Mạch

Định luật Ôm

Các véctơ quay U và I

R

I

u, i cùng pha

UR = RI

UR

C

I
u trễ
i sớm
A

π
so với i
2
π
so với
2
L

UC
I
UC

u

B

u sớm π so với i
2
i trễ π so với u
2

UC = ZC I

UL
I

UL = ZL I

UL
I


MẠCH R, L, C MẮC NỐI TIẾP
II. MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP

Bài 14:

1/ Định luật Ôm cho đoạn mạch có R, L, C mắc
nối tiếp. Tổng trở
A

R
uR

M

L

N

uL

C

B

uC

u

- Điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch:
u = U 2 cosωt
- Hệ thức giữa các điện áp tức thời trong mạch:

u = uR + uL + uC


MẠCH R, L, C MẮC NỐI TIẾP

Bài 14:

- Biểu diễn bằng các vectơ quay:

r r
r
r
U = U R + U L + UC

UR = RI
UL = ZLI
UC = ZCI

Trong đó:
• Giả sử UC < UL (ZC < ZL).

• Giả sử UC > UL (ZC > ZL)

• Giản đồ véc tơ quay biểu
diễn như hình

• Giản đồ véc tơ quay
biểu diễn như hình

UL
U
ULC
O

UC

+

ϕ

UR

I

UL
O

ULC
UC

+

UR

ϕ

I
U


MẠCH R, L, C MẮC NỐI TIẾP

Bài 14:

2
2
- Theo giản đồ: U 2 = U R + U LC

=  R + (Z L − ZC )  I



2

- Nghĩa là:

với

I=

2

2

U
=
2
2
Z
R + ( Z L − ZC )

O

UC

UC

U

ϕ

ϕ

UR

[

]

2
2
2
2 2
= U R + U LC = R + ( Z L − Z C ) I

Từ đó, ta có:

I=

Với Z =

U
I
UI

Z gọi là tổng trở của mạch.

Ứng với trường hợp UL>UC.
Đặt ULC= UL- UC. Ta vẫn có hệ thức:

2

UR

O

ULCULC

U

Z = R 2 + ( Z L − Z C )2

UL UL

U

U
=
2
2
Z
R + (Z L − ZC )

R + (Z L − ZC )
2

2


Bài 14:

MẠCH R, L, C MẮC NỐI TIẾP

• Định luật Ôm trong mạch có R, L, C mắc nối tiếp:
Cường độ hiệu dụng trong một 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=
Z


Bài 14:

MẠCH R, L, C MẮC NỐI TIẾP

2/ Độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện
tan ϕ =

U LC
UR

- Nếu chú ý đến dấu
U L − UC Z L − Z C
tan ϕ =
=
UR
R

UL
UL

O
ULC
ULC
O

UCC
U

U

UR
ϕ
ϕ
UR

++
I

U

I

Trong đó ϕ là độ lệch pha của u đối với i
+ Nếu ZL > ZC → ϕ > 0: u sớm pha so với i một góc ϕ
+ Nếu ZL < ZC → ϕ < 0: u trễ pha so với i một góc ϕ,


Bài 14:

MẠCH R, L, C MẮC NỐI TIẾP

Chú ý:

• NÕu trong mạch ta xét thiếu phần tử nào
trong các công thức ta cho các giá trị của phần
tử đó bằng 0
ã Nếu cuộn dây có điện trở thuần R0 ta tách
thành hai phần tử điện trở R0 nối tiếp với
cuộn cảm thuần
R

coi như

R0,L

R

R0

C

L

C


MẠCH R, L, C MẮC NỐI TIẾP
3. Cộng hưởng điện

Bài 14:

+ Nếu giá trị của điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch không đổi

1
=0
+ Thay đổi tần số góc ω đến giá trị sao cho ωL −
ωC

Có hiện tượng cộng hưởng+ Hiện tượng cộng hưởng
điện
Khi có hiện tượng cộng hưởng thì:
điện là gì?
+ Tổng trở của đoạn mạch: + min=R
Z Khi nào xảy ra hiện
tượng cộng hưởng điện?
U
+ Cường độ hiệu dụng của dòng điện I max =
R
+ Các điện áp U0C=U0L và uC, uL ngược pha nhau nên triệt tiêu.
+ Điện áp U=UR hay U0=U0R
+ Cường độ dòng điện i biến đổi đồng pha với điện áp u

Điều kiện để xảy ra hiện tượng cộng hưởng trong đoạn mạch xoay chiều
RLC nối tiếp
1
ω=
LC


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 + (Z L + ZC )
2

C : Z = R + (Z L − ZC )
2

2

B : Z = R − (Z L − ZC )
2

D : Z = R − (Z L + ZC )
2

2
’

2

2

Bµi 2: Công thức tính góc lệch pha giữa u và i:
Z L + ZC
Z L − ZC
B : tan ϕ =
A : tan ϕ =
R

ZL − R
C : tan ϕ =
ZC

R
ZL − R
D : tan ϕ =
ZL


Củng cố và vận dụng
Bài 3: Mạch điện xoay chiều gåm R, L, C
m¾c nèi tiÕp, cã :
a. TÝnh tỉng trở của mạch
b. Tính góc lệch pha giữa u và i
vµ nhËn xÐt