Giáo án Vật lý 12 nâng cao - Bài 27: Mạch điện xoay chiều chỉ có tự điện, cuộn cảm - Trường THPT Nguyễn Trãi

<span class='text_page_counter'>(1)</span>TRƯỜNG THPT NGUYỄN TRÃI BAØI 27 : MAÏCH ÑIEÄN XOAY CHIEÀU CHÆ COÙ TUÏ ÑIEÄN , CUOÄN CAÛM ( SAÙCH NAÂNG CAO ). A .MUÏC TIEÂU : Kiến thức : - Hieåu caùc taùc duïng cuûa tuï ñieän trong maïch ñieän xoay chieàu. - Nắm được khái niệm dung kháng. Biết cách tính dung kháng và vẽ giản đồ vectơ cho đoạn mạch chỉ có tụ điện. - Hieåu caùc taùc duïng cuûa cuoän caûm trong maïch ñieän xoay chieàu. - Nắm được khái niệm cảm kháng. Biết cách tính cảm kháng và vẽ giản đồ vectơ cho đm chỉ có cuộn cảm thuần.. Kæ naêng : - Giải bài toán cơ bản cho đoạn mạch chỉ có tụ điện , cuộn cảm .. B.CHUAÅN BÒ : Giaùo vieân : - Nên chuẩn bị tụ có dung kháng cùng bậc độ lớn với điện trở của đèn để dễ quan sát hiện tượng đèn sáng lên khi thay tụ bởi dây dẫn. Nếu không có dao động kí hai chùm tia thì GV cần vẽ trước đồ thị biểu diễn hiệu điện thế và cường độ dòng điện qua tụ theo thời gian trên giấy to hoặc trên bảng. - Cuộn dây, khóa K, bóng đèn, nguồn điện xoay chiều, dao động ký điện tử.. Hoïc sònh : Xem laïi baøi 1 , 21 .. C. KIẾN THỨC CƠ BẢN 1. ĐOẠN MẠCH XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN a. Thí nghieäm. Hình 27.1 Sơ đồ thí nghiệm nghiên cứu tác dụng của tụ điện trong mạch điện xoay chiều b. Giá trị tức thời của cường độ dòng điện và hiệu điện thế. . Giả sử giữa hai bản tụ điện M và N có hiệu điện thế xoay chiều : u = Uosint (38.1) . Điện tích trên bản M ở thời điểm t là : q = Cu = CUosint.. . Quy ước chiều dương của dòng điện là chiều từ A tới B thì i = với Io = CUo là biên độ của dòng điện qua tụ điện. Vì u = Uosint = Uocos(t -. . 2. dq d (CU o sin t )  CUocost do đó : i = dt dt hay i = Iocost (38.2). ) nên ta thấy dòng điện qua tụ điện sớm pha.  2. đối với hiệu điện thế.. c. Giản đồ vectơ ur . Như vậy, trên giản đồ vectơ cho đoạn mạch chỉ có tụ điện, vectơ U lập với r  vectô I moät goùc theo chieàu aâm (xem Hình 27.4) 2. Hình 27.4 Giản đồ vectơ cho đoạn mạch chỉ có tụ điện và pha ban đầu của dòng điện bằng không d. Định luật Ôm cho đoạn mạch có tụ điện. Dung kháng. Lop12.net.

<span class='text_page_counter'>(2)</span> Chia hai vế của biểu thức Io = CUo cho 2 ta có : I = U U 1 ñaët ZC = (38.3) Thì : I = (38.4) ZC C Đối với dòng điện xoay chiều tần số góc , đại lượng ZC giữ vai trò tương tự như điện trở đối với dòng điện không đổi và được gọi là dung kháng của tụ điện. Đơn vị của dung kháng cũng là đơn vị của điện trở. 2. ĐOẠN MẠCH XOAY CHIỀU CHỈ CÓ CUỘN CẢM. a. Thí nghieäm. Hình 27.5 Sơ đồ thí nghiệm khảo sát tác dụng của cuộn cảm trong mạch điện b. Giá trị tức thời của cường độ dòng điện và hiệu điện thế. . Giả sử có một dòng điện xoay chiều cường độ : i = Iocost. (39.1) chạy qua cuộn cảm thuần có độ. di tự cảm L, cuộn cảm một suất điện cảm ứng e = -L = LIosint dt . Hiệu điện thế giữa hai điểm A và B là : u = iRAB – e . Ở đây RAB là điện trở của đoạn mạch, có giá trị bằng không nên : u = -e = - LIOsint. u = Uocos(t + . Doøng ñieän qua cuoän caûm thuaàn bieán thieân ñieàu hoøa cuøng taàn soá nhöng treã pha.  2. . 2. ) (39.2) với Uo = LIo. đối với hiệu điện thế giữa hai. đầu cuộn cảm. c. Giản đồ vectơ. ur r  Như vậy, trong giản đồ vectơ vẽ cho đm chỉ có cuộn cảm thuần, U lập với I một góc theo chieàu döông. 2. Hình 27.8 Giản đồ vectơ cho đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần và pha ban đầu của dòng điện bằng không. d. Định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần. Cảm kháng. U .Chia hai vế của biểu thức Uo = LIo cho 2 ta có U = LI. Nếu đặt ZL = L (39.3) Thì I = (39.4) ZL . Đối với dòng điện xoay chiều tần số góc , đại lượng ZL = L đóng vai trò tương tự như điện trở đối với dòng điện không đổi và được gọi là cảm kháng. Đơn vị của cảm kháng cũng là đơn vị của điện trở.. Lop12.net.

<span class='text_page_counter'>(3)</span> D. TIEÁN TRÌNH DAÏY HOÏC 1. ổn định lớp 2. Kieåm tra baøi cuõ : Caâu 1/ 146 ; caâu 3/ 146 . Công thức tính điện tích của tụ và suất điện động tự cảm 3. Nội dung bài mới HOẠT ĐỘNG CỦA HS. HOẠT ĐỘNG CỦA GV. HĐ1. ĐOẠN MẠCH XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN : ( thí nghiệm , giá trị tức thời của dđ và GV : Hướng dẫn học sinh cách mắc sơ đồ như hình 38.1 hđt , giản đồ véctơ, đl ôm ). . Sau khi đóng khóa K ta thấy đèn như thế nào ? HS : Đèn sáng.. HS : đèn sáng hơn trước . HS : Tụ điện có tác dụng cản trở đối với dòng điện xoay chieàu.. GV : Nếu tụ điện bằng dây dẫn thì độ sáng của đèn như thế naøo ? GV : Hiện tượng này chứng tỏ điều gì ?. GV : Viết biểu thức hiệu điện thế giữa hai bản của tụ điện ? GV : Viết biểu thức điện tích tức thời trên bản của tụ điện noái vaøo ñieåm M ?. HS : u = Uosint HS : q = Cu = CUosint.. GV : Hướng dẫn học sinh biến đổi biểu thức hiệu điện thế d giữa 2 bản của tụ điện ? (CU o sin t )  CUocost HS : i = dt Hay i = Iocost (38.2) Với Io = CUo là biên độ của dòng điện qua tuï ñieän. HS : u = Uosint = Uocos(t HS :. . 2. ) GV : So saùnh pha cuûa u vaø i ?.  2. . HS : Baèng 0. GV : Tại thời điểm t = 0, vectơ quay I biểu diễn cường độ dòng điện i = Iocost hợp với trục Ox một góc bao nhiêu ? . HS : .  2. GV : Tại thời điểm t = 0, vectơ quay U C biểu diễn hiệu ñieän theá u = Uocos(t nhieâu ? GV: Cho hs tự vẽ giản đồ Lop12.net.  2. ) hợp với trục Ox một góc bao.

<span class='text_page_counter'>(4)</span> HS : Gioáng nhau.. GV : So sánh biểu thức định luật Ôm cho đoạn mạch một chiều chỉ có điện trở R ?. HS : R HS : Cản trở dòng điện. GV : Vai trò của ZC giống đại lượng nào ? GV : Neâu yù nghóa cuûa ZC ?. HĐ2 . ĐOẠN MẠCH XOAY CHIỀU CHỈ CÓ CUỘN CẢM : ( thí nghiệm , giá trị tức thời của dđ và hđt , giản đồ véctơ, đl ôm ). GV : Lắp mạch điện như sơ đồ hình 39.1 GV : Nếu mắc A, B với nguồn điện một chiều thì sau khi đóng hay mở khóa K ta thấy độ sáng của đèn như thế nào ?. HS : Không đổi.. HS : Đèn sáng hơn rõ rệt so với khi mở khóa K.. GV : Nếu mắc A, B với nguồn điện xoay chiều thì sau khi đóng hay mở khóa K ta thấy độ sáng của đèn như thế nào ?. HS : Cuộn cảm có tác dụng cản trở dòng điện.. GV : Hiện tượng này chứng tỏ điều gì ?. HS : i = Iocost. GV : Viết biểu thức dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn daây thuaàn caûm ?. di HS : e =  L = LIosint dt. HS : u = iRAB – e HS : u = Uocos(t + HS :. .  2. GV : Viết biểu thức suất điện động cảm ứng xuất hiện trong cuoän caûm ?. GV : Hướng dẫn học sinh biến đổi biểu thức hiệu điện thế giữa 2 bản của cuộn dây ) GV : So saùnh pha cuûa u vaø i ?. 2. . HS : Baèng O. GV: Tại thời điểm t = 0, vectơ quay I biểu diễn cường độ dòng điện i = Iocost hợp với trục Ox một góc bao nhiêu ? . HS : Baèng.  2. GV : Tại thời điểm t = 0, vectơ quay U L biểu diễn hiệu ñieän theá u = Uocos(t + Lop12.net. . 2. ) hợp với trục Ox một góc bao.

<span class='text_page_counter'>(5)</span> HS : Gioáng nhau HS : R HS : Cản trở dòng điện.. nhieâu ? GV: Hướng dẫn HS tự vẽ giản đồ GV : Em hãy so sánh biểu thức định luật Ôm cho đoạn mạch một chiều chỉ có điện trở R ? GV : Vai trò của ZL giống đại lượng nào ? GV : Neâu yù nghóa cuûa ZL ?. D. CUÛNG COÁ VAØ DAËN DOØ : - Trả lời câu hỏi 1, 2, 3 và làm bài tập 1, 2 - Xem baøi 39 - Trả lời câu hỏi 1, 2, 3 và làm bài tập 1, 2 - Xem baøi 40. Lop12.net.

<span class='text_page_counter'>(6)</span>