Bài giảng Vật lý Lớp 12 - Bài 13: Các mạch điện xoay chiều

Nội dung tài liệu: Bài giảng Vật lý Lớp 12 - Bài 13: Các mạch điện xoay chiều

1. QUAN SÁT CÁC HÌNH ẢNH SAU 1. Điện trở 2. Tụ điện 3. Cuộn dây
2. Như vậy các thiết bị tiêu thụ điện mặc dù có rất nhiều nhưng có thể được phân thành ba loại: Điện trở Tụ điện Cuộn cảm. C L R
3. BÀI 13: CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU I. Mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần. II. Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện. III. Mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần
4. BÀI 13: CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU  - Nếu biểu thức dòng điện:  u - Biểu thức điện áp sẽ là: i Mạch tiêu thụ là độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện = u - i Nếu: > 0 thì u sớm pha so với i = 0 thì u cùng pha với i
5. I. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ ĐIỆN TRỞ 1. Mạch điện A  B u i  R 2. Quan hệ giữa điện áp và cường độ dòng điện: - Điện áp hai đầu đoạn mạch: - Cường độ dòng điện trong mạch: - Kết luận về pha: u và i cùng pha Hãy nhận xét về pha của điện áp và cường độ dòng điện trong đoạn mạch chỉ có điện trở?
6.   R 3. Định luật Ôm u ~ I R i UR= U * Nội dung: Cường độ hiệu dụng trong mạch xoay chiều chỉ có điện trở có giá trị bằng thương số giữa điện áp hiệu dụng và điện trở của mạch. U là điện áp hiệu dụng (V) * Biểu thức: I là cường độ hiệu dụng (A) R là điện trở của mạch () U 4. Giản đồ vectơ: O I
7. II. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN 1. Thí nghiệm a. Bố trí thí nghiệm như hình vẽ Đ A 1 B b. Kết quả thí nghiệm Đ C C 2 - Tụ điện không cho dòng điện D K một chiều đi qua ξ (H.a) Đ1 A B -Tụ điện cho dòng điện xoay Đ C chiều đi qua nhưng có tác dụng C 2 D cản trở, gây ra dung kháng Zc K ~ (H.b) Hãy nhận xét về tác dụng của tụ điện đối với dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều ?
8.  2. Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện - Điện áp giữa hai bản tụ điện: A  B i u - Cường độ dòng điện trong mạch C với C là điện dụng của tụ điện(F) - Kết luận về pha: u trễ pha /2 so với i Hãy nhận xét về pha của điện áp và cường độ dòng điện trong đoạn mạch chỉ có tụ điện?
9.  * Định luật Ôm: u C ~ - Nội dung: i C Cường độ hiệu dụng trong mạch chỉ chứa tụ điện có giá trị bằng thương số của điện áp hiệu dụng giữa 2 đầu mạch và dung kháng của mạch. U là điện áp hiệu dụng (V) - Biểu thức: I là cường độ hiệu dụng (A) ZC gọi là dung kháng () Dung kháng: O I * Giản đồ vectơ: UC
10.  3. Ý nghĩa của dung kháng - Dung kháng đặc trưng cho tính cản trở dòng xoay chiều của tụ điện. - Nếu tần số góc càng cao thì dung kháng càng nhỏ, dòng điện ít bị cản trở. - Nếu C càng cao thì dung kháng càng nhỏ, dòng điện ít bị cản trở. - Dung kháng gây ra sự chậm pha /2 của điện áp (u) so với cường độ dòng điện (i)
11. III. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ CUỘN CẢM THUẦN 1. Hiện tượng tự cảm trong mạch điện Đ xoay chiều A 1 B Đ2 a. Bố trí thí nghiệm như hình vẽ C D L, r=0 b. Kết quả thí nghiệm K - Cuộn cảm cho dòng điện một chiều đi Đ ξ A 1 qua và không cản trở dòng một chiều B Đ C 2 D - Cuộn cảm cho dòng xoay chiều đi qua L , r=0 K ~ nhưng có tính cản trở gây ra cảm kháng của mạch zL - Khi cho DĐXC i qua cuộn cảm thì từ thông biến thiên nên trong cuộn cảm xuất hiện suất điện động tự cảm Hãy nhận xét về tác dụng của cuộn cảm đối với dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều ?
12.  2. Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ chứa cuộn cảm thuần - Điện áp giữa hai đầu cuộn cảm u  thuần: L i - Cường độ dòng điện trong mạch: L là độ tự cảm (H) * Kết luận về pha: u sớm pha /2 so với i Hãy nhận xét về pha của điện áp và cường độ dòng điện trong đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần?
13.  ~ * Định luật Ôm u i L - Nội dung: Trong mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần, cường độ hiệu dụng bằng thương số của điện áp hiệu dụng và cảm kháng của mạch. U là điện áp hiệu dụng (V) - Biểu thức: I là cường độ hiệu dụng (A) ZL gọi là cảm kháng () U L là độ tự cảm (H)(henri) L I * Giản đồ vectơ: o
14.  III. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ CUỘN CẢM THUẦN 3. Ý nghĩa của cảm kháng - Đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện xoay chiều của cuộn cảm - Dòng điện có tần số càng cao thì cảm kháng càng lớn, tức là càng khó đi qua. - Gây ra cho điện áp sớm pha /2 so với cường độ dòng điện
15. R i C  + - i  O MẠCH O XOAY CHIỀU i  O
16. Đặc điểm của các mạch R, l, C Chỉ có điện trở Chỉ có cuộn cảm Mạch Chỉ có tụ điện C thuần R thuần L C R L Điện trở R Biểu thức định luật Ôm Độ lệch u,i cùng pha u sớm pha so pha u trễ pha so với giữa u, i với i i Biểu thức u, i
17. VẬN DỤNG Câu 1.Đặt một điện áp vào 2 đầu cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm là A. B. D. C. Câu2. Đặt vào 2 đầu cuộn dây thuần cảm một điện áp có biểu thức biết a. Tính cảm kháng của mạch ? b. Tính cường độ dòng điện hiệu dụng của mạch? c. Viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch?
18. ĐÁP ÁN GIẢIGIẢI a. Tính dung kháng của mạch. b. Tính cđộ dòng điện hiệu dụng của mạch. c. Viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch.
19. VẬN DỤNG Bài 1. Đặt vào 2 đầu tụ điện một điện áp có biểu thức biết a. Tính dung kháng của mạch ? b. Tính cường độ dòng điện hiệu dụng của mạch? c. Viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch? Bài 2. Biểu thức cường độ dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở thuần R=150 là a. Viết biểu thức điện áp trong mạch. b.Tính công suất tiêu thụ của mạch.