TRNG THPT QUANG TRUNG NNG Bi 13 Tit
TRƯỜNG THPT QUANG TRUNG-ĐÀ NẴNG Bài 13: Tiết 22:
KIỂM TRA BÀI CŨ Câu 1: hãy nêu định nghĩa dòng điện xoay chiều và định nghĩa cường độ dòng điện hiệu dụng? Câu 2: viết biểu thức tính giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện, điện áp, suất điện động của dòng xoay chiều Câu 3: cho điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch xoay chiều là: u = 80 cos 100 лt (v). Hãy tìm tần số dòng điện và điẹn áp hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch? Đáp án: Câu 3: f = ω/2 л = 50 Hz U = U 0/√ 2 = 40 √ 2 V
Bài 13: CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU Tiết 1: I. Mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở II. Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện
Bài 13: CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU Giới thiệu: Thực nghiệm và lí thuyết đều chứng tỏ nếu cường độ dòng xoay chiều trong đoạn mạch có dạng: (13. 1) i = I 0 cosωt = I √ 2 cosωt thì điện áp xoay chiều ở hai đầu đoạn mạch có cùng tần số ω và u có dạng: u = U 0 cos(ωt +φ) (13. 2) Trong đó: Đại lượng φ được gọi là độ lệch pha giữu u và i v Nếu φ > 0 thì u sớm pha φ (nhanh pha φ) hơn i v Nếu φ < 0 thì u trễ pha |φ|(chậm pha φ) hơn i v Nếu φ = 0 thì u cùng pha với i
I. MẠCH ĐIỆN CHỈ CÓ ĐIỆN TRỞ v Nối hai đầu mạch chỉ có điện trở R vào điện áp xoay chiều u = U√ 2 cosωt như hình vẽ. ~ u v Vì đây là dòng điện trong kim loại nên theo định luât Ohm: i R Ø Em có thể nhắc lại biểu thức định luật Ohm trong dòng v Nếunào ta đặt: (13. 3) I =UU/R/R I = điện một chiều không đổi? thì dòng điện i chạy qua điện trở là: i = I √ 2 cosωt (13. 4)
I. MẠCH ĐIỆN CHỈ CÓ ĐIỆN TRỞ 1. Định luật Ohm cho đoạn mạch chỉ có điện trở R a) Biểu thức: I = U /R (13. 3) b) Phát biểu: “ Cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở có giá trị bằng thương số giữa điện áp hiệu dụng và điện trở của mạch” Ø Từlệch biểupha thứcgiữa dòng điện tức thời i chạy R và biểuchỉ thức o Độ u và i trong đoạn mạchqua xoay chiều có u. R ở là: hai φ =đầu 0 đoạn mạch chỉ có R em hãy cho biếtđộ lệch pha giữa u và đoạn i là bao nhiêu? 2. Trong mạch xoay chiều chỉ có R thì cường độ tức thời trong mạch cùng pha với điện áp ở hai đầu đoạn mạch
II. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN 1. Thí nghiệm v Hình 13. 3 a cho thấy ampe kế chỉ không chứng tỏ dòng điện một chiều không qua tụ. Hình 13. 3 a Hình 13. 3 b v Hình 13. 3 b ampe kế có giá trị khác không, đó là giá trị hiệu dụng của dòng điện Kết luận: Dòng điện xoay chiều có thể tồn tại trong những mạch có chứa tụ điện
2. Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện a) Khảo sát mạch chỉ chứa tụ v Điện áp u giữa hai bản tụ điện u = U 0 cosωt = U√ 2 cosωt v Điện tích trên bản tụ bên trái: q = u. C = UC√ 2 cosωt (13. 5) ~ A B u i C + v Giả sử tại thời điểm t, i có chiều như hình vẽ và bản tụ bên trái đang tích điện dương q, do đó điện tích của tụ tăng lên Tại t +Δt điện tích của tụ là: q + Δq, nghĩa là tăng thêm một lượng Δq
a) Khảo sát mạch chỉ chứa tụ v Cường độ dòng điện tại thời điểm t là: A i = Δq / Δt (13. 6) v Vì Δq và Δt là những đại lượng vô cùng nhỏ nên: i = dq / dt (13. 6’) v Vậy i = - ω UC√ 2 sinωt ; hay: i = ω UC√ 2 cos(ωt + л/2) ~ i B C + (13. 7) ØDòng Ø Dòng điện ở hình trongvẽmạch trên có “chạy tụ là dòng qua”điện hai bản tích tụ truyền không? qua Nếu mạch có thì dây chiều dẫn dòng từ bảnđiện tụ tích sẽ chạy điện như dương thếsang nào? bản tích điện âm. Chú ý: nếu ta chọn chiều dòng điện ngược lại với chiều đã chọn thì i = - dq/dt
b) Định luật Ohm cho đoạn mạch xoay chiều chỉ chứa tụ điện v Từ (13. 7) nếu đặt I = UωC thì : i = I √ 2 cos(ωt + л/2) (13. 8) v Và: u = U√ 2 cosωt (13. 9) v Nếu lấy pha ban đầu của i bằng 0 thì: i = I √ 2 cos(ωt) (13. 8’) u = U√ 2 cos(ωt- л/2) (13. 9’) v Theo trên : I = UωC có thể viết lại I = U /(1/Cω) v Nếu đặt : Zc = 1/ Cω (13. 10) thì: I = U/ Zc (13. 11)
b) Định luật Ohm cho đoạn mạch xoay chiều chỉ chứa tụ điện v Ta thấy Zc đóng vai trò như R trong công thức (13. 3). Đại lượng Zc được gọi là dung kháng của mạch. a) Biểu thức: I = U/ Zc (13. 11) b) Phát biểu: “ Cường độ hiệu dụng trong mạch chỉ chứa tụ điện có giá trị bằng thương số điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch và dung kháng của mạch” 3. So sánh pha dao động của u và i v Từ hai biểu thức (13. 8’) và (13. 9’) ta thấy: “ trong mạch chỉ chứa tụ điện thì i qua tụ sớm pha л/2 so với u ở hai đầu tụ ( hay u trễ pha л/2 so với i)” v Nói khác là: “trong mạch điện xoay chiều tụ điện là phần tử có tác dụng làm cho cường độ dòng điện tức thời sớm pha л/2 so với điện áp tức thời”
3. Ý nghĩa của dung kháng v Zc là đại lượng biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều của tụ. v Nếu C càng lớn thì Zc càng nhỏ → dòng điện xoay chiều bị cản trở ít v Nếu ω lớn (tức là dòng điện cao tần) thì Zc nhỏ → dòng điện xoay chiều bị cản trở ít và ngược lại
CỦNG CỐ Câu 1: phát biểu nào sau đây đúng. A. Trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có R thì u luôn sớm pha hơn i. B. Trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có R thì i luôn sớm pha hơn u. C. Trong đoạnmạchxoaychiềuchỉ chỉcócótụtụC C i luôn sớm thìthì i luôn sớm phapha hơn u một lượng là là л/2 л/2. D. Trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có tụ C thì u luôn sớm pha hơn i một lượng là л/2
CỦNG CỐ Câu 2: Cho u = 220 √ 2 cos(100 лt ) V; C = 1/1000 л F. Hãy viết biểu thức i qua tụ? Chọn đáp án đúng. A. i = 22 cos(100 лt -л/2 ) , A B. i = 22 √ 2 cos(100 лt -л/2 ) , A C. i = 22 cos(100 лt +л/2 ) , A D. i = 22 √ 2 cos(100 лt +л/2 ) , A
HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ Những kiến thức cần nắm vững: - Định luật Ohm cho đoạn mạch xoay chiều chỉ chứ tụ C và chỉ chứa điện trở R - Mối quan hệ giữa u và i trong hai đoạn mạch đó. - Công thức tính Zc. Ôn tập lại công thức tính suất điện động tự cảm trong mạch chỉ có cuộn cảm thuần.
- Slides: 15