zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Tài Liệu Phổ Thông

» Ôn thi ĐH-CĐ

Bài giảng: Mạch điện xoay chiều RLC - phần 2

Chia sẻ: Nguyen Duc Thien | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Báo xấu

226
lượt xem 45
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'bài giảng: mạch điện xoay chiều rlc - phần 2', tài liệu phổ thông, ôn thi đh-cđ phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng: Mạch điện xoay chiều RLC - phần 2

Khóa h c Dòng i n xoay chi u và Dao ng i n t BÀI GI NG DÒNG I N XOAY CHI U Bài gi ng 3: M CH I N XOAY CHI U RLC_PH N 2 II. M CH I N XOAY CHI U RLC N I TI P c i m:  U = U 2 + ( U − U )2  U = U 2 + ( U − U ) 2 →o  R L C oR oL oC ♦ i n áp và t ng tr c a m ch   Z = R 2 + ( ZL − ZC ) 2   U2 + ( UL − UC ) 2 U I U U I = U = = R= L= C= o R  R + ( ZL − ZC ) Z R Z L ZC 2 2 2  nh lu t Ohm cho m ch:  ♦ U oR + ( U oL − U oC )  2 2 Uo U U U Io = = = oR = oL = oC = I 2 R 2 + ( Z L − ZC )  Z R ZL ZC 2  ♦ l ch pha c a i n áp và cư ng dòng i n trong m ch là φ, ư c chơi b i U − U C Z L − ZC tan φ = L = , φ = φ u − φi UR R - Khi UL > UC hay ZL > ZC thì u nhanh pha hơn i góc φ. (Hình 1). Khi ó ta nói m ch có tính c m kháng. - Khi UL < UC hay ZL < ZC thì u ch m pha hơn i góc φ. (Hình 2). Khi ó ta nói m ch có tính dung kháng. ♦ Gi n véc tơ: (Hình 1) (Hình 2) 10−3 3π Ví d 1: Cho m ch i n RLC có R = 10 3 , L = (H), C = (F). 2π 10 t vào hai u m ch i n áp xoay chi u có giá tr hi u d ng 120 V, t n s 50 Hz. a) Tính t ng tr c a m ch. b) Tính cư ng hi u d ng c a dòng i n qua m ch. c) i n áp hi u d ng trên t ng ph n t R, L, C. Hư ng d n gi i: a) Tính t ng tr c a m ch Ta có ZL = ωL = 30 ; ZC = 20 (10 3 ) T ng tr c a m ch Z = R 2 + ( ZL − ZC ) = 2 + 102 = 20 . 2 U 120 hi u d ng qua m ch I = = = 6 A. b) Cư ng Z 20  U R = I.R = 60 3V.  c) i n áp hi u d ng trên t ng ph n t là  U L = I.ZL = 180V.  U = I.Z = 120 V. C C Ví d 2: Cho o n m ch RLC g m R = 80 , L = 318 (mH), C = 79,5 (µF). i n áp gi a hai u o n m ch có bi u th c u = 120 2cos (100πt ) V. a) Vi t bi u th c cư ng dòng i n ch y trong m ch và tính i n áp hi u d ng gi a hai u m i d ng c . b) Tính i n áp hi u d ng gi a hai u R, hai u L và hai u C. c) Vi t bi u th c i n áp hai u R, hai u L, hai u C. Hư ng d n gi i: - Trang | 1 - T ng ài tư v n: 1900 58-58-12 Hocmai.vn – Ngôi trư ng chung c a h c trò Vi t
Khóa h c Dòng i n xoay chi u và Dao ng i n t BÀI GI NG DÒNG I N XOAY CHI U  ZL = ωL = 100 π.0,318 ≈ 100  a) Ta có ω = 100π   → 1 1  ZC = ωC = 100 π.79,5.10−6 ≈ 40  T ng tr c a m ch là Z = R 2 + (ZL − ZC ) 2 = 802 + (100 − 40) 2 = 100 . U 100 dòng i n c a m ch : I = = = 1A  Io = 2 A. → Cư ng Z 100 Z − ZC 100 − 40 3 G i ϕ là l ch pha c a u và i, ta có tan φ = L = =  φ ≈ 0,64 rad. → R 80 4 Mà φ = φ u − φi  φi = φ u − φ = −0,64rad. → dòng i n trong m ch là i = 2cos (100 πt − 0,64 ) A. V y bi u th c cư ng  U R = I.R = 80 V.  u m i ph n t là  U L = I.ZL = 100 V. b) Theo a ta có I = 1 A, i n áp hi u d ng gi a hai  U = I.Z = 40 V. C C c) Vi t bi u th c hai u m i ph n t R, L và C. Bi u th c i n áp gi a hai u R U R = 80 V  U oR = 80 2 V. → Do uR cùng pha v i i nên φ u R = φi = −0,64 rad  u R = 80 2cos (100 πt − 0,64 ) V. → Bi u th c i n áp gi a hai u L U L = 100 V  U oL = 100 2 V → π ππ Do uL nhanh pha hơn i góc π/2 nên φ u L − φi =  φ u L = φi + = − 0,64 rad. → 2 22 π   Bi u th c i n áp hai u L là u L = 100 2cos  100πt + − 0,64  V.   2 Bi u th c i n áp gi a hai u C U C = 40 V  U oC = 40 2 V. → π π π Do uC ch m pha hơn i góc π/2 nên φ u C − φi = −  φ u C = φi − = − − 0, 64 rad. → 2 2 2   π Bi u th c i n áp hai u t C là u C = 40 2cos 100 πt − − 0,64  V.   2 10−3 1 Ví d 3: Cho o n m ch RLC g m R = 10 , L = (H), C = (F). i n áp hai u cu n c m có bi u th c 10π 2π  π u L = 20 2 cos  100 πt +  V.  2 a) Vi t bi u th c cư ng dòng i n ch y trong m ch. b) Vi t bi u th c i n áp hai u o n m ch u, hai u i n tr uR, hai u t i n uC, uRL, uRC. Hư ng d n gi i:  R = 10  a) T gi thi t ta có  ZL = 10  Z = R 2 + ( ZL − ZC ) = 10 2 → 2  Z = 20 C U 20 2 T ó ta ư c Io = oL = = 2 2A ZL 10 π π Do ul nhanh pha hơn i góc π/2 nên φ u L − φi =  φi = φ u L − = 0  i = 2 2 cos (100 πt ) A. → → 2 2 b) Vi t bi u th c u, uR, uC, uRL, uRC Vi t bi u th c a u: + Ta có U o = Io .Z = 2 2.10 2 = 40 V. Z − ZC 10 − 20 π π π l ch pha c a u và i: tan φ = L = = −1  φ = − = φ u − φi ⇔ φ u = φi − = − → + R 10 4 4 4 - Trang | 2 - T ng ài tư v n: 1900 58-58-12 Hocmai.vn – Ngôi trư ng chung c a h c trò Vi t
Khóa h c Dòng i n xoay chi u và Dao ng i n t BÀI GI NG DÒNG I N XOAY CHI U  π u m ch u = 40cos  100πt −  V. T ó ta có bi u th c c a i n áp hai  4 Vi t bi u th c c a uR: + Ta có U oR = Io .R = 2 2.10 = 20 2 V. l ch pha c a uR và i: φ u R = φi = 0  u R = 20 2 cos (100πt ) V. → + Vi t bi u th c c a uC: + Ta có U oC = Io .ZC = 2 2.20 = 40 2 V.  π π π l ch pha c a uC và i: φ u C = φi − = −  u C = 40 2 cos  100πt −  V. → +  2 2 2 Vi t bi u th c c a uRL: + Ta có U oRL = Io .ZRL = 2 2. R 2 + ZL = 2 2. 102 + 102 = 40V. 2 ZL π π l ch pha c a uRL và i: tan φ RL = = 1  φ RL = = φ u RL − φi ⇔ φ u RL = . → + R 4 4  π ó ta có  u RL → = 40cos  100πt +  V. T  4 Vi t bi u th c c a uRC: + Ta có U oRC = Io .ZRC = 2 2. R 2 + ZC = 2 2. 102 + 202 = 20 10V. 2 − ZC 63π 63π 63π l ch pha c a uRC và i: tan φ RL = = −2  φ RL ≈ − → = φ u RL − φi ⇔ φ u RL = − + φi = − + . R 180 180 180  63π  T ó ta có  u RL = 20 10 cos  100 πt − →  V.  180  10−3 3 Ví d 4: Cho o n m ch RLC g m R = 40 , L = (H), C = (F). i n áp hai u o n m ch RL có bi u 10 π 7π th c u RL = 120cos (100πt ) V. a) Vi t bi u th c cư ng dòng i n ch y trong m ch. b) Vi t bi u th c i n áp hai u o n m ch. Hư ng d n gi i:  R = 40   Z = R + ( ZL − ZC ) = 40 2 2 2  a) T gi thi t ta có  ZL = 30   →  Z = 70  ZRL = R 2 + ZL = 50 2  C U 120 T ó ta có Io = oRL = = 2, 4A. ZRL 50  37 π  ZL 3 37 π 37 π M t khác tan φ RL = =  φ RL = → = φ u RL − φ i ⇔ φ i = −  i = 2,4 cos  100 πt − →  A.  180  R4 180 180 Z − ZC 30 − 70 π π 41π l ch pha c a u và i: tan φ = L = = −1  φ = − = φ u − φi ⇔ φ u = φi − = − → b) R 40 4 4 90  41π  ng th i U o = Io .Z = 2, 4.40 2 = 96 2 V  u = 96 2 cos  100 πt − →  V.  90  III. C NG HƯ NG I N TRONG M CH RLC N I TI P Khái ni m v c ng hư ng i n 1 1 1 Khi ZL = ZC ⇔ ωL = ⇔ ω2 =  ω = → thì trong m ch có x y ra hi n tư ng c ng hư ng i n. ωC LC LC c i m c a hi n tư ng c ng hư ng i n + Khi x y ra hi n tư ng c ng hư ng i n thì t ng tr c a m ch t giá tr nh nh t, Zmin = R → cư ng U hi u d ng c a dòng i n t giá tr c c i v i I max = . R + i n áp gi a hai u i n tr R b ng v i i n áp hai u m ch, UR = U. + Cư ng dòng i n trong m ch cùng pha v i i n áp hai u m ch - Trang | 3 - T ng ài tư v n: 1900 58-58-12 Hocmai.vn – Ngôi trư ng chung c a h c trò Vi t
Khóa h c Dòng i n xoay chi u và Dao ng i n t BÀI GI NG DÒNG I N XOAY CHI U u tu i n và hai u cu n c m có cùng l n nhưng ngư c pha nên tri t tiêu nhau. + Các i n áp gi a hai 1 1 + i u ki n c ng hư ng i n ω = ← f = → ← ω2 LC = 1 → 2π LC LC Chú ý: Khi ang x y ra c ng hư ng thì t ng tr c a m ch t c c ti u, cư ng dòng i n t c c i. N u ta tăng hay gi m t n s dòng i n thì t ng tr c a m ch s tăng, ng th i cư ng dòng i n s gi m. Ví d 1. M t o n m ch n i ti p g m m t i n tr R = 10 , cu n dây thu n L = 5 mH và t i n C = 5.10–4 F. Hi u i n th hai u o n m ch U = 220 V. a) Xác nh t n s c a dòng i n có c ng hư ng. b) Tính cư ng qua m ch và các hi u i n th UL, UC khi có c ng hư ng. Hư ng d n gi i: 1 1 1 1 1 a) ZL = ZC ⇔ ωL = ⇔ω= ⇔ 2 πf =  f = → = ≈ 100 Hz. 2 π LC 2 π. 5.10−3.5.10−4 ωC LC LC b) V i f = 100 Hz thì f = 100 Hz  ω = 200 π  ZL = ωL = 200 π.5.10−3 ≈ 3,14 = ZC → → U 220 Khi có c ng hư ng thì I = I max = = = 22A  U L = U C = I.ZL = 22.3,14 = 69 V. → R 10 Ví d 2. t vào hai u o n m ch RLC n i ti p m t i n áp xoay chi u có giá tr hi u d ng không i thì i n áp hi u d ng trên các ph n t R, L và C l n lư t là 30 V, 50 V và 90 V. Khi thay t C b ng t C′ m ch có c ng hư ng i n thì i n áp hi u d ng gi a hai u i n tr R b ng A. 50 V. B. 70 2 V. C. 100 V. D. 100 2 V. Hư ng d n gi i: u m ch là U = U 2 + ( U L − U C ) = 302 + ( 50 − 90 ) = 50 V. 2 2 T gi thi t ta tính ư c i n áp hai R Khi thay t C b ng t C′ có c ng hư ng i n, theo c i m c ng hư ng ta ư c UR = U = 50 V. V y A úng. IV. M CH I N RLC N I TI P KHI CU N DÂY CÓ THÊM I N TR r Cho m ch i n xoay chi u RLC trong ó cu n dây không C r, L R thu n c m mà có thêm m t i n tr r. A B Khi ó R và r ư c g i là t ng tr thu n c a m ch và do R, r n i ti p nên t ng tr thu n kí hi u là R o = R + r  U R o = U R + U r → c i m: ♦ i n áp và t ng tr c a m ch  U = U 2 + ( U − U )2 = ( U + U ) 2 + ( U − U )2 U2 o + ( UL − UC ) 2  U U U U U Ro L C R r L C R  I = = → = R= L= C= r  R o + ( Z L − ZC )  Z = R o + ( Z L − ZC ) 2 = ( R + r ) 2 + ( Z L − ZC ) 2 Z R Z L ZC r 2 2 2  ♦ l ch pha c a i n áp và cư ng dòng i n trong m ch là φ, ư c cho b i h th c U − U C U L − U C Z L − ZC tan φ = L = = , φ = φ u − φi UR + Ur R+r U Ro Nh n xét : Cu n dây có thêm i n tr ho t ng r nên có th coi như m t m ch i n (r, L) thu nh . Các công th c tính toán v i cu n dây cũng như tính toán v i o n m ch RL ã kh o sát trên: u cu n dây U d = U Lr = U 2 + U 2 - i n áp hai r L - T ng tr c a cu n dây Zd = ZLr = r 2 + ZL 2 ZL l ch pha c a ud và i ư c cho b i tan φ d =  i n áp ud nhanh pha hơn i góc φd hay φd = φud – φi → - r Chú ý : Trong m t s bài toán mà khi bài cho “nh p nh ng” không bi t ư c cu n dây có thu n c m hay không ho c ôi khi yêu c u ch ng mình r ng cu n dây có thêm i n tr ho t ng r thì ta làm theo cách sau - Gi s r ng cu n dây không có i n tr ho t ng, r = 0. - Thi t l p các bi u th c v i r = 0 thì s mâu thu n v i gi thi t cho. - K t lu n là cu n dây ph i có i n tr ho t ng r ≠ 0. - Trang | 4 - T ng ài tư v n: 1900 58-58-12 Hocmai.vn – Ngôi trư ng chung c a h c trò Vi t
Khóa h c Dòng i n xoay chi u và Dao ng i n t BÀI GI NG DÒNG I N XOAY CHI U Ví d 1. Cho m ch i n xoay chi u như hình v , bi t R = 50 , C =  π 2.10–4/π (F), u AM = 80cos (100πt ) V, u MB = 200 2cos  100 πt +  V.  2 a) Tính giá tr c a r và L. b) Vi t bi u th c c a cư ng dòng i n và i n áp hai u m ch. Hư ng d n gi i: 1 a) Ta có ω = 100π rad  ZC = → = 50 . ωC T ng tr c a o n m ch AM là ZAM = ZRC = R 2 + ZC = 50 2 . 2 U AM 40 2 U 200 dòng i n I = = = 0,8A  ZMB = ZLr = MB = → = 250  r 2 + ZL = 2502 , (1). → 2 Cư ng ZAM 50 2 I 0,8 − ZC π l ch pha c a uAM v i i th a mãn tan φ AM = = −1 ⇒ φ AM = − , hay uAM ch m pha hơn i góc π/4. R 4 Mà uMB nhanh pha hơn uAM góc π/2 → uMB nhanh pha hơn i góc π/4. πZ T ó tan = L = 1 ⇔ r = ZL , (2) 4 r  r = 125 2  r 2 + Z2 = 2502    r = ZL = 125 2 ←  → → L T (1) và (2) ta ư c  52 r = ZL L =   (H)  4π b) Vi t bi u th c c a u và i. ♦ Vi t bi u th c c a i : π π T câu a ta có φ AM = − = φ u AM − φi  φi = → 4 4  π Mà I = 0,8 A  i = 0,8 2cos  100πt +  A. →  4 ♦ Vi t bi u th c c a i n áp hai u m ch: ( 50 + 125 2 ) + (125 ) (R + r) + ( ZL − ZC ) = 2 2 T ng tr c a m ch Z = 2 − 50 = 150 3 Ω. 2 2 u m ch U = I.Z = 0,8.150 3 = 120 3 V  U o = 120 6 V. → i n áp hai ZL − ZC 125 2 − 50 l ch pha c a u và i là tan φ = = ≈ 0,56  φ ≈ 0,51 rad. → R+r 50 + 125 2   π π Mà φ = φ u − φi ← φ u = φi + φ = + 0,51  u = 120 6cos  100πt + + 0,51 V. → →   4 4 Ví d 2. Cho m ch i n xoay chi u như hình v , bi t 3 u AB = 120 2cos(100πt)V, L = (H). Tìm R và C bi t uAN tr π pha π/3 so v i uAB và uMB s m pha π/3 so v i uAB . Hư ng d n gi i: véc tơ như hình v . Ta có gi n T gi thi t ta ư c ZL = 300 . o n m ch MB ch a L và C, do uMB nhanh pha hơn uAB nên ZL > ZC và uAB nhanh pha hon i góc π/6. M t khác, uAN ch m pha hơn uAB góc π/3, mà uAB nhanh pha hơn i góc π/6 nên uAN ch m pha hơn i góc π/6. - Trang | 5 - T ng ài tư v n: 1900 58-58-12 Hocmai.vn – Ngôi trư ng chung c a h c trò Vi t
Khóa h c Dòng i n xoay chi u và Dao ng i n t BÀI GI NG DÒNG I N XOAY CHI U T các l p lu n ó ta ư c   π  −UC 1  tan  − 6  = U = −  U R = 3U C →   3 R   tan  π  = U L − U C = 1  U = 3 ( U − U ) →R  6  L C  UR 3   U R = 3U C   U = 3U C ←  R → T ó,  UR = 3 ( UL − UC )  U L = 2U C    U C = 60 V  Mà U AB = 120V = U R + ( U L − U C ) 2 ← 120 = 3U C + U C   U R = 60 3V → → 2 2 2  U = 120 V L  U R 60 3  R = 150 3 R = = = 150 3   U L 120 I 0, 4 L i có, I = = = 0, 4A  → ←  → 2.10−4 C= ZL 300 U C 60 Z =  (F) = = 150  3π C  I 0, 4 véc tơ) Cách 2: (S d ng gi n  π 3  U R = U AB cos = 120. = 60 3 V   U = 60 3 V  6 2 ⇔ R T gi n ta tính ư c   U L − U C = 60 V  U = U cos π = 120. 1 = 60 V   MB AB  3 2 π U R 60 3 V i UR tính ư c, ta l i có U C = U R .tan = = = 60 V  U L = 120 V. → 6 3 3 ó ta gi i ti p như trên thu ư c k t qu như trên. T Giáo viên : ng Vi t Hùng Ngu n : Hocmai.vn - Trang | 6 - T ng ài tư v n: 1900 58-58-12 Hocmai.vn – Ngôi trư ng chung c a h c trò Vi t

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.