ĐOẠN MẠCH XOAY CHIỀU CÓ RLC MẮC NỐI TIẾP - CỘNG HƯỞNG ĐIỆN

Chia sẻ: Nguyen Uyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

286
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'đoạn mạch xoay chiều có rlc mắc nối tiếp - cộng hưởng điện', tài liệu phổ thông, vật lý 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: ĐOẠN MẠCH XOAY CHIỀU CÓ RLC MẮC NỐI TIẾP - CỘNG HƯỞNG ĐIỆN

ĐOẠN MẠCH XOAY CHIỀU CÓ RLC MẮC NỐI TIẾP. CỘNG HƯỞNG ĐIỆN I / MỤC TIÊU : Biết cách vẽ và dùng giản đồ vectơ để nghiên cứu đoạn mạch RLC nối tiếp. Nắm được quan hệ giữa hiệu điện thế với cường độ dòng điện, biết cách tính tổng trở Z, độ lệch pha  của đoạn mạch RLC nối tiếp. Nắm được hiện tượng và điều kiện để xảy ra cộng hưởng. II / CHUẨN BỊ : 1 / Giáo viên : Cuộn dây, điện trở, tụ điện, nguồn điện xoay chiều. 2 / Học sinh : Xem lại giản đồ vectơ của các bài 36 + 37 + 38 + 39 II / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC : Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Hoạt động 1 :
HS : Học sinh tự mắc sơ đồ mạch điện. GV : Hướng dẫn học sinh cách mắc sơ đồ mạch điện 40.1 ? GV : Viết công thức hiệu điện thế của HS : U = U 1 + U 2 + U 3 mạch điện một chiều mắc nối tiếp ? GV : Giáo viên cho biết các công thức HS : u = u R + u L + u C đó vẫn đúng cho các giá trị tức thời của mạch điện xoay chiều ? GV : Viết biểu thức cường độ dòng HS : i = Iocos t điện qua mạch ? GV : Viết biểu thức hiệu điện thế ở hai HS : uR = UORcos t đầu mỗi dụng cụ ?   uL = UOLcos  t   2    uC = UOCcos  t   2   HS : Cùng tần số  với các biểu thức GV : Hiệu điện thế ở 2 đầu đoạn mạch hiệu thế thành phần. biến thiên điều hòa với tần số bao Hoạt động 2 : nhiêu ? HS : Bằng 0  GV : Tại thời điểm t = 0, vectơ quay I HS : Bằng 0 biểu diễn cường độ dòng điện i =  HS : Bằng 2 Iocos t hợp với trục Ox một góc bao
nhiêu ?  HS : Bằng  2 GV : Tại thời điểm t = 0, vectơ quay HS : Học sinh sử dụng quy tắc hình bình    U L , U C biểu diễn các hiệu điện UR hành để vẽ. thế uR , uL, uC , hợp với trục Ox một góc bao nhiêu ? Hoạt động 3 : GV : Hướng dẫn học sinh vẽ vectơ 2 2 HS : U = U  U L  U C  R hiệu điện thế UAB giữa hai đầu đoạn mạch ? 2 1  2 HS : Z = R  L   C   GV : Hướng dẫn học sinh tìm biểu HS : Giống nhau. thức xác định hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch ? HS : R GV : Hướng dẫn học sinh thành lập HS : Cản trở dòng điện. biểu tổng trở của đoạn mạch ? GV : Em hãy so sánh biểu thức định Hoạt động 4 : luật Ôm cho đoạn mạch một chiều chỉ 1 L  C có điện trở R ? HS : tg = R GV : Vai trò của ZAB giống đại lượng HS : u nhanh pha so với i một góc  nào ? GV : Nêu ý nghĩa của Z ? HS : u chậm pha so với i một góc 
GV : Hướng dẫn học sinh tìm biểu thức xác định độ lệch pha giữa hai đầu Hoạt động 5 : đoạn mạch ? 1 HS :  L - =0 C GV : Nếu đoạn mạch có tính cảm kháng, nêu mối quan hệ giữa u và i ? GV : Nếu đoạn mạch có tính dung HS : Zmin = R. kháng, nêu mối quan hệ giữa u và i ? U HS : Im = GV : Nếu giữ nguyên giá trị của hiệu R điện thế hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch và thay đổi tần số góc  đến một HS : Có biên độ bằng nhau. HS : Bằng hiệu điện thế ở hai đầu đoạn giá trị sao cho cảm kháng bằng dung kháng ? mạch. GV : Tổng trở của đoạn mạch có giá HS : Đồng pha trị như thế nào ? HS : Quan sát đồ thị GV : Cường độ dòng điện hiệu dụng HS : Điện trở lớn của đoạn mạch có giá trị như thế nào ? HS : Điện trở nhỏ. GV : Hiệu điện thế tức thời giữa hai HS : Xem sách giáo khoa bản tụ điện và hai đầu cuộn cảm có đặc điểm gì ? GV : Hiệu điện thế ở hai đầu R có đặc
điểm gì ? GV : Pha của u và I biến đổi như thế nào ? GV : Giới thiệu đồ thị 40.4 GV : Đặc điểm của đường 1 GV : Giới thiệu ý nghĩa vật lý của đường cong cộng hưởng ? IV / NỘI DUNG : 1. Các giá trị tức thời trên từng phần của đoạn mạch Xét đoạn mạch gồm một điện trở thuần R, một cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và một tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Hình 40.1 Sơ đồ đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Giả sử cường độ dòng điện trong đoạn mạch có biểu thức i = Iocos t. Biểu thức của các hiệu điện thế tức thời : uR = UORcos t   uL =  LIocos  t   2    = UOLcos  t   2 
  uC = UOCcos  t   2   Hiệu điện thế tức thời giữa hai đầu A, B là : u = u R + uL + uC (40.1) 2. Giản đồ vectơ. Quan hệ giữa cường độ dòng điện và hiệu điện thế a) Giản đồ vectơ Hình 40.2 Giản đồ vectơ vẽ theo quy tắc hình bình hành b) Định luật Ôm cho đoạn mạch RLC nối tiếp. Tổng trở. 2 2 Uo = U OR  U OL  U OC  (40.3) Chia hai vế của công thức 40.3 cho 2 2 2 U = U R  U L  U C  (40.4) 1 Thay U = IR; UL = I L; UC = vào công thức (40.4), ta tìm được cường C độ dòng điện hiệu dụng : U U I=  2 2 R 2   Z L  ZC  1  2 R  L   C  
Nếu đặt 2 1  R2    L  Z= (40.5)  C   Thì U I= (40.6) Z Đối với dòng điện xoay chiều tần số góc  , đại lượng Z đóng vai trò tương tự như điện trở đối với dòng điện không đổi và được gọi là tổng trở của đoạn mạch. c) Độ lệch pha của hiệu điện thế so với dòng điện. 1 L  C tg = (40.7) R Nếu đoạn mạch có tính cảm kháng thì  > 0, dòng điện trễ pha đối với hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch. Nếu đoạn mạch có tính dung kháng, t hì  < 0, dòng điện sớm pha đối với hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch. 3. Cộng hưởng điện Nếu giữ nguyên giá trị của hiệu điện thế hiệu dụng U giữa hai đầu đoạn 1 mạch và thay đổi tần số góc  đến một giá trị sao cho  L - = 0 thì có hiện C tượng đặc biệt xảy ra trong mạch, gọi là hiện tượng cộng hưởng điện. - Tổng trở của đoạn mạch đạt giá trị cực tiểu : Zmin = R.
U - Cường độ hiệu dụng dòng điện trong mạch đạt giá trị cực đại : Im = R Hiệu điện thế trên điện trở R bằng hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch. - Dòng điện biến đổi đồng pha với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch. 1 = (40.8) LC V / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ : Trả lời câu hỏi 1, 2, 3, 4 và làm bài tập 1 Xem bài 41