zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Tài Liệu Phổ Thông

» Ôn thi ĐH-CĐ

Luyện thi ĐH KIT 1 (Đặng Việt Hùng) - Mạch điện xoay chiều RLC - P1 (Tài liệu bài giảng)

Chia sẻ: Khong Huu Cuong | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Báo xấu

332
lượt xem 48
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đây là tài liệu tóm lược các kiến thức về mạch điện xoay chiều RLC, với tài liệu bài giảng của thầy Đặng Việt Hùng này giúp các bạn có thêm tài liệu tham khảo và nắm các kiến thức cơ bản. Mời các bạn tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luyện thi ĐH KIT 1 (Đặng Việt Hùng) - Mạch điện xoay chiều RLC - P1 (Tài liệu bài giảng)

Luyện thi đại học KIT-1: Môn Vật Lí ( Thầy Đặng Việt Hùng) Mạch điện xoay chiều RLC (phần 1) MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU RLC – PHẦN 1 (TÀI LIỆU BÀI GIẢNG) GIÁO VIÊN: ĐẶNG VIỆT HÙNG Đây là tài liệu tóm lược các kiến thức đi kèm theo bài giảng “Mạch điện xoay chiều RLC (phần 1)“ thuộc khóa học LTĐH KIT-1 : Môn Vật lí(Thầy Đặng Việt Hùng) tại website Hocmai.vn. Để có thể nắm vững kiến thức phần “Mạch điện xoay chiều RLC (phần 1)”, Bạn cần kết hợp theo dõi bài giảng với tài liệu này. I. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU RLC NỐI TIẾP Đặc điểm:  U  U 2   U  U 2   U o  U oR 2   U oL  U oC  2  R L C  Điện áp và tổng trở của mạch   Z  R 2   Z L  ZC  2   U 2R   U L  U C  2 I  U  U U U I  R  L  C  o  Z R 2   Z L  ZC  2 R Z L ZC 2   Định luật Ohm cho mạch:     U oL  U oC  2 2 Uo U oR U U U Io    oR  oL  oC  I 2  Z R 2   Z L  ZC  R ZL ZC 2   Độ lệch pha của điện áp và cường độ dòng điện trong mạch là φ, được chơi bởi 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 đó ta nói mạch có tính cảm kháng. - Khi UL < UC hay ZL < ZC thì u chậm pha hơn i góc φ. (Hình 2). Khi đó ta nói mạch có tính dung kháng. (Hình 1) (Hình 2)  Giản đồ véc tơ: 3 103 Ví dụ 1: Cho mạch điện RLC có R  10 3 Ω, L  (H), C  (F). 10π 2π Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120 V, tần số 50 Hz. a) Tính tổng trở của mạch. b) Tính cường độ hiệu dụng của dòng điện qua mạch. c) Điện áp hiệu dụng trên từng phần tử R, L, C. Hướng dẫn giải: a) Tính tổng trở của mạch Ta có ZL = L = 30 Ω; ZC = 20 Ω Tổng trở của mạch Z  R 2   ZL  ZC   10 3  2  102  20Ω. 2 Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 1 -
Luyện thi đại học KIT-1: Môn Vật Lí ( Thầy Đặng Việt Hùng) Mạch điện xoay chiều RLC (phần 1) U 120 b) Cường độ hiệu dụng qua mạch I    6A. Z 20  U R  I.R  60 3V.  c) Điện áp hiệu dụng trên từng phần tử là  U L  I.ZL  180 V.  U  I.Z  120 V.  C C 0,1 103 Ví dụ 2: Cho mạch điện RLC có R  10Ω, L  (H), C  (F). π 2π  π Điện áp hai đầu mạch là u  60 2cos  100πt   V.  3 Viết biểu thức của i, uR; uL; uC; uRL Hướng dẫn giải: ……………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………. 0,1 103 Ví dụ 3: Cho mạch điện RLC có R  10Ω, L  (H), C  (F). π 4π  3π  Điện áp hai đầu tụ điện là uC  50 2cos  100πt  V.  4  Viết biểu thức của i, uR; uL Hướng dẫn giải: ……………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………. Ví dụ 4: Cho đoạn mạch RLC gồm R = 80 Ω, L = 318 (mH), C = 79,5 (μF). Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch có biểu thức u  120 2cos 100 πt  V. a) Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy trong mạch và tính điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mỗi dụng cụ. b) Tính điện áp hiệu dụng giữa hai đầu R, hai đầu L và hai đầu C. c) Viết biểu thức điện áp hai đầu R, hai đầu L, hai đầu C. Hướng dẫn giải:  ZL  ωL  100π.0,318  100Ω  a) Ta có ω  100π   1 1  ZC  ωC  100π.79,5.106  40Ω  Tổng trở của mạch là Z  R 2  (ZL  ZC )2  802  (100  40)2  100Ω. U 100 Cường độ dòng điện của mạch : I    1A   Io  2 A. Z 100 Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 2 -
Luyện thi đại học KIT-1: Môn Vật Lí ( Thầy Đặng Việt Hùng) Mạch điện xoay chiều RLC (phần 1) ZL  ZC 100  40 3 Gọi  là độ lệch pha của u và i, ta có tan φ      φ  0,64 rad. R 80 4 Mà φ  φu  φi   φi  φu  φ  0,64rad. Vậy biểu thức cường độ dòng điện trong mạch là i  2cos 100πt  0,64  A.  U R  I.R  80 V.  b) Theo a ta có I = 1 A, điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mỗi phần tử là  U L  I.ZL  100 V.  U  I.Z  40 V.  C C c) Viết biểu thức hai đầu mỗi phần tử R, L và C.  Biểu thức điện áp giữa hai đầu R U R  80 V   U oR  80 2 V. u R  80 2cos 100πt  0,64 V. Do uR cùng pha với i nên φuR  φi  0,64rad   Biểu thức điện áp giữa hai đầu L U L  100 V   U oL  100 2 V π π π Do uL nhanh pha hơn i góc π/2 nên φuL  φi    φuL  φi    0,64 rad. 2 2 2    Biểu thức điện áp hai đầu L là u L  100 2cos 100t   0,64  V.  2   Biểu thức điện áp giữa hai đầu C U C  40 V   U oC  40 2 V. π π π Do uC chậm pha hơn i góc π/2 nên φuC  φi     φuC  φi     0,64rad. 2 2 2  π  Biểu thức điện áp hai đầu tụ C là u C  40 2cos 100πt   0,64  V.  2  1 10 3 Ví dụ 5: Cho đoạn mạch RLC gồm R  10 Ω, L  (H), C  (F). Điện áp hai đầu cuộn cảm có biểu thức 10π 2π  π uL  20 2 cos  100πt   V.  2 a) Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy trong mạch. b) Viết biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch u, hai đầu điện trở uR, hai đầu tụ điện uC, uRL, uRC. Hướng dẫn giải: R  10Ω   Z  R 2   ZL  ZC   10 2Ω a) Từ giả thiết ta có ZL  10Ω  2 Z  20Ω  C U oL 20 2 Từ đó ta được Io    2 2A ZL 10 π π Do ul nhanh pha hơn i góc π/2 nên φuL  φi    i  2 2 cos 100πt  A.  φi  φu L   0  2 2 b) Viết biểu thức u, uR, uC, uRL, uRC  Viết biểu thứ của u: + Ta có U o  Io .Z  2 2.10 2  40 V. ZL  ZC 10  20 π π π + Độ lệch pha của u và i: tan φ    1   φ    φ u  φi  φ u  φ i    R 10 4 4 4 Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 3 -
Luyện thi đại học KIT-1: Môn Vật Lí ( Thầy Đặng Việt Hùng) Mạch điện xoay chiều RLC (phần 1)  π Từ đó ta có biểu thức của điện áp hai đầu mạch u  40cos 100πt   V.  4  Viết biểu thức của uR: + Ta có U oR  Io .R  2 2.10  20 2 V. u R  20 2 cos 100πt  V. + Độ lệch pha của uR và i: φuR  φi  0   Viết biểu thức của uC: + Ta có U oC  Io .ZC  2 2.20  40 2 V. π π  π + Độ lệch pha của uC và i: φuC  φi      u C  40 2 cos 100πt   V. 2 2  2  Viết biểu thức của uRL: + Ta có UoRL  Io .ZRL  2 2. R 2  ZL2  2 2. 102  102  40V. ZL π π + Độ lệch pha của uRL và i: tan φRL   1   φRL   φuRL  φi  φuRL  . R 4 4  π Từ đó ta có   u RL  40cos 100πt   V.  4  Viết biểu thức của uRC: + Ta có UoRC  Io .ZRC  2 2. R 2  ZC2  2 2. 102  202  20 10V. ZC 63π 63π 63π + Độ lệch pha của uRC và i: tan φRL   2   φRL    φuRL  φi  φuRL    φi   . R 180 180 180  63π  Từ đó ta có   u RL  20 10 cos 100πt   V.  180  3 10 3 Ví dụ 6: Cho đoạn mạch RLC gồm R  40 Ω, L  (H), C  (F). Điện áp hai đầu đoạn mạch RL có biểu 10π 7π thức u RL  120cos 100πt  V. a) Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy trong mạch. b) Viết biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch. Hướng dẫn giải: R  40Ω   Z  R   ZL  ZC   40 2 Ω 2 2  a) Từ giả thiết ta có  ZL  30Ω    Z  70Ω  ZRL  R 2  Z2L  50Ω  C UoRL 120 Từ đó ta có Io    2, 4A. ZRL 50 ZL 3 37π 37π  37π  Mặt khác tan φRL     φRL   φu RL  φi  φi     i  2, 4cos 100πt   A. R 4 180 180  180  ZL  ZC 30  70 π π 41π b) Độ lệch pha của u và i: tan φ    1  φ    φu  φi  φu  φi    R 40 4 4 90  41π  Đồng thời Uo  Io .Z  2, 4.40 2  96 2 V  u  96 2 cos 100πt   V.  90  103 Ví dụ 7: Cho mạch điện xoay chiều RLC với R = 30 ; C  (F); u  120cos(100πt)V; UL  120V 9π Tìm giá trị của L và viết biểu thức cường độ dòng điện. Hướng dẫn giải: Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 4 -
Luyện thi đại học KIT-1: Môn Vật Lí ( Thầy Đặng Việt Hùng) Mạch điện xoay chiều RLC (phần 1) ……………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………. II. CỘNG HƯỞNG ĐIỆN TRONG MẠCH RLC NỐI TIẾP  Khái niệm về cộng hưởng điện 1 1 1 Khi ZL  ZC  ωL   ω2   ω  thì trong mạch có xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện. ωC LC LC  Đặc điểm của hiện tượng cộng hưởng điện + Khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện thì tổng trở của mạch đạt giá trị nhỏ nhất, Zmin = R  cường độ U hiệu dụng của dòng điện đạt giá trị cực đại với I max  . R + Điện áp giữa hai đầu điện trở R bằng với điện áp hai đầu mạch, UR = U. + Cường độ dòng điện trong mạch cùng pha với điện áp hai đầu mạch + Các điện áp giữa hai đầu tu điện và hai đầu cuộn cảm có cùng độ lớn nhưng ngược pha nên triệt tiêu nhau. 1 1 + Điều kiện cộng hưởng điện ω   f    ω2 LC  1 LC 2π LC Chú ý: Khi đang xảy ra cộng hưởng thì tổng trở của mạch đạt cực tiểu, cường độ dòng điện đạt cực đại. Nếu ta tăng hay giảm tần số dòng điện thì tổng trở của mạch sẽ tăng, đồng thời cường độ dòng điện sẽ giảm. Ví dụ 1. Một đoạn mạch nối tiếp gồm một điện trở R = 10 Ω, cuộn dây thuần L = 5 mH và tụ điện C = 5.10–4 F. Hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch U = 220 V. a) Xác định tần số của dòng điện để có cộng hưởng. b) Tính cường độ qua mạch và các hiệu điện thế UL, UC khi có cộng hưởng. Hướng dẫn giải: 1 1 1 1 1 a) ZL  ZC  ωL  ω  2πf  f    100 Hz. ωC LC LC 2π LC 2π. 5.103.5.104 b) Với f = 100 Hz thì f  100 Hz   ZL  ωL  200π.5.103  3,14Ω  ZC  ω  200π  U 220 Khi có cộng hưởng thì I  Imax    22A   UL  UC  I.ZL  22.3,14  69V. R 10 Ví dụ 2. Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp hiệu dụng trên các phần tử R, L và C lần lượt là 30 V, 50 V và 90 V. Khi thay tụ C bằng tụ C để mạch có cộng hưởng điện thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở R bằng A. 50 V. B. 70 2 V. C. 100 V. D. 100 2 V. Hướng dẫn giải: Từ giả thiết ta tính được điện áp hai đầu mạch là U  U2R   UL  UC   302   50  90   50 V. 2 2 Khi thay tụ C bằng tụ C để có cộng hưởng điện, theo đặc điểm cộng hưởng ta được UR = U = 50 V. Vậy A đúng. Giáo viên: Đặng Việt Hùng Nguồn : Hocmai.vn Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 5 -

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.