Bài 14 MẠCH CÓ R, L, C NỐI TIẾP I MỤC TIÊU BÀI HỌC - Viết công thức tính tổng trở mạch (dùng giản đồ vectơ) - Viết công thức định luật Ôm - Viết biểu thức độ lệch pha i u II PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC - Thí nghiệm hình 14.1 SGK III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Kiểm tra cũ Bài Đvđ - Bài trước ta tìm hiểu mạch điện xoay chiều riêng lẻ mạch số mạch đơn giản Bây tìm hiểu mạch phức tạp “MẠCH CƠ R, L, C NỐI TIẾP” Hoạt động 1: Phương pháp giản đồ Fre-nen Hoạt động giáo Hoạt động học Nội dung viên sinh - Tại thời điểm, dòng điện mạch chạy theo chiều → dòng chiều → ta áp dụng định luật dòng điện chiều cho giá trị tức thời dòng điện xoay chiều - Xét đoạn mạch gồm điện trở R1, R2, R3 … mắc nối tiếp Cho dòng điện chiều có cường độ I chạy qua đoạn mạch → U hai đầu đoạn mạch liên hệ với Ui hai đầu đoạn mạch? - Biểu thức định luật dòng điện xoay chiều? - Khi giải mạch điện xoay chiều, ta phải cộng (đại số) điện áp tức thời, điện áp tức thời có đặc điểm gì? → Ta sử dụng phương pháp giản đồ Fre-nen áp dụng cho phần dao động → biểu diễn đại lượng hình sin vectơ quay - HS ghi nhận định luật điện áp tức thời U = U + U2 + U3 + … u = u1 + u2 + u3 + … - Chúng đại lượng xoay chiều hình sin tần số - HS đọc Sgk ghi nhận nội dung phương pháp giản đồ Fre-nen - HS vẽ trường hợp đoạn mạch có R, có C, có L đối chiếu với hình 14.2 để nắm vững cách vẽ I Phương pháp giản đồ Fre-nen 1) Định luật điện áp tức thời : Trong mạch điện xoay chiều gồm nhiều đoạn mạch mắc nối tiếp điện áp tức thời hai đầu mạch tổng đại số điện áp tức thời hai đầu đọan mạch u = u1 + u2 + u3 + … 2) Phương pháp giản đồ Fre-nen : Mạch Các vétơ Định luật quay u Ôm R i uuur UR u, i pha r I UR = IR C π u trễ pha so với i L π U sớm pha so với i uuur UC UC= IZC r I uur UL r I UL = IZL Hoạt động 2: Mạch có R, L, C nối tiếp - Trong phần này, thông qua phương pháp giản đồ Fre-nen để tìm hệ thức U I mạch gồm R, L C mắc nối tiếp - Hướng dẫn HS vẽ giản đồ Fre-nen hai trường hợp: UC > UL (ZC > ZL) UC < UL (ZC < ZL) - Dựa vào hình vẽ (1 hai trường hợp để xác định hệ thức u i - Có thể hướng dẫn HS vẽ giản đồ Fre-nen theo kiểu đa giác lực (nếu cần) - Y/c HS nhà tìm hệ thức liên hệ U I giản đồ lại - Đối chiếu với định luật Ôm đoạn mạch có R → R + (Z L − ZC ) đóng vai trò điện trở → gọi tổng trở mạch, kí hiệu Z - Dựa vào giản đồ → độ lệch pha u i tính nào? - Chú ý: Trong công thức bên ϕ độ lệch pha u i (ϕu/i) - Nếu ZL = ZC, điều xảy ra? (Tổng trở mạch lúc có giá trị nhỏ nhất) -Điều kiện để cộng hưởng điện xảy gì? 2 - HS vận dụng kiến thức phương pháp giản đồ Fre-nen để giáo viên tìm hệ thức U I + Giả sử UC > UL (ZC > ZL) O ϕr UL r UC r U LC r UR r U r I + Giả sử UC < UL (ZC < ZL) O ϕr UL r UC r U LC r UR r U r I - Tính thông qua tanϕ tan ϕ = U LC U R với - Nếu ý đến dấu: tan ϕ = U L − UC Z L − ZC = UR R Khi ϕ = → u pha i Tổng trở Z = R → Imax ZL = Z C II Mạch có R, L, C nối tiếp 1) Định luật Ôm cho đoạn mạch có R,L,C mắc nối tiếp-Tổng trở : Giả sử cho dòng điện đoạn mạch có biểu thức : i = I cos ωt Ta viết biểu thức điện áp tức thời: - đầu R : u R = U OR cos ωt π uL = U OL cos(ωt + ) - đầu L : R C A B L π uc = U OC cos(ωt − ) - đầu C : -Hiệu điện đoạn mạch AB : u = uR + u L + uC -Phương pháp giản đồ Fre-nen: u = U cos(ωt + ϕ ) ur uuur uur uuur U = U R +U L + UC 2 -Theo giản đồ : U = U R + (U L − U C ) I= U R + (Z L − Z C ) = U Z -Tổng trở mạch : Z = R + (Z L − ZC )2 I= U Z -Định luật Ôm : 2) Độ lệch pha điện áp dòng điện : tan ϕ = U L − U C Z L − ZC = UR R Nếu ZL > ZC ⇒ ϕ > :u sớm pha i ( tính cảm kháng ) • Nếu ZL < ZC ⇒ ϕ < :u trễ pha i ( tính dung kháng ) • Nếu : ZL = ZC ⇒ ϕ = : u i pha ( cộng hưởng điện ) 3) Cộng hưởng điện : • a) ĐKCH : ZL = ZC ⇔ LC = ω2 I max = U U = Z R b) Hệ : IV CỦNG CỐ Cho mạch điện xoay chiều có R = 50 Ω ; L = 159mH ; C = 31,8 µ F Điệp áp đầu đoạn mạch có biểu thức : u = 120 cos100π t ( V) Tính Z ? viết i mạch ? ( Z = 50 2(Ω) , π i = 1, 2 cos(100π t + )( A) A B L C 2) Cho mạch điện : Biết L = 0,318H ; C = 15,9 µ F ; i = cos100π t ( A) Tính Z? Viết u? ... U LC U R với - Nếu ý đến dấu: tan ϕ = U L − UC Z L − ZC = UR R Khi ϕ = → u pha i Tổng trở Z = R → Imax ZL = Z C II Mạch c R, L, C nối tiếp 1) Định luật Ôm cho đoạn mạch c R,L ,C m c nối tiếp- Tổng... : Mạch C c vétơ Định luật quay u Ôm R i uuur UR u, i pha r I UR = IR C π u trễ pha so với i L π U sớm pha so với i uuur UC UC= IZC r I uur UL r I UL = IZL Hoạt động 2: Mạch c R, L, C nối tiếp. .. - Chúng đại lượng xoay chiều hình sin tần số - HS đ c Sgk ghi nhận nội dung phương pháp giản đồ Fre-nen - HS vẽ trường hợp đoạn mạch c R, c C, c L đối chiếu với hình 14. 2 để nắm vững c ch