Bài 13 các MẠCH điện XOAY CHIỀU
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (115.83 KB, 5 trang )
Bài 13
CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
(Tiết 1)
I. MỤC TIÊU BÀI HỌC
- Viết được biểu thức của định luật Ôm trong các trường hợp:đoạn mạch chỉ
có R, chỉ có L, chỉ có C
- Tìm được độ lệch pha giữa u và i trong các trường hợp
-Biểu thức tính cảm kháng và dung kháng ZL, ZC
II. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC
- Dao động kí điện tử, ampe kế,vôn kế, một số linh kiện như điện trở, tụ
điện, cuộn cảm…
III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
3. Bài mới : Đvđ- Ta đã tìm hiểu về đại cương của dòng điện xoay chiều.
Nhưng khi cho dòng điện xoay chiều chạy trong một mạch điện cụ thể thì nó
có đăc điểm gì? Ta sẽ tìm hiểu vấn đề này qua bài “CÁC MẠCH ĐIỆN
XOAY CHIỀU”
Hoạt động 1: Tìm hiểu về độ lệch pha giữa điện áp và cường độ
dòng điện
Hoạt động của giáo
Hoạt động của học sinh
Nội dung
viên
- Biểu thức của dòng
- Có dạng: i = Imcos(ωt + Nếu cho dòng điện xoay chiều có
điện xoay chiều có
dạng :
ϕ)
dạng?
i = I 0 cos ωt = I 2 cos ωt
- Chọn điều kiện ban
Thì :
đầu thích hợp để ϕ = 0
u = U 0 cos(ωt + ϕ ) = U 2cos(ωt + ϕ )
→ i = Imcosωt = I 2
ϕ : là độ lệch pha giữa u và i
cosωt
- HS ghi nhận các kết
- Ta sẽ đi tìm biểu thức
Nếu ϕ > 0 ⇒ u sớm pha hơn i
quả
chứng
minh
bằng
của u ở hai đầu đoạn
thực nghiệm và lí thuyết. Nếu ϕ < 0 ⇒ u trễ pha ϕ hơn i
mạch.
- Trình bày kết quả thực
Nếu ϕ = 0 ⇒ u và i cùng pha
nghiệm và lí thuyết để
đưa ra biểu thức điện áp
hai đầu mạch.
Hoạt động 2: Mạch điện xoay chiều chỉ chứa điện trở
- Xét mạch điện xoay
I. Mạch điện xoay chiều chỉ chứa
chiều chỉ có R.Trong
điện trở
mạch lúc này sẽ có i → - Biến thiên theo thời 1) Quan hệ u và i :
dòng điện này ntn?
- Tuy là dòng điện xoay
chiều, nhưng tại một
thời điểm, dòng điện i
chạy theo một chiều xác
định. Vì đây là dòng
điện trong kim loại nên
theo định luật Ôm, i và u
tỉ lệ với nhau như thế
nào?
- Trong biểu thức điện
áp u, Um và U là gì?
- Dựa vào biểu thức của
u và i, ta có nhận xét gì?
- Y/c HS phát biểu định
luật Ôm đối với dòng
điện một chiều trong
kim loại.
gian t (dòng điện xoay Hai đầu R có u = U 0 cos ωt
chiều)
u U0
- Theo định luật Ôm
u
i=
R
Định luật Ôm :
Đặt :
I0 =
i=
R
=
R
cos ωt
U0
R Thì i = I 0 cos ωt
I=
U
R
2) Định luật Ôm :
- Điện áp tức thời, điện
Phát biểu: (SGK)
áp cực đại và điện áp
hiệu dụng.
- HS nêu nhận xét:
3) Nhận xét : u và i cùng pha
+ Quan hệ giữa I và U.
+ u và i cùng pha.
- HS phát biểu
Hoạt động 3:Mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện
Giáo viên thông báo kết quả
Giả sử trong nửa chu kì đầu, A là cực dương → bản bên trái của tụ sẽ tích
điện gì?
- Ta có nhận xét gì về điện tích trên bản của tụ điện?
→ Độ biến thiên điện tích q cho phép ta tính i trong mạch.
- Cường độ dòng điện ở thời điểm t xác định bằng công thức nào?
∆q
- Khi ∆t và ∆q vô cùng nhỏ ∆t trở thành gì?
- Ta nên đưa về dạng tổng quát i = I mcos(ωt + ϕ) để tiện so sánh, –sinα →
cosα
- Nếu lấy pha ban đầu của i bằng 0 → biểu thức của i và u được viết lại như
thế nào?
- Dựa vào biểu thức của u và i, ta có nhận xét gì?
- ZC đóng vai trò gì trong công thức?
→ ZC có đơn vị là gì?
ZC =
1
ωC
- Nói cách khác: Trong mạch điện xoay chiều, tụ điện là phần tử có tác dụng
làm cho cường độ dòng điện tức thời sớm pha π/2 so với điện áp tức thời.
- Dựa vào biểu thức định luật Ôm, Z C có vai trò là điện trở trong mạch chứa
tụ điện → hay nói cách khác nó là đại lượng biểu hiện điều gì?
- Khi nào thì dòng điện qua tụ dễ dàng hơn?
Hs ghi nhận
- HS theo hướng dẫn của GV để khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ có tụ
điện.
- Tụ điện sẽ được tích điện.
- Bản bên trái tích điện dương.
- Biến thiên theo thời gian t.
- HS ghi nhận cách xác định i trong mạch.
i=
∆q
∆t - Đạo hàm bậc nhất của q theo thời gian.
- HS tìm q’
π
−sinα = cos(α + )
2
- HS viết lại biểu thức của i và u (i nhanh pha hơn u góc π/2 → u chậm pha
hơn i góc π/2)
- Trong mạch chứa tụ điện, cường độ dòng điện qua tụ điện sớm pha π/2 so
với điện áp hai đầu tụ điện (hoặc điện áp ở hai đầu tụ điện trễ pha π/2 so với
cường độ dòng điện).
- So sánh với định luật Ôm có vai trò tương tự như điện trở R trong mạch
chứa điện trở.
- Là đơn vị của điện trở (Ω).
−1
C
A.Ω.s
( F )−1 .s = ÷ .s =
=Ω
V
C
ZC =
1
ωC ta thấy: Khi ω
- Biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều. - Từ
nhỏ (f nhỏ) → ZC lớn và ngược lại.
- Vì dòng điện không đổi (f = 0) → ZC = ∞ → I = 0
IV Cũng cố: BTVN: 3-10 trang 66 sgk
II. Mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện
Dòng xoay chiều có thể tồn tại trong mạch điện có chứa tụ điện
Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ có tụ :
~
u
i
C
A
B
a) Cho hiệu điện xoay chiều giữa 2 đầu tụ C:
u = U 0 cos ωt
= U 2 cos ωt
Điện tích bản trái của tụ :
q = Cu = C U 2 cos ωt
- Ở thời điểm t bản trái tích điện + điện tích tụ tăng lên .Sau khoảng thời gian ∆t lượng điện
∆q
⇒i =
∆
q
∆t
tích của tụ tăng thêm
-Khi ∆t và ∆q vô cùng nhỏ :
dq
= −ωCU sin ωt
dt
π
i = U ωC 2 cos(ωt + )
2
b) Nếu đặt : I = U ωC
π
i = I 2 cos(ωt + )
2
Ta có :
⇒i =
u = U 2 cos ωt
Và :
-Nếu lấy pha ban đầu dòng điện = 0 thì : i = I 2 cos ωt
π
u = U 2 cos(ωt − )
2
c) So sánh pha dao động của u và i :
π
i sớm pha hơn u một góc 2
d) Định luật Ôm:
I=
U
ZC
ZC =
1
Cω 3) Ý nghĩa của dung kháng :
Với dung kháng :
-dung kháng là đại lượng biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều của tụ điện . -Nếu C
càng lớn ⇒ Zc càng nhỏ , dòng điện bị cản trở càng ít .
-Nếu ω ( f ) càng lớn ⇒ Zc càng nhỏ
