- Sách Giáo Khoa Vật Lý 12
- Giải Vật Lí Lớp 12
- Giải Vật Lí Lớp 12 Nâng Cao
- Giải Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 12
- Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 12
- Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 12 Nâng Cao
- Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 12
- Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 12 Nâng Cao
Đoạn mạch điện xoay chiều có cả ba loại phần tử (điện trỏ, cuộn cảm, tự điện) mắc nối tiếp có một số đặc tính khác với đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có một loại phần tử. Khi ta tăng dần một thông số nào đó của mạch, chẳng hạn như điện dung của tụ điện, cường độ hiệu dụng của dòng điện noin monycứu đoan mach đó.1. Các giá trị tức thời Xét đoạn mạch vẽ ở Hình 28.1, 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. Ta gọi đó là đoạn mạch có R, L, C. mắc nối tiếp hoặc gọi tắt là đoạn mạch RLC nối tiếp. Đặt vào hai đầu A, B của đoạn mạch trên một điện áp Xoay chiều u có tần số góc (). Trong mạch có dao động điện cưỡng bức với tần số góc bằng tần số góc của điện áp. Giả sử cường độ dòng điện trong đoạn mạch có biểu thức i = lụcos(of. Dựa vào tính chất của các đoạn mạch chỉ chứa — l: a – ۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔ ܐܶܩܶ ܢL – ܀- – – tức thời: u = uaM = JoRcoso = Uorcosot t – N – oLo cos(or 3)= Ula cos(or + 5) 2 – F in == cos(o 3) C “NB oc 2.t = U0c cos(ot ;)Các phần tử mắc với nhau như thế nào thì gọi là mắc nối tiếp ? Viết các công thức về hiệu điện thế và cường độ dòng điện trong đoạn mạch một chiều gồm các điện trở mắc nối tiếp.A. R L B—ಉH* Hình 28.1 Sơ đồ đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp.Nếu nối hai đầu đoạn mạch ABbằng một dây dẫn, ta có một mạchdao động với tần số dao động riênglà 690. Tần số này chỉ phụ thuộc vàođặc tính của đoạn mạch và nóichung khác với tần số 69 của điện áp oài.153 Hình 282 Tổng hợp các vectơ theo quy tắc hình bình hành,Hình 28,3 Tổng hợp các vectơ theo quy tắc đa giác.Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu một phần tử trong đoạn mạch RLC nối tiếp có thể lớn hơn điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch được không? Hãy cho một ví dụ, Làm thí nghiệm đo điện áp hiệu dụng giữa hai đầu các phần tử R, L, C rồi so sánh với điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch.154Vì các phần tử trong đoạn mạch AB mắc nối tiếp nên điện áp tức thời giữa hai đầu A, B là: (28.1) Vì u là tổng của các điện áp biến thiên điều hoà cùng tần số góc () nên u cũng là một điện áp biến thiên điều hoà với tần số góc (o.u. = ur + uL+ uC2. Giản đồ Fre-nen. Quan hệ giữa cường độ dòng điện và điện ápa) Giản đồ Fre-menĐể tìm biểu thức của u, ta có thể dùng phương pháp giản đồ Fre-nen. Nếu biểu diễn các điện áp Xoay chiều bằng các vectơ quay tương ứng: и «» U, 1/R « » UR , m<>āL, uc – Uc thì ta có:U = UR + UL + Uo (28.2)Góc hợp bởi các vectơ UR, UL, Uo với trục Oxvào thời điểm t = 0 lần lượt là : 0 : 흥 : – Việc tổng hợp các vectơ quay có thể tiến hành theo quy tắc hình bình hành (Hình 28.2) hoặc theo quy tắc đa giác (Hình 283). Các giản đồ ở các hình này vẽ cho trường hợp UL > UC. b) Định luật Ôm cho đoạn mạch RLC nối tiếp. Tổng trở Xét tam giác vuông OPS trên giản đồ vectơ, ta có:- OS = U; OP = UR ; PS = U — Uc OS =U = \vi (U.-Uc)(28.3) Thay UR = IR ; UL= I ao L ; Ucc = Vàocông thức (28,3), ta tìm được cường độ dòng điệnhiệu dụng:U 2 2 WIR +(ZL –Zo) + (ol-)ao CNếu đặt:Z = |r ol. ao Cthì U. Z(28.4)(28.5)Đó là công thức của định luật Ôm đối với đoạn mạch xoay chiều có R. L., C. mắc nối tiếp. Đối với dòng điện xoay chiều tần số góc (O, 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 điện áp so với cường độ dòng điệnXét tam giác vuông OPS trên giản đồ, ta có:tano = f = ”’L”’c: OP UR (OL – – – tanqp = -மட் (28.6)với (p là độ lệch pha của u so với i. Nếu đoạn mạch có tính cảm kháng tức là cảm kháng lớnhơn dung kháng (ol thì (p > 0, cường độ dòng điệnoCtrễ pha so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch. Nếu đoạnmạch có tính dung kháng, tức là dung kháng lớn hơn cảmkháng > Lao thì (p<0, cường độ dòng điện sớm pha soVới điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.Trong trường hợp L'L < 0°C thì Ps = U – Uc.< 0, tam giác OSP vẽ tương tự như ở Hình 28.3 nhưng có điểm S nằm dưới trục Ox, các công thức vẫn đúng. .Khi tính tổng trở, nếu các đại lượng R. L., C. (9 tương ứng đo bằng các đơn vị (), H. F rad/s thì tổng trở có đơn vị là Q.Vì cường độ dòng điện biến đổi đồng pha với điện áp giữa hai đầu điện trở nên độ lệch pha của điện áp lu giữa hai đầu đoạn mạch so với cường độ dòng điện được xác định bằng góc (ọ giữa hai vectơ Ủ và ŬR* Nếu u = U0sin(of + (p-1) thì: i = losin(cot + p - (p) với (p xác định bởi công thức (28.6),Các đại lượng đặc trưng cho sự cản trở dòng điện xoay chiều còn có tên chung là trở kháng.155Hình 28.4. Các đường biểu diễn sự ụ thuộc của cường độ dòng điện I trong đoạn mạch RLC nổi tiếp vào tần số góc. Đường (1) ứng với điện trở R lớn. Đường (2) ứng với điện trở R nhỏ hơnNếu điện trở R của đoạn mạch nhỏ, điểm cực đại của đường cong ở cao hơn, hiện tượng cộng hưởng xảy ra rõ hơn, ta nói khi đó có cộng huilóng nhgon hon.Trong trường hợp nào thì khi tăng dần điện dung C của tụ điện trong đoạn mạch RLC nối tiếp, cường độ dòng điện hiệu dụng tăng rồi lại giảm ?2. CÂU HÖ!3. Cộng hưởng điện Nếu giữ nguyên giá trị của điện áp hiệu dụng U giữa hai đầu đoạn mạch và thay đổi tần số góc () đến giá trị sao cho (OL – oC = 0, thì có hiện tượng đặc biệt xảy ra trong đoạn mạch, gọi là hiện tượng Cộng hưởng điện. Khi đó: - Tổng trở của đoạn mạch đạt giá trị cực tiểu : Zmin = R. – Cường độ hiệu dụng của dòng điện trong đoạn mạch đạt giá trị cực đại: Imax R *- Các điện áp tức thời giữa hai bản tụ điện và hai đầu cuộn cảm có biên độ bằng nhau nhưng ngược pha nên triệt tiêu lẫn nhau. Điện áp giữa hai đầu điện trở R bằng điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.- Cường độ dòng điện biến đổi đồng pha với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.Điều kiện để xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện trong đoạn mạch xoay chiều RLC nối tiếp là:oL- --- O coChay (28.7)1 = -- VLC Tiến hành thí nghiệm, người ta vẽ được đường biểu diễn sự biến đổi của cường độ dòng điện I trong đoạn mạch RLC nối tiếp vào tần số góc (Hình 28.4). Đó là đường cong cộng hưởng điện.1. Viết công thức tính tổng trở của các đoạn mạch chỉ có hai trong ba loại phần tử: R, L, C. mắcnối tiếp,2. Cho flà tần số dòng điện. Hãy tính tổng trở của:156 – đoạn mạch chỉ có hai cuộn cảm thuần có độ tự cảm là L1, L2 mắc nối tiếp. – đoạn mạch chỉ có hai tụ điện có điện dung là C, C2 mắc nối tiếp.3. Nêu điều kiện và đặc điểm của hiện tượng Cộng hưởng điện đối với đoạn mạch RLC nối tiếp.Cá BằI TÂP--- - Le r) /* - at: 4!!- J ܚ ܬ ܢܝܬ- ܐܝ ܬ ܫ ܐ- ܫ R Lرحم T. l --ܢ:r J Ch một Տ - - - - M خیر ہے۔ حطاہر خر - - - 4ر ہے.". ہر کیمبر đây, ܝܬ4 ܚܰܬ ܗܘ ܡܬܟ- ܓܰܬܳܐàܔ12 ܐ lhiện tượng Cộng hưởng điện xảy ra A. Tăng điện dung của tụ điện. B. Tăng hệ số tự cảm của Cuộn dây. C. Giảm điện trở thuần của đoạn mạch. D. Giảm tần số dòng điện.2. Điện áp giữa hai đầu một đoạn mạch RLC nối tiếp sớm pha so với cường độ dòng điện. Phát biểu nào sau đây đúng đối với đoạn mạch này ? A. Tần số dòng điện trong đoạn mạch nhỏ hơn giá trị cần để xảy ra Cộng hưởng.B. Tổ 1 ↓ܘܩܕܢܐ ܬ݁ܶܥܢܐ 4ر حسی ،”:حس شھرس۔Aܝ ܕܝatܬܐ؛ ܘܬܝ ܠܐ ܗܘܬ..à l Sg ܀ ܕ ܕܩܕܝܨC. Hiêu số qiữa ܚܬ L4۔ خر ܣܰܥܬ ill- li ܓܐ ہر حصہ ”بحیر حصے گھ۔ . حط4 شر سے 4 حصے خر:4ھཟཟ ཆ Ч va uuт 19 অs = = = = = = **D. Điên áp diữa hai đầu điên trở thuần sớm ph 巫 A܇ ܘtiܡܐ ܕ݇ܬܵܐ ܕܫܩܺim4 ܕܐܬܬܐ ܐܶܗܬܐ ܕܢܚܬܐ: ، diA - Y - ртта 4 эч 7 -- ܕ - --ܨ Vi vivo .3. Cho đoạn mạch RLC nối tiếp có R= 50 Q: L = 159 mH, C = 31,8 HF. Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch có biểu thức u = 120Cos100 tt (W). Tỉnh Ở của đoạn mạch iết biểu thức của Cường độ dÔng điện tức thỞi qua đoạn mạch.WTO4. Trong một đoạn mạch xoay chiều RLC nối tiếp, hệ số tự cảm của cuộn dây là L = 0,1 H; tụ điện Có điện dung C'= 1 (F; tần số dòng điện là f= 50 Hz. ) Hỏi cường độ dòng điện trong đoạn mạch biến thiên sớm pha hay trễ pha so với điện áp ở hai đầ đoạn mạch ? b) Cần phải thay tụ điện nói trên bởi một tụ có điện dung C' bằng bao nhiêu để trên đoạn mạch xảy ra hiện tượng Cộng hưởng điện ?157