Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện – Tài liệu text

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.06 MB, 113 trang )

Xem thêm: Siêu Thị Khóa Cửa Điện Tử Chính Hãng – Mia Lock Việt Nam

– HS phát biểu. cos
2 u U
i t
R R ω
= = Nếu ta đặt:
U I
R =
thì: cos
2 i I
t ω
= – Kết luận:

1. Định luật Ohm đối với mạch điện xoay chiều: Sgk

2. u và i cùng pha.

Hoạt động 3 phút: Tìm hiểu về mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện Hoạt động của GV
Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
– GV làm thí nghiệm như sơ đồ hình 13.3 Sgk.
– Ta có nhận xét gì về kết quả thu được?
– Ta nối hai đầu tụ điện vào một nguồn điện xoay chiều để tạo nên điện
áp u giữa hai bản của tụ điện.
– Có hiện tượng xảy ra ở các bản của tụ điện?
– 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?
– Khi ∆
t và ∆
q vô cùng nhỏ q
t ∆
∆ trở
thành gì?
– Ta nên đưa về dạng tổng quát i = I
m
cos ω
t + ϕ
để tiện so sánh, –sin α
→ cos
α – HS quan sát mạch điện và ghi
nhận các kết quả thí nghiệm. + Tụ điện khơng cho dòng điện một
chiều đi qua. + Tụ điện cho dòng điện xoay chiều
“đi qua”.
– 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.
q i
t ∆
= ∆
– Đạo hàm bậc nhất của q theo thời gian.
– HS tìm q’
cos 2
sin π
α α
− =
+

II. Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện

1. Thí nghiệm – Kết quả:
+ Tụ điện khơng cho dòng điện một chiều đi qua.
+ Dòng điện xoay chiều có thể tồn tại trong những mạch điện có chứa
tụ điện. 2. Khảo sát mạch điện xoay chiều
chỉ có tụ điện
a. – Đặt điện áp u giữa hai bản của tụ điện:
u = U
m
cos ω
t = U
2
cos ω
t – Điện tích bản bên trái của tụ điện:
q = Cu = CU
2
cos ω
t – Giả sử tại thời điểm t, dòng điện
có chiều như hình, điện tích tụ điện tăng lên.
– Sau khoảng thời gian
∆ t, điện tích
trên bản tăng ∆
q. – Cường độ dòng điện ở thời điểm
t: q
i t
∆ =
∆ – Khi
∆ t và
∆ q vô cùng nhỏ
2 dq
i CU
sin t dt
ω ω
= = −
hay: cos
2 2
i CU
t π
ω ω
= +
b. Đặt: I = U ω
C thì
cos 2
2 i I
t π
ω =
+
Giáo Viên: Nguyễn Văn Trong Trang
40
~
u i
C A
B
– Nếu lấy pha ban đầu của i bằng 0 →
biểu thức của i và u được viết lại như thế nào?
– Z
C
đóng vai trò gì trong cơng thức?
→ Z
C
có đơn vị là gì? 1
C
Z C
ω =
– Dựa vào biểu thức của u và i, ta có nhận xét gì?
– 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 Ohm, 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? – Tại sao tụ điện lại khơng cho dòng
điện khơng đổi đi qua? – 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
– So sánh với định luật Ohm, có vai trò tương tự như điện trở R trong
mạch chứa điện trở. – Là đơn vị của điện trở
Ω .
1 1
.. .
. C
A s F
s s
V C
− −
  Ω
= =
= Ω  ÷
 
– 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.
– Biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều.
– Từ 1
C
Z C
ω =
ta thấy: Khi ω
nhỏ f nhỏ
→ Z
C
lớn và ngược lại. – Vì dòng điện khơng đổi
f = 0
→ Z
C
= ∞
→ I = 0
– Nếu lấy pha ban đầu của i bằng 0 thì
cos 2
i I t
ω =
và cos
2 2
u U t
π ω
= −
– Ta có thể viết: 1
U I
C ω
= và đặt
1
C
Z C
ω =
thì:
C
U I
Z =
trong đó Z
C
gọi là dung kháng của mạch.
– Định luật Ohm: Sgk c. So sánh pha dao động của u và i
+ i sớm pha
π 2 so với u hay u trễ
pha π
2 so với i.
3. Ý nghĩa của dung kháng + Z
C
là đại lượng biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều của tụ
điện. + Dòng điện xoay chiều có tần số
cao cao tần chuyển qua tụ điện dễ dàng hơn dòng điện xoay chiều tần
số thấp. + Z
C
cũng có tác dụng làm cho i sớm pha
π 2 so với u.
Hoạt động 4 phút: Tìm hiểu mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần Hoạt động của GV
Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
– Cuộn cảm thuần là gì? Cuộn cảm thuần là cuộn cảm có điện
trở khơng đáng kể, khi có dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn cảm sẽ xảy
ra hiện tượng tự cảm. – Khi có dòng điện cường độ i chạy
qua cuộn cảm cuộn dây dẫn nhiều vòng, ống dây hình trụ thẳng dài, hoặc
hình xuyến…
→ có hiện tượng gì
xảy ra trong ống dây? – Trường hợp i là một dòng điện xoay
chiều thì Φ
trong cuộn dây? – Xét
∆ t vơ cùng nhỏ
∆ t
→ →
suất điện động tự cảm trong cuộn cảm trở
thành gì? – HS nghiên cứu Sgk để trả lời
– Dòng điện qua cuộn dây tăng lên →
trong cuộn dây xảy ra hiện tượng tự cảm, từ thông qua cuộn
dây: Φ
= Li – Từ thơng
Φ biến thiên tuần hồn
theo t. – Trở thành đạo hàm của i theo t.
– Khi i tăng →
e
tc
0, tương đương

III. Mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần

Hoạt động 3 phút: Tìm hiểu về mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện Hoạt động của GVHoạt động của HS Kiến thức cơ bản- GV làm thí nghiệm như sơ đồ hình 13.3 Sgk.- Ta có nhận xét gì về kết quả thu được?- Ta nối hai đầu tụ điện vào một nguồn điện xoay chiều để tạo nên điệnáp u giữa hai bản của tụ điện.- Có hiện tượng xảy ra ở các bản của tụ điện?- Giả sử trong nửa chu kì đầu, A là cực dương→ bản bên trái của tụ sẽtích điện gì? – Ta có nhận xét gì về điện tích trênbản của tụ điện?→ Độ biến thiên điện tích q cho phépta tính i trong mạch.- Cường độ dòng điện ở thời điểm t xác định bằng công thức nào?- Khi ∆t và ∆q vô cùng nhỏ qt ∆∆ trởthành gì?- Ta nên đưa về dạng tổng quát i = Icos ωt + ϕđể tiện so sánh, –sin α→ cosα – HS quan sát mạch điện và ghinhận các kết quả thí nghiệm. + Tụ điện khơng cho dòng điện mộtchiều đi qua. + Tụ điện cho dòng điện xoay chiều“đi qua”.- HS theo hướng dẫn của GV để khảo sát mạch điện xoay chiều chỉcó 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 trongmạch.q it ∆= ∆- Đạo hàm bậc nhất của q theo thời gian.- HS tìm q’cos 2sin πα α− =1. Thí nghiệm – Kết quả:+ Tụ điện khơng cho dòng điện một chiều đi qua.+ Dòng điện xoay chiều có thể tồn tại trong những mạch điện có chứatụ điện. 2. Khảo sát mạch điện xoay chiềuchỉ có tụ điệna. – Đặt điện áp u giữa hai bản của tụ điện:u = Ucos ωt = Ucos ωt – Điện tích bản bên trái của tụ điện:q = Cu = CUcos ωt – Giả sử tại thời điểm t, dòng điệncó chiều như hình, điện tích tụ điện tăng lên.- Sau khoảng thời gian∆ t, điện tíchtrên bản tăng ∆q. – Cường độ dòng điện ở thời điểmt: qi t∆ =∆ – Khi∆ t và∆ q vô cùng nhỏ2 dqi CUsin t dtω ω= = −hay: cos2 2i CUt πω ω= +b. Đặt: I = U ωC thìcos 22 i It πω =Giáo Viên: Nguyễn Văn Trong Trang40u iC A- Nếu lấy pha ban đầu của i bằng 0 →biểu thức của i và u được viết lại như thế nào?- Zđóng vai trò gì trong cơng thức?→ Zcó đơn vị là gì? 1Z Cω =- Dựa vào biểu thức của u và i, ta có nhận xét gì?- Nói cách khác: Trong mạch điện xoay chiều, tụ điện là phần tử có tácdụng làm cho cường độ dòng điện tức thời sớm phaπ 2 so với điện áp tứcthời. – Dựa vào biểu thức định luật Ohm, Zcó vai trò là điện trở trong mạch chứa tụ điện→ hay nói cách khác nó là đạilượng biểu hiện điều gì? – Khi nào thì dòng điện qua tụ dễ dànghơn? – Tại sao tụ điện lại khơng cho dòngđiện khơng đổi đi qua? – HS viết lại biểu thức của i và u inhanh pha hơn u góc π2 →u chậm pha hơn i gócπ 2- So sánh với định luật Ohm, có vai trò tương tự như điện trở R trongmạch chứa điện trở. – Là đơn vị của điện trởΩ .1 1.. .. CA s Fs sV C− −  Ω= == Ω  ÷ - Trong mạch chứa tụ điện, cường độ dòng điện qua tụ điện sớm phaπ 2 so với điện áp hai đầu tụ điệnhoặc điện áp ở hai đầu tụ điện trễ phaπ 2 so với cường độ dòng điện.- Biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều.- Từ 1Z Cω =ta thấy: Khi ωnhỏ f nhỏ→ Zlớn và ngược lại. – Vì dòng điện khơng đổif = 0→ Z= ∞→ I = 0- Nếu lấy pha ban đầu của i bằng 0 thìcos 2i I tω =và cos2 2u U tπ ω= −- Ta có thể viết: 1U IC ω= và đặtZ Cω =thì:U IZ =trong đó Zgọi là dung kháng của mạch.- Định luật Ohm: Sgk c. So sánh pha dao động của u và i+ i sớm phaπ 2 so với u hay u trễpha π2 so với i.3. Ý nghĩa của dung kháng + Zlà đại lượng biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều của tụđiện. + Dòng điện xoay chiều có tần sốcao cao tần chuyển qua tụ điện dễ dàng hơn dòng điện xoay chiều tầnsố thấp. + Zcũng có tác dụng làm cho i sớm phaπ 2 so với u.Hoạt động 4 phút: Tìm hiểu mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần Hoạt động của GVHoạt động của HS Kiến thức cơ bản- Cuộn cảm thuần là gì? Cuộn cảm thuần là cuộn cảm có điệntrở khơng đáng kể, khi có dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn cảm sẽ xảyra hiện tượng tự cảm. – Khi có dòng điện cường độ i chạyqua cuộn cảm cuộn dây dẫn nhiều vòng, ống dây hình trụ thẳng dài, hoặchình xuyến…→ có hiện tượng gìxảy ra trong ống dây? – Trường hợp i là một dòng điện xoaychiều thì Φtrong cuộn dây? – Xét∆ t vơ cùng nhỏ∆ t→ →suất điện động tự cảm trong cuộn cảm trởthành gì? – HS nghiên cứu Sgk để trả lời- Dòng điện qua cuộn dây tăng lên →trong cuộn dây xảy ra hiện tượng tự cảm, từ thông qua cuộndây: Φ= Li – Từ thơngΦ biến thiên tuần hồntheo t. – Trở thành đạo hàm của i theo t.- Khi i tăng →tc0, tương đương


Có thể bạn quan tâm
© Copyright 2008 - 2016 Dịch Vụ Bách khoa Sửa Chữa Chuyên nghiệp.
Alternate Text Gọi ngay