Giáo án Vật lý Khối 12 - Chương III: Dòng điện xoay chiều - Bài 14: Mạch có R, L, C mắc nối tiếp

Tiết: 0	MẠCH Cể R, L, C MẮC NỐI TIẾP
MỤC TIấU
Kiến thức:
Nờu lờn được những tớnh chất chung của mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp.
Nờu được những điểm cơ bản của phương phỏp giản đồ Fre-nen.
Viết được cụng thức tớnh tổng trở.
Viết được cụng thức định luật ễm cho đoạn mạch xoay chiều cú R, L, C mắc nối tiếp.
Viết được cụng thức tớnh độ lệch pha giữa i và u đối với mạch cú R, L, C mắc nối tiếp.
Nờu được đặc điểm của đoạn mạch cú R, L, C nối tiếp khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện.
Kĩ năng:
Thỏi độ:
CHUẨN BỊ
Giỏo viờn: Chuẩn bị thớ nghiệm gồm cú dao động kớ điện tử (hai chựm tia), cỏc vụn kế và ampe kế, cỏc phần tử R, L, C.
Học sinh: ễn lại phộp cộng vectơ và phương phỏp giản đồ Fre-nen để tớnh tổng hai dao động điều hoà cựng tần số.
HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 ( phỳt): Kiểm tra bài cũ.
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
Hoạt động 2 ( phỳt): Tỡm hiều về phương phỏp giản đồ Fre-nen
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
Tại một thời điểm, dũng điện trong mạch chạy theo 1 chiều nào đú đ dũng một chiều đ vỡ vậy ta cú thể ỏp dụng cỏc định luật về dũng điện một chiều cho cỏc giỏ trị tức thời của dũng điện xoay chiều.
Xột đoạn mạch gồm cỏc điện trở R1, R2, R3  mắc nối tiếp. Cho dũng điện một chiều cú cường độ I chạy qua đoạn mạch đ U hai đầu đoạn mạch liờn hệ như thế nào với Ui hai đầu từng đoạn mạch?
Biểu thức định luật đối với dũng điện xoay chiều?
Khi giải cỏc mạch điện xoay chiều, ta phải cộng (đại số) cỏc điện ỏp tức thời, cỏc điện ỏp tức thời này cú đặc điểm gỡ?
đ Ta sử dụng phương phỏp giản đồ Fre-nen đó ỏp dụng cho phần dao động đ biểu diễn những đại lượng hỡnh sin bằng những vectơ quay.
Vẽ minh hoạ phương phỏp giản đồ Fre-nen:
x1 = X1 2coswt	X1
x2 = X2 2cos(wt + j)	X2
+ Trường hợp j > 0 X
2 +
HS ghi nhận định luật về điện ỏp tức thời.
U = U1 + U2 + U3 + 
u = u1 + u2 + u3 + 
Chỳng đều là những đại lượng xoay chiều hỡnh sin cựng tần số.
HS đọc Sgk và ghi nhận những nội dung của phương phỏp giản đồ Fre-nen.
HS vẽ trong cỏc trường hợp đoạn mạch chỉ cú R, chỉ cú C, chỉ cú L và đối chiếu với hỡnh
14.2 để nắm vững cỏch vẽ.
Phương phỏp giản đồ Fre-nen
Định luật về điện ỏp tức thời
- Trong mạch xoay chiều gồm nhiều đoạn mạch mắc nối tiếp thỡ điện ỏp tức thời giữa hai đầu của mạch bằng tổng đại số cỏc điện ỏp tức thời giữa hai đầu của từng đoạn mạch ấy.
u = u1 + u2 + u3 + 
Phương phỏp giản đồ Fre-nen
Một đại lượng xoay chiều hỡnh sin được biểu diễn bằng 1 vectơ quay, cú độ dài tỉ lệ với giỏ trị hiệu dụng của đại lượng đú.
Cỏc vectơ quay vẽ trong mặt phẳng pha, trong đú đó chọn một hướng làm gốc và một chiều gọi là chiều dương của pha để tớnh gúc pha.
j
X	Trang
+ Trường hợp j < 0
X1
+
j	X
2
Gúc giữa hai vectơ quay bằng độ lệch pha giữa hai đại lượng xoay chiều tương ứng.
Phộp cộng đại số cỏc đại lượng xoay chiều hỡnh sin (cựng f) được thay thế bằng phộp tổng hợp cỏc vectơ quay tương ứng.
Cỏc thụng tin về tổng đại số phải tớnh được hoàn toàn xỏc định bằng cỏc tớnh toỏn trờn giản đồ Fre-
nen tương ứng.
Hoạt động 3 ( phỳt): Tỡm hiểu mạch cú R, L, C mắc nối tiếp
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
Trong phần này, thụng qua phương phỏp giản đồ Fre-nen để tỡm hệ thức giữa U và I của một mạch gồm một R, một L và một C mắc nối tiếp.
Hướng dẫn HS vẽ giản đồ Fre-nen trong cả hai trường hợp: UC > UL (ZC > ZL) và UC < UL (ZC < ZL)
Dựa vào hỡnh vẽ (1 trong hai trường hợp để xỏc định hệ thức giữa U và I.
Cú thể hướng dẫn HS vẽ giản đồ Fre-nen theo kiểu đa giỏc lực (nếu cần).
Y/c HS về nhà tỡm hệ thức liờn hệ giữa U và I bằng giản đồ cũn lại.
Đối chiếu với định luật ễm trong đoạn mạch chỉ cú R đ
R2 + (Z - Z )2 đúng vai trũ là
L	C
điện trở đ gọi là tổng trở của mạch, kớ hiệu là Z.
Dựa vào giản đồ đ độ lệch pha giữa u và i được tớnh như thế nào?
- HS vận dụng cỏc kiến thức về phương phỏp giản đồ Fre- nen để cựng giỏo viờn đi tỡm hệ thức giữa U và I.
+ Giả sử UC > UL (ZC > ZL)
UL
UR	I
O	j
ULC	U
UC
+ Giả sử UC < UL (ZC < ZL)
UL
ULC	U
j	I
O	U
R
UC
Tớnh thụng qua tanj
U
với tanj =	LC
UR
Nếu chỳ ý đến dấu:
Mạch cú R, L, C mắc nối tiếp
Định luật ễm cho đoạn mạch cú R, L, C mắc nối tiếp. Tổng trở
A	R	L	C	B
Điện ỏp tức thời hai đầu đoạn mạch:
u = U 2 coswt
Hệ thức giữa cỏc điện ỏp tức thời trong mạch:
u = uR + uL + uC
Biểu diễn bằng cỏc vectơ quay: U = UR +UL +UC Trong đú:
UR = RI, UL = ZLI, UC = ZCI
Theo giản đồ:
U 2 = U 2 + U 2
R	LC
= ộởR2 + (Z - Z )2 ựỷ I 2
L	C
Nghĩa là:
I =	U	= U R2 + (Z - Z )2	Z
L	C
(Định luật ễm trong mạch cú R, L, C mắc nối tiếp).
với Z =	R2 + (Z - Z )2
L	C
gọi là tổng trở của mạch.
2. Độ lệch pha giữa điện ỏp và dũng điện
Chỳ ý: Trong cụng thức bờn j chớnh là độ lệch pha của u đối với i (ju/i)
Nếu ZL = ZC, điều gỡ sẽ xảy ra? (Tổng trở của mạch lỳc này cú giỏ trị nhỏ nhất).
Điều kiện để cộng hưởng điện xảy ra là gỡ?
tanj = UL - UC = ZL - ZC
UR	R
- Khi đú j = 0 đ u cựng pha
i. Tổng trở Z = R đ Imax
ZL = ZC
tanj = ULC
UR
- Nếu chỳ ý đến dấu:
tanj = UL - UC = ZL - ZC
UR	R
+ Nếu ZL > ZC đ j > 0: u sớm pha so với i một gúc
j.
+ Nếu ZL < ZC đ j < 0: u trễ pha so với i một gúc j.
3. Cộng hưởng điện
Nếu ZL = ZC thỡ tanj = 0
đ j = 0 : i cựng pha với u.
Lỳc đú Z = R đ Imax
I = U đ Lw = 1
R	Cw
đ Gọi đú là hiện tượng
cộng hưởng điện.
Điều kiện để cú cộng hưởng điện là:
Z = Z ị Lw = 1 
L	C	Cw
Hay
w2LC = 1
Hoạt động 4 ( phỳt):
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
Hoạt động 5 ( phỳt):
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
Hoạt động 6 ( phỳt): Giao nhiệm vụ về nhà.
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
- Nờu cõu hỏi và bài tập về nhà.
- Ghi cõu hỏi và bài tập về
- Yờu cầu: HS chuẩn bị bài sau.
nhà.
- Ghi những chuẩn bị cho bài
sau.
RÚT KINH NGHIỆM
..............................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................
.............................................................................