Mạch Điện Xoay Chiều Rlc Là Gì? Vật Lý Lớp 12 Tổng Hợp Lý Thuyết

Mạch chuyển phiên chiều chỉ có một trong những phần tử là điện trở R, cuộn cảm thuần L tuyệt tụ điện C vẫn được họ tìm đọc trong bài học kinh nghiệm trước. Trong nội dung bài viết này họ tiếp tục mày mò với những mạch năng lượng điện xoay chiều bao gồm các bộ phận khác một số loại mắc thông suốt nhau.

Bạn đang xem: Mạch điện xoay chiều rlc

Vậy lúc mạch xoay chiều gồm 3 thành phần R, L, C thông suốt thì bí quyết định lao lý Ôm được tính như thế nào? Pha lúc đầu giữa Hiệu điện chũm và Cường độ mẫu điện phụ thuộc vào vào cực hiếm của cuộn cảm và tụ năng lượng điện không? hiện tượng lạ cộng hưởng trọn điện xảy ra khi nào, bí quyết tính ra sao? chúng ta sẽ mày mò qua bài viết dưới đây.

I. Phương pháp giản thứ Fre-nen trong mạch xoay chiều

1. Định hình thức về năng lượng điện áp tức thời

- vào mạch năng lượng điện xoay chiều với nhiều đoạn mạch mắc thông liền thì năng lượng điện áp tức thời giữa hai đầu của mạch bằng tổng đại số những điện áp tức thời thân hai đầu của từng đoạn mạch ấy.

u = u1 + u2 + u3 + ...

2. Phương pháp giản đồ Fre-nen

- màn trình diễn riêng từng điện áp UR ; UL ; UC theo giản vật Fre-nen ta được bảng sau:

- Phép cùng đại số những đại lượng chuyển phiên chiều hình sin (cùng tần số) được thay thế bằng phép tổng hợp những vectơ tảo tương ứng.

II. Mạch chuyển phiên chiều có R, L, C mắc nối tiếp

1. Định nguyên tắc Ôm cho đoạn mạch bao gồm R, L, C mắc nối tiếp. Tổng trở

• Giả sử năng lượng điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch là:

• Hệ thức năng lượng điện áp ngay lập tức trong mạch là: u = uR + uL + uC

• Biểu diễn điện áp tức thời bởi vectơ quay, ta có hệ thức:

- vào đó: UR = R.I; UL = ZL.I; UC = ZC.I và

- Có

và

cùng phương (cùng vuông góc với

) với ngược chiều nhau nên:

Đặt:

Ta có:

- mang sử: UC > UL hay ZC > ZL ta bao gồm giản trang bị Fre-nen như hình sau:

Từ giản đồ dùng trên, ta có:

Nghĩa là:

với gọi là tổng trở của mạch.

- Tổng trở của mạch R, L, C mắc nối tiếp:

• Định mức sử dụng Ôm (OHM) mang đến đoạn mạch chỉ gồm R, L, C mắc nối tiếp: Cường độ hiệu dụng trong một mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc tiếp liền có giá chỉ trị bởi thương số của điện áp hiệu dụng của mạch cùng tổng trở của mạch:

2. Độ lệch pha giữa năng lượng điện áp và dòng điện (pha ban đầu của hiệu điện nạm và cường độ mẫu điện).

•

• giả dụ ZL > ZC ⇒ φ > 0: u nhanh chóng pha hơn i (mạch có tính cảm kháng)

• nếu như ZL C ⇒ φ 3. Cộng hưởng điện

• Điều kiện xẩy ra cộng hưởng điện:

hay

⇒ tanφ = 0 ⇒ φ = 0 : u thuộc pha với i

• Phát biểu về hiện tượng lạ cộng tận hưởng điện: hiện tượng kỳ lạ cộng hưởng trọn trong mạch điện xoay chiều R, L, C mắc thông suốt là hiện tượng cường độ loại điện trong mạch R, L, C đạt đến giá trị cực to khi ZL = ZC.

• Hệ quả:

III. Bài bác tập vận dụng mạch chuyển phiên chiều R, L, C mắc nối tiếp

* Như vậy, nhằm giải bài bác tập mạch R, L, C mắc tiếp nối các em phải nhớ những hệ thức sau:

• Tổng trở của mạch R, L, C nối tiếp:

• Định luật Ôm (Ohm) mang đến đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp:

• Công thức tính độ lệch pha φ giữa điện áp và cái điện:

◊ nếu ZL > ZC ⇒ φ > 0: u sớm pha rộng i (mạch có tính cảm kháng)

◊ ví như ZL C ⇒ φ L = ZC hay ω2LC = 1 lúc đó cường độ loại điện qua mạch mập nhất:

* Bài 1 trang 79 SGK đồ Lý 12: Phát biểu định luật Ôm đối với mạch điện xoay chiều bao gồm R, L, C mắc nối tiếp.

° lời giải bài 1 trang 79 SGK thiết bị Lý 12:

- Phát biểu định quy định Ôm của dòng điện xoay chiều của đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp: Cường độ hiệu dụng trong mạch R, L, C mắc tiếp nối có giá bán trị bởi thương số của năng lượng điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch cùng tổng trở của mạch.

- Biểu thức:

;

* bài bác 2 trang 79 SGK trang bị Lý 12: Dòng nào có cột A khớp ứng với mẫu nào sống cột B?

A	B
Mạch tất cả R	a) u sớm pha rộng so cùng với i
Mạch bao gồm R, C mắc nối tiếp	b) u sớm pha π/2 đối với i
Mạch có R, L mắc nối tiếp	c) u trễ pha rộng so với i
Mạch bao gồm R, L, C mắc tiếp nối (ZL>ZC)	d) u trễ pha π/2 so với i
Mạch có R, L, C mắc thông liền (ZLC)	e) u thuộc pha so với i
Mạch gồm R, L, C mắc tiếp nối (ZL=ZC)	i) cùng hưởng

° lời giải bài 2 trang 79 SGK đồ gia dụng Lý 12:

- Ta có những tương ứng sau: 1e; 2c; 3a; 4a; 5c; 6f.

* Bài 3 trang 79 SGK vật dụng Lý 12: Trong mạch điện xoay chiều nối tiếp, cộng hưởng là gì? Đặc trưng của cộng hưởng?

° lời giải bài 3 trang 79 SGK đồ vật Lý 12:

+ cùng hưởng năng lượng điện là hiện tượng lạ trong mạch R, L, C mắc tiếp liền có cường độ dòng điện vào mạch đạt giá trị cực to khi cảm chống và dung kháng có giá trị đều nhau (ZL = ZC)

+ Đặc điểm: Tổng trở mạch Z = R là nhỏ nhất và I = U/R là phệ nhất.

+ mẫu điện i thuộc pha với năng lượng điện áp u: U = UR và UL = UC

* Bài 4 trang 79 SGK đồ vật Lý 12: Mạch điện xoay chiều gồm tất cả R = 20ω mắc thông suốt với tụ điện C = 1/2000π F. Tra cứu biểu thức cường độ tức thời i, biết u = 60√2cos100πt (V).

° lời giải bài 4 trang 79 SGK trang bị Lý 12:

- Mạch R nối liền tụ năng lượng điện thì i sớm trộn so cùng với u một góc φ. Ta bao gồm

, với

⇒ φ = φu – φi ⇒ φi = φu – φ = 0 – (-π/4) = π/4

⇒ i = 3cos(100πt + π/4) (A)

* Bài 5 trang 79 SGK đồ Lý 12: Mạch điện chuyển phiên chiều gồm tất cả R = 30Ω tiếp liền với cuộn cảm: L = 0,3/π H. Mang đến điện áp tức thời thân hai đầu mạch u = 120√2cos100πt (V). Viết biểu thức của i.

° lời giải bài 5 trang 79 SGK trang bị Lý 12:

- Cảm kháng: ZL = L.ω = (0,3/π).100π = 30 (ω).

- Mạch R tiếp liền với cuộn cảm thì i trễ trộn so với u một góc φ.

- Ta có

⇒ i = I0cos(100πt + φi), với

⇒ φ = φu – φi → φi = φu – φ = 0 – π/4 = – π/4

⇒ i = 4cos(100πt – π/4) (A)

* Bài 6 trang 79 SGK vật dụng Lý 12: Mạch năng lượng điện xoay chiều tất cả điện trở R = 30Ω thông suốt với một tụ điện C. Cho thấy thêm điện áp hiệu dụng thân hai đầu mạch bởi 100V, giữa hai đầu tụ điện bằng 80V, tính ZC và độ mạnh hiệu dụng I.

° giải mã bài 6 trang 79 SGK đồ Lý 12:

- Mạch R tiếp nối với C nên UR→ và UC→ vuông góc cùng với nhau, ta có:

* Bài 7 trang 80 SGK trang bị Lý 12: Mạch điện xoay chiều bao gồm điện trở R = 40Ω ghép thông suốt với cuộn cảm L. Cho biết điện áp tức thời nhì đầu mạch u = 80cos100πt (V) và điện áp hiệu dụng nhị đầu cuộn cảm UL = 40V.

a) xác định ZL

b) Viết biểu thức của i.

° giải thuật bài 7 trang 80 SGK vật dụng Lý 12:

- Mạch R tiếp liền với L, ta có: u = 80cos100πt (V); R = 40Ω; UL = 40V;

a) bởi uL nhanh pha hơn cường độ mẫu điện i một góc π/2, và uR đồng pha với i nên

và

vuông góc với nhau, ta có:

b) Biểu thức của i, đoạn mạch R, L thì i trễ trộn so với u một góc φ

- Ta có: u = 80cos100πt (V) ⇒ i = I0cos(100πt + φi); với

⇒ φ = φu – φi → φi = φu – φ = 0 – π/4 = – π/4

⇒

* bài xích 8 trang 80 SGK đồ vật Lý 12: Mạch năng lượng điện xoay chiều có có: R = 30Ω, C = 1/5000π F, L = 0,2/π H. Biết hiệu áp tức thời hai đầu mạch u = 120√2cos100πt (V). Viết biểu thức của i.

° giải mã bài 8 trang 80 SGK thứ Lý 12:

- Ta có, R = 30Ω,

(F)

- Lại có:

(H) ⇒ ZL = Lω = đôi mươi (Ω).

⇒ Tổng trở:

* Biểu thức của i:

- Ta có:

⇒ i = I0cos(100πt + φi)

Với

⇒ φ = φu – φi → φi = φu – φ = 0 – (-π/4) = π/4 rad

⇒ i = 4cos(100πt + π/4) (A)

* Bài 9 trang 80 SGK thứ Lý 12: Mạch năng lượng điện xoay chiều gồm có R = 40Ω, C = 1/4000π F , L = 0,1/π H. Biết hiệu áp tức thời nhì đầu mạch u = 120√2cos100πt (V).

a) Viết biểu thức của i.

b) Tính UAM (hình dưới)

° giải mã bài 9 trang 80 SGK đồ dùng Lý 12:

- Ta có: R = 40Ω,

- Lại có:

⇒ ZL = Lω = 10(Ω).

Xem thêm: (Tiếng Việt) Khí Thiên Nhiên Là Gì ?Ứng Dụng Của Khí Tự Nhiên Trong Đời Sống

⇒ Tổng trở:

a) Biểu thức của i:

- Ta có: u = 120√2cos100πt (V) → i = I0cos(100πt + φi)

Với

⇒ φ = φu – φi → φi = φu – φ = 0 – (- 0,6435) = 0,6435 rad

⇒

b) Điện áp hiệu dụng ở nhì đầu AM:

* Bài 10 trang 80 SGK đồ gia dụng Lý 12: Cho mạch năng lượng điện xoay chiều R = 20Ω, L = 0,2/π H và C = 1/2000π F. Biết điện áp tức thời hai đầu mạch u = 80cosωt (V), tính ω để trong mạch bao gồm cộng hưởng. Lúc ấy viết biểu i.

° lời giải bài 10 trang 80 SGK trang bị Lý 12:

♦ Để mạch có cộng hưởng thì: ZL = ZC ⇔ ω2LC = 1

⇒