Vật Lý 12 Bài 14: Mạch Có R, L, C Mắc Nối Tiếp - HOC247

YOMEDIA NONE Trang chủ Vật Lý 12 Chương 3: Dòng Điện Xoay Chiều Vật lý 12 Bài 14: Mạch có R, L, C mắc nối tiếp ADMICRO Lý thuyết10 Trắc nghiệm31 BT SGK 950 FAQ

Ở bài học trước, chúng ta đã cùng nhau nghiên cứu các mạch điện xoay chiều sơ cấp chỉ gồm 1 loại phần tử (điện trở, tụ điện, hay cuộn cảm), trong bài học này, chúng ta sẽ nghiên cứu dạng bài quan trọng tiếp theo là Mạch điện xoay chiều gồm các phần tử khác loại mắc nối tiếp nhau.

ATNETWORK YOMEDIA

1. Video bài giảng

2. Tóm tắt lý thuyết

2.1. Phương pháp giản đồ Fre-nen

2.2. Mạch có R, L, C mắc nối tiếp

3. Bài tập minh hoạ

4. Luyện tập bài 14 Vật lý 12

4.1. Trắc nghiệm

4.2. Bài tập SGK & Nâng cao

5. Hỏi đáp Bài 14 Chương 3 Vật lý 12

Tóm tắt lý thuyết

2.1. Phương pháp giản đồ Fre-nen

a. Định luật về điện áp tức thời

Trong mạch điện xoay chiều gồm nhiều đọan mạch mắc nối tiếp thì điện áp tức thời giữa hai đầu của mạch bằng tổng đại số các điện áp tức thời giữa hai đầu của từng đọan mạch ấy

\(u=u_1+u_2+u_3+...\)

b. Phương pháp giản đồ Fre-nen

- Biểu diễn riêng từng điện áp \(U_R;U_L;U_C\) ​​\(u_R=U_{0R}cos(\omega t+\varphi_i )\) ⇒ \(U_{R}\) và i cùng pha .

\(u_L=U_{0L}cos(\omega t+\varphi_i +\frac{\pi }{2})\)=> \(U_{L}\) sớm pha \(\frac{\pi }{2}\) so với i .

\(u_C=U_{0C}cos(\omega t+\varphi_i -\frac{\pi }{2})\)=> \(U_{C}\) chậm (trễ) pha \(\frac{\pi }{2}\) so với i .

- Trong đó:

+ \(U_R\) = I.R: điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở R (V)

+ \(U_L\) = I.\(Z_L\): điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm L (V)

+ \(U_C\) = I.\(Z_C\): điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện C (V)

+ U = I.Z: điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp (V)

2.2. Mạch có R, L, C mắc nối tiếp

Sơ đồ mạch điện R,L,C mắc nối tiếp:

a. Định luật Ohm cho đọan mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Tổng trở.

- Giả sử cho dòng điện trong đọan mạch có biểu thức

\(i=I_0.cos\omega t\)

- Điện áp tức thời đọan mạch AB:

\(u_{AB}=U_0.cos(\omega t+\varphi )\)

\(u_{AB}=U_R+U_L+U_C\)

Giản đồ Fre- nen :

Trường hợp 1: \(U_L> U_C(Z_L> Z_C)\)

Phương pháp giản đồ Fre-nen

\(\underset{u_{AB}}{\rightarrow}=\underset{U_R}{\rightarrow}+\underset{U_L}{\rightarrow}+\underset{U_C}{\rightarrow}\)

Theo giản đồ:

\(u_{AB}^{2}=U_R^{2}+(U_L-U_C)^{2}\)

Tổng trở của đọan mạch :

\(Z_{AB}=\sqrt{R^{2}+(Z_L-Z_C)^{2}}\)

Trường hợp 2: \(U_L< U_C(Z_L< Z_C)\) ( Cho kết quả tương tự trường hợp một)

Định luật Ohm cho đọan mạch có R, L, C mắc nối tiếp: Cường độ hiệu dụng trong một mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp có giá trị bằng thương số giữa điện áp hiệu dụng của mạch và tổng trở của mạch.

\(I=\frac{U_{AB}}{Z_{AB}}\)

b. Độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện

\(tan\varphi =\frac{U_{LC}}{U_{R}}=\frac{U_L-U_C}{U_R}=\frac{Z_L-Z_C}{R}\)

\(Z_L> Z_C\rightarrow \varphi > 0: u_{AB}\) sớm pha hơn i ( tính cảm kháng)

\(Z_L< Z_C\rightarrow \varphi < 0: u_{AB}\) trễ pha hơn i ( tính dung kháng)

c. Cộng hưởng điện

- Điều kiện: \(Z_L= Z_C\rightarrow L.\omega =\frac{1}{C.\omega }\)

→ \(\varphi < 0: u_{AB}\) cùng pha với i

- Phát biểu: Hiện tượng cộng hưởng trong mạch điện xoay chiều R,L,C mắc nối tiếp là hiện tượng cường độ dòng điện trong mạch R,L,C đạt đến giá trị cực đại khi \(Z_L= Z_C\)

- Hệ quả:

\(I_{max}=\frac{U_{AB}}{Z_{AB_{min}}}=\frac{U_{AB}}{R}\)

Bài tập minh họa

Bài 1:

Mạch điện xoay chiều gồm một điện trở thuần R = 50\(\Omega\), một cuộn thuần cảm có hệ số tự cảm \(L=\frac{1}{\pi }(H)\) và một tụ điện có điện dung \(C=\frac{2.10^{-4}}{\pi }(F)\) mắc nối tiếp. Biết rằng dòng điện qua mạch có dạng \(i=5cos(100\pi t)(A)\).Viết biểu thức điện áp tức thời giữa hai đầu mạch điện.

Hướng dẫn giải:

Cảm kháng: \(Z_L=\omega L=100\pi.\frac{1}{\pi }=100\Omega\)

Dung kháng: \(Z_C=\frac{1}{\omega C}=\frac{1}{100\pi.\frac{2.10^{-4}}{\pi }}=50\Omega\)

Tổng trở: \(Z=\sqrt{R^{2}+(Z_L-Z_C)^{2}}=\sqrt{50^{2}+(100-50)^{2}}=50\sqrt{2}\Omega\)

Độ lệch pha giữa u hai đầu mạch và i: \(tan\varphi =\frac{Z_L-Z_C}{R}=\frac{100-50}{50}=1\Rightarrow \varphi =\frac{\pi }{4} (rad)\)

Biểu thức điện áp tức thời giữa hai đầu mạch điện: \(u=250\sqrt{2}cos(100\pi t+\frac{\pi }{4})(V)\)

Bài 2:

Một mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh có R = 100\(\Omega\); \(C=\frac{1.10^{-4}}{\pi }(F)\);\(L=\frac{2}{\pi }(H)\) . Cường độ dòng điện qua mạch có dạng: \(i=2cos(100\pi t)(A)\). Viết biểu thức tức thời điện áp của hai đầu mạch .

Hướng dẫn giải:

Cảm kháng: \(Z_L=\omega L=100\pi.\frac{2}{\pi }=200\Omega\)

Dung kháng: \(Z_C=\frac{1}{\omega C}=\frac{1}{100\pi.\frac{1.10^{-4}}{\pi }}=100\Omega\)

Tổng trở: \(Z=\sqrt{R^{2}+(Z_L-Z_C)^{2}}=\sqrt{100^{2}+(200-100)^{2}}=100\sqrt{2}\Omega\)

Hiệu điện thế cực đại: \(U_0=I_0.Z= 2.100\sqrt{2}=200\sqrt{2}(V)\)

Độ lệch pha : \(tan\varphi =\frac{Z_L-Z_C}{R}=\frac{200-100}{100}=1\Rightarrow \varphi =\frac{\pi }{4} (rad)\)

Pha ban đầu của HĐT: \(\varphi _u=\varphi _i+\varphi =0+\frac{\pi }{4}=\frac{\pi }{4}\)

⇒ Biểu thức tức thời điện áp của hai đầu mạch: \(u=U_{0}cos(\omega t+\varphi_u )=200\sqrt{2}cos(100\pi t+\frac{\pi }{4})(V)\)

4. Luyện tập Bài 14 Vật lý 12

Mạch có R, L, C mắc nối tiếp là 1 trong những phần kiến thức quan trọng của chương trình vật lý 12, thường xuyên góp mặt trong các đề thi tuyển sinh ĐH và THPT Quốc gia, vì vậy, sau khi học xong bài này, các em cần phải nắm được:

- Những tính chất chung của mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp .

- Viết được công thức định luật Ôm cho đoạn mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp.

- Nêu được đặc điểm của đoạn mạch có R, L, C nối tiếp khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện .

- Vận dụng các kiến thức đã học để giải bài tập trong SGK và các bài tập tương tự.

4.1. Trắc nghiệm

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 12 Bài 14 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.

• Câu 1:

  Sơ đồ mạch điện có dạng như hình vẽ, điện trở R = 40W, cuộn thuần cảm \(L=\frac{3}{10\pi }(H)\) , tụ điện \(C=\frac{10^{-3}}{7\pi }(F)\) . Điện áp \(u_{AF}=120cos(100\pi t)\) (V).

  

  Biểu thức của cường độ dòng điện qua mạch nào sau đây đúng:

  • A. \(i=2,4cos(100\pi t-\frac{37\pi }{180})(A)\)
  • B. \(i=2,4cos(100\pi t-\frac{3\pi }{180})(A)\)
  • C. \(i=2cos(100\pi t-\frac{37\pi }{180})(A)\)
  • D. \(i=2,4cos(200\pi t-\frac{37\pi }{180})(A)\)

• Câu 2:

  Trong một đoạn mạch điện xoay chiều R, L, C mắc nối tiếp, phát biểu nào sau đây đúng ?

  • A. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch không nhỏ hơn điện áp hiệu dụng trên điện trở thuần R.
  • B. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch có thể nhỏ hơn điện áp hiệu dụng trên bất kỳ phần tử nào.
  • C. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch luôn lớn hơn điện áp hiệu dụng trên mỗi phần tử.
  • D. Cường độ dòng điện chạy trong mạch luôn lệch pha với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch.

• Câu 3:

  Một mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh có R = 100\(\Omega\); \(C=\frac{1.10^{-4}}{\pi }(F)\);\(L=\frac{2}{\pi }(H)\) . cường độ dòng điện qua mạch có dạng: \(i=2cos(100\pi t)(A)\). Tìm biểu thức đúng của điện áp hai đầu mạch .

  • A. \(u=100\sqrt{2}cos(100\pi t+\frac{\pi }{4})(V)\)
  • B. \(u=200\sqrt{2}cos(100\pi t+\frac{\pi }{4})(V)\)
  • C. \(u=200\sqrt{2}cos(200\pi t+\frac{\pi }{4})(V)\)
  • D. \(u=200\sqrt{2}cos(100\pi t+\frac{\pi }{2})(V)\)

Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!

4.2. Bài tập SGK và Nâng cao

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 12 Bài 14 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Bài tập 1 trang 79 SGK Vật lý 12

Bài tập 2 trang 79 SGK Vật lý 12

Bài tập 3 trang 79 SGK Vật lý 12

Bài tập 4 trang 79 SGK Vật lý 12

Bài tập 5 trang 79 SGK Vật lý 12

Bài tập 6 trang 79 SGK Vật lý 12

Bài tập 7 trang 80 SGK Vật lý 12

Bài tập 8 trang 80 SGK Vật lý 12

Bài tập 9 trang 80 SGK Vật lý 12

Bài tập 10 trang 80 SGK Vật lý 12

Bài tập 11 trang 80 SGK Vật lý 12

Bài tập 12 trang 80 SGK Vật lý 12

Bài tập 14.1 trang 38 SBT Vật lý 12

Bài tập 14.2 trang 38 SBT Vật lý 12

Bài tập 14.3 trang 38 SBT Vật lý 12

Bài tập 14.4 trang 39 SBT Vật lý 12

Bài tập 14.5 trang 39 SBT Vật lý 12

Bài tập 14.6 trang 39 SBT Vật lý 12

Bài tập 14.7 trang 39 SBT Vật lý 12

Bài tập 14.8 trang 40 SBT Vật lý 12

Bài tập 14.9 trang 40 SBT Vật lý 12

Bài tập 14.10 trang 40 SBT Vật lý 12

Bài tập 14.11 trang 41 SBT Vật lý 12

Bài tập 14.12 trang 41 SBT Vật lý 12

Bài tập 14.13 trang 41 SBT Vật lý 12

Bài tập 14.14 trang 41 SBT Vật lý 12

Bài tập 14.15 trang 41 SBT Vật lý 12

Bài tập 1 trang 157 SGK Vật lý 12 nâng cao

Bài tập 2 trang 157 SGK Vật lý 12 nâng cao

Bài tập 3 trang 157 SGK Vật lý 12 nâng cao

Bài tập 4 trang 157 SGK Vật lý 12 nâng cao

5. Hỏi đáp Bài 14 Chương 3 Vật lý 12

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!

-- Mod Vật Lý 12 HỌC247

NONE

Bài học cùng chương

Vật lý 12 Bài 12: Đại cương về dòng điện xoay chiều Vật lý 12 Bài 13: Các mạch điện xoay chiều Vật lý 12 Bài 15: Công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều và Hệ số công suất Vật lý 12 Bài 16: Truyền tải điện năng và máy biến áp Vật lý 12 Bài 17: Máy phát điện xoay chiều Vật lý 12 Bài 18: Động cơ không đồng bộ ba pha ADSENSE ADMICRO Bộ đề thi nổi bật UREKA AANETWORK

XEM NHANH CHƯƠNG TRÌNH LỚP 12

Toán 12

Lý thuyết Toán 12

Giải bài tập SGK Toán 12

Giải BT sách nâng cao Toán 12

Trắc nghiệm Toán 12

Hình học 12 Chương 3

Ngữ văn 12

Lý thuyết Ngữ Văn 12

Soạn văn 12

Soạn văn 12 (ngắn gọn)

Văn mẫu 12

Soạn Ai đã đặt tên cho dòng sông

Tiếng Anh 12

Giải bài Tiếng Anh 12

Giải bài Tiếng Anh 12 (Mới)

Trắc nghiệm Tiếng Anh 12

Unit 9 Lớp 12 Deserts

Tiếng Anh 12 mới Unit 4

Vật lý 12

Lý thuyết Vật Lý 12

Giải bài tập SGK Vật Lý 12

Giải BT sách nâng cao Vật Lý 12

Trắc nghiệm Vật Lý 12

Ôn tập Vật lý 12 Chương 3

Hoá học 12

Lý thuyết Hóa 12

Giải bài tập SGK Hóa 12

Giải BT sách nâng cao Hóa 12

Trắc nghiệm Hóa 12

Ôn tập Hóa học 12 Chương 4

Sinh học 12

Lý thuyết Sinh 12

Giải bài tập SGK Sinh 12

Giải BT sách nâng cao Sinh 12

Trắc nghiệm Sinh 12

Ôn tập Sinh 12 Chương 1 - Tiến hóa

Lịch sử 12

Lý thuyết Lịch sử 12

Giải bài tập SGK Lịch sử 12

Trắc nghiệm Lịch sử 12

Lịch Sử 12 Chương 3 Lịch Sử VN

Địa lý 12

Lý thuyết Địa lý 12

Giải bài tập SGK Địa lý 12

Trắc nghiệm Địa lý 12

Địa Lý 12 VĐSD và BVTN

GDCD 12

Lý thuyết GDCD 12

Giải bài tập SGK GDCD 12

Trắc nghiệm GDCD 12

GDCD 12 Học kì 1

Công nghệ 12

Lý thuyết Công nghệ 12

Giải bài tập SGK Công nghệ 12

Trắc nghiệm Công nghệ 12

Công nghệ 12 Chương 3

Tin học 12

Lý thuyết Tin học 12

Giải bài tập SGK Tin học 12

Trắc nghiệm Tin học 12

Tin học 12 Chương 2

Cộng đồng

Hỏi đáp lớp 12

Tư liệu lớp 12

Xem nhiều nhất tuần

Video: Vợ nhặt của Kim Lân

Đề cương HK1 lớp 12

Video ôn thi THPT QG môn Toán

Video ôn thi THPT QG môn Sinh

Video ôn thi THPT QG môn Vật lý

Video ôn thi THPT QG môn Văn

Video ôn thi THPT QG môn Hóa

Video ôn thi THPT QG Tiếng Anh

Khái quát văn học Việt Nam từ đầu CMT8 1945 đến thế kỉ XX

Người lái đò sông Đà

Đất Nước- Nguyễn Khoa Điềm

Quá trình văn học và phong cách văn học

Đàn ghi ta của Lor-ca

Tây Tiến

Ai đã đặt tên cho dòng sông

YOMEDIA YOMEDIA ×

Thông báo

Bạn vui lòng đăng nhập trước khi sử dụng chức năng này.

Bỏ qua Đăng nhập ×

Thông báo

Bạn vui lòng đăng nhập trước khi sử dụng chức năng này.

Đồng ý ATNETWORK ON QC Bỏ qua >>