Mạch năng lượng điện xoay chiều R L C mắc nối tiếp cũng có một số dạng bài bác tập mà những em yêu cầu nắm vững cách thức giải vì đây là nội dung thường xuyên có trong đề thi giỏi nghiệp THPT.

Bạn đang xem: Cho mạch điện xoay chiều rlc mắc nối tiếp


Vậy mạch năng lượng điện xoay chiều R, L, C mắc nối liền có gần như dạng bài xích tập nào, phương thức giải ra sao? chúng ta cùng khám phá qua nội dung bài viết dưới đây, kế tiếp vận dụng giải các bài tập cùng ví dụ một cách cụ thể nhé.


I. Nắm tắt triết lý mạch luân phiên chiều R, L, C mắc nối tiếp

1. điều tra khảo sát mạch R, L, C mắc nối tiếp (cuộn dây thuần cảm).

 

*

- giả giử cái điện trong mạch gồm biểu thức: i=I0cosωt

- Ta có:

 

*

 

*

 

*

⇒ u = uR + uL + uC.

Điện áp: 

*
*

 Tổng trở:

*

 Định mức sử dụng Ôm (Ohm): 

*

• Độ lệch sóng giữa u và i:  ta có: 

*

 ° nếu ZL > ZC : Mạch có tính cảm kháng (khi đó u nhanh chóng pha hơn i).

 ° nếu như ZL C : Mạch bao gồm tính dung kháng (khi kia u trễ pha rộng i).

* lưu ý: Để viết biểu thức năng lượng điện áp yếu tố (R, L, C) ta cần so sánh độ lệch của chính nó với pha của cái điện.

2. điều tra khảo sát mạch R, Lr, C mắc thông suốt (cuộn dây KHÔNG thuần cảm).

 

*

- Đặt RRr = R + r là tổng trở thuần của mạch, lúc ấy ta có:

 Điện áp:

*

 Tổng trở:

*
*

• Định phương tiện Ôm (Ohm):

*

 Độ lệch pha giữa u cùng i:  ta có:

*

3. Hiện tượng lạ cộng hưởng trọn điện

 Điều kiện cộng hưởng điện: 

*

 Khi đó: 

*
 hiệu điện cố gắng u cùng pha với dòng điện i

 Cường độ mẫu điện i là cực đại khi hiện tượng cộng tận hưởng xảy ra: 

*
 hoặc 
*
 (nếu cuộn cảm ko thuần)

II. Những dạng bài xích tập mạch điện xoay chiều R, L, C mắc thông liền và giải pháp giải

° Dạng 1: Viết biểu thức hiệu điện vắt u với cường độ mẫu điện i

* Phương pháp:

- xác định các quý giá I0, U0, ω

- xác minh pha ban đầu φu, φi

- Viết phương trình u, i

♦ lấy ví dụ 1: Mạch điện xoay chiều tất cả một năng lượng điện trở thuần gồm R = 25Ω, một cuộn dây thuần cảm gồm L=(0,75/π)H và một tụ điện tất cả điện dung C=(2.10-4/π)F, được mắc nối tiếp. Biết rằng dòng diện qua mạch tất cả dạng i=5cos100πt (A). Viết biểu thức năng lượng điện áp tức thời giữa hai đầu mạch.

° hướng dẫn:

- Ta có: R = 25Ω;

 ZL = ωL = 100π.(0,75/π)Ω = 75Ω.

 

*

*
*

*

- Ta có: 

*
*

*

♦ lấy một ví dụ 2: Mạch điện xoay chiều bao gồm một năng lượng điện trở thuần bao gồm R = 40Ω, một cuộn dây thuần cảm tất cả L=(1/π)H và một tụ điện gồm điện dung C=(10-4/0,6π)F, được mắc nối tiếp. Biết rằng điện áp qua mạch là 

*
 (V). Viết biểu thức mẫu điện tức thời thân hai đầu mạch.

° phía dẫn:

- Ta có: R = 40Ω;

 ZL = ωL = 100π.(1/π)Ω = 100Ω.

*

*
*

*

- Ta có: 

*
*

(ZL > ZC: hiệu điện núm u cấp tốc pha hơn cường độ loại diện i, tốt cường độ chiếc diện trễ pha (chậm pha) hơn hiệu điện thế)

*

° Dạng 2: Tính toán các đại lượng của mạch chuyển phiên chiều U, I, P, φ, R, L, C

* Phương pháp:

♦ Dựa vào các công thức như:

 ◊ những đại lượng hiệu dụng: 

*
 
*
 
*

 - ví như mạch chỉ bao gồm R thì điện năng biến thành nhiệt năng, khi đó: 

*

 ◊ thông số công suất: 

*

 ◊ lúc mạch tất cả cộng hưởng trọn thì: 

*
 
*
 
*
 và 
*

 ◊ công thức điện áp: 

*
 nên 
*

 ◊ Dùng công thức tanφ nhằm xác định kết cấu đoạn mạch 2 phần tử

 - Nếu 

*
 mạch xoay chiều bao gồm L cùng C.

 - Nếu 

*
 mạch tất cả R với L.

 - nếu

*
 (A). Lúc ấy điện áp hiệu dụng thân hai đầu điện trở, cuộn dây và tụ điện có mức giá trị tương ứng là UR = đôi mươi (V); UL = 40 (V); UC = 25 (V). Tính R, L, C, tổng trở Z của đoạn mạch cùng điện áp hiệu dụng thân hai đầu đoạn mạch.

° hướng dẫn:

- Ta có, cường độ cái điện hiệu dụng:

*

*

 

*
 
*

*
*

- Tổng trở: 

*
*

⇒ U = I.Z = 0,2.125 = 25(V).

♦ lấy ví dụ 2: Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện R, L, C nối liền một hiệu điện cụ xoay chiều có giá trị hiệu dụng không thay đổi (cuộn dây thuần cảm ) thì hiệu điện nuốm hiệu dụng bên trên các bộ phận R, L, C đều bằng nhau và bằng 20V. Khi tụ bị nối tắt thì hiệu điện gắng hiệu dụng nhì đầu năng lượng điện trở vẫn là bao nhiêu?

° phía dẫn:

- lúc đầu mạch có RLC thông suốt nên ta có:

 

*

- Theo bài ra thì: UR = UL = UC = U = 20(V) ⇒ R = ZL

- lúc nối tắt (đoản mạch) tụ thì đoạn mạch chỉ tất cả R tiếp nối L thuần cảm, ta có:

 

*

- Vì R = ZL buộc phải U"R = U; mà

 

*

 

*

♦ lấy ví dụ như 3: Đặt vào nhị đầu một tụ năng lượng điện điện áp xoay chiều có biểu thức u = U0cosωt. Điện áp cùng cường độ chiếc điện qua tụ điện tại thời khắc t1, t2 tương ứng thứu tự là: u1= 60 (V);

*
 (A);
*
 (V) và
*
 (A) . Biên độ của năng lượng điện áp thân hai phiên bản tụ và cường độ loại điện qua bản tụ là bao nhiêu?

° hướng dẫn:

- Ta có: u = U0cosωt ⇒ 

*
 (*)

 

*

 

*
 (**)

- cùng vế với vế của (*) cùng với (**) ta có: 

*
 (***)

⇒ cầm cố giá trị vào (***) ta được: 

*

 

*
 
*
*

♦ lấy một ví dụ 4: Đặt điện áp

*
 (V) vào hai đầu đoạn mạch có cuộn cảm thuần mắc tiếp liền với một thay đổi trở R. Ứng cùng với hai giá trị R1 = 20(Ω) và R2 = 80(Ω) của biến trở thì công suất tiêu thụ trong đoạn mạch đều bằng 400 (W). Tính cực hiếm của U.

° hướng dẫn:

- Ứng với giá trị R1 ta có:

*
(*); với 
*

- Ứng với giá trị R2 ta có:

*
(**); cùng với
*

- từ bỏ (*) và (**) ta có: 

*
 
*

 

*
*

- Theo bài xích ra,

*
 nên:

 

*

- Kết luận: Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch là 200(V).

 

° Dạng 3: Tìm cực trị (cực đại, cực tiểu) của một đại lượng vào mạch luân chuyển chiều

* Phương pháp:

Tổng quát: xác minh đại lượng (thường là điện áp) Y rất trị khi X núm đổi

 - cấu hình thiết lập Y theo X

 - Dùng những phép biến hóa (tam thức bậc 2, bất đẳng thức, đạo hàm,...) nhằm tìm cực trị.

 ◊ Điện áp lớn số 1 của tụ điện: 

*
 khi: 
*

 ◊ Điện áp lớn nhất của cuộn cảm:

*
 khi: 
*

 ◊ Công suất lớn nhất của mạch R, L, C có R ráng đổi: 

*
 khi: 
*

 ◊ Công suất lớn số 1 của mạch r, R, L, C tất cả R nắm đổi: 

*
 khi:
*

 ◊ Công suất lớn nhất của điện trở R mạch r, R, L, C có R núm đổi:

*
 khi: 
*

 ◊ Mạch luân phiên chiều bao gồm R,L,C có ω cụ đổi, tìm ω để: 

- Hiệu điện cố gắng hai đầu R cực đại: 

*

- Hiệu điện ráng hai đầu C cực đại:

*

- Hiệu điện cầm hai đầu L cực đại: 

*

♦ Ví dụ: Một tụ năng lượng điện C có điện dung biến đổi được, nối liền với điện trở  (Ω) cùng cuộn dây thuần cảm L = (0,2/π)H vào mạch điện xoay chiều bao gồm tần số của cái điện là 50Hz. Để cho điện áp hiệu dụng của đoạn mạch R thông liền C là URC đạt cực lớn thì điện dung C phải có giá trị dung kháng là bào nhiêu?

° hướng dẫn:

- Ta có:  (Ω) ; 

*

- Lại có: 

*

*

- Đặt

*
 và 
*
 ta thấy, 
*

- Tính đạo hàm y" theo x của ta được: 

*

*
 suy ra:

 

*

° Dạng 4: mối quan hệ về pha (φ) giữa 2 đại lượng

* Phương pháp:

♦ Dựa vào công thức tương quan đã tất cả ở trên.

Xem thêm: Kho Bài Giảng E Learning Lớp 4, Bài Giảng E

♦ Hai điện áp trên cùng đoạn mạch thuộc pha:

*

♦ Hai năng lượng điện áp trên thuộc đoạn mạch có pha vuông góc:

 

*

♦ Hai năng lượng điện áp trên thuộc đoạn mạch gồm pha lệch nhau góc α :

*

♦ Ví dụ: Đặt điện áp

*
 (V) vào hai đầu đoạn mạch R, L, C mắc thông suốt thì chiếc điện qua mạch là 
*
(A). Tính hiệu suất tiêu thụ và điện trở thuần của đoạn mạch.

° hướng dẫn:

- Theo bài bác ra thì hiệu điện nạm vào cường độ cái điện lệch pha nhau 1 góc φ với: