Ngoài việc tìm hiểu các mạch điện chỉ chứa một trong ba phần tử: điện trở, tụ điện hoặc cuộn dây cảm thuần, thì trong bài này ta sẽ nghiên cứu mạch điện chứa cả ba phần tử trên. Ta sẽ chỉ tìm hiểu mạch R, L, C nối tiếp.
Bạn đang xem: Mạch rlc mắc nối tiếp
I. Các mạch điện xoay chiều
1. Mạch chỉ có R
Đơn vị: Ω
Dòng điện một chiều hay xoay chiều qua điện trở thì đều tỏa nhiệt.
Định luật Ôm tính cường độ dòng điện:
Liên quan đến điện trở thường có bài toán ghép từ hai điện trở trở lên. Trong bài, ta sẽ chỉ xét cách ghép hai điện trở. Có hai cách ghép:
Ghép nối tiếp:Ghép song song:Nhận xét:
Vì điện áp tức thời u và cường độ dòng điện tức thời i cùng pha nên:Công suất tiêu thụ:Điện năng:Giản đồ véc tơ:
2. Mạch chỉ có cuộn dây thuần cảm
Kí hiệu: L
Đặc điểm:
Nếu có nguồn một chiều (nguồn không đổi) đi qua thì cuộn cảm dây thường như một dây dẫn lý tưởng, không cản trở dòng điện. Vậy nên nếu nối mạch chỉ có cuộn dây thuần cảm vào nguồn một chiều thì có khả năng gây ra hiện tượng đoạn mạch.Nếu có nguồn xoay chiều đi qua thì cuộn dây thuần cảm cản trở dòng điện xoay chiều.Ta gọi đại lượng cản trở dòng điện này là cảm kháng.Công thức:
Định luật ôm:
Tương tự như điện trở, các cuộn dây thuần cảm cũng có thể ghép lại với nhau
Ghép nối tiếp:Ghép song song:Đối với đoạn mạch chỉ có cuộn dây thuần cảm nên hiệu điện thế nhanh pha hơn cường độ dòng điện góc, nên ta có biểu thức sau:
Công suất tiêu thụ: Cuộn dây thuần cảm không gây ra tác dụng nhiệt khi có dòng điện đi qua nên công suất tiêu thụ bằng không. Kéo theo điện năng tiêu thụ cũng bằng không.
Giản đồ véc tơ của cảm kháng:
3. Mạch chỉ có tụ điện
Tụ điện chính là hệ gồm hai vật kim loại đặt cách điện với nhau, có tác dụng chứa năng lượng điện trên các bản tụ và giải phóng năng lượng
Kí hiệu: C
Đặc điểm:
Nếu nguồn điện một chiều đi qua thì không có dòng điện chạy qua mà chỉ có tác dụng tích điệnNếu nguồn điện xoay chiều chạy qua thì sẽ có dòng điện, tụ điện đóng vai trò như một vật cản trở dòng điện. Ta gọi đại lượng cản trở dòng điện này là dung kháng.Ta có biểu thức của dung kháng:
Định luật Ôm:
Cách ghép tụ:
Ghép nối tiếp:
Nhận xét: Cảm kháng chậm pha một góc π/2 so với cường độ dòng điện. Ta suy ra biểu thức của cường độ và điện áp tức thời như sau:
Công suất tiêu thụ của tụ điện bằng không.
Xem thêm: Bài Tập Thừa Kế Pháp Luật Đại Cương, Bài Tập Chia Thừa Kế Pháp Luật Đại Cương
Giản đồ véc tơ của dung kháng:
II. Mạch R, L, C nối tiếp và hiện tượng cộng hưởng điện1. Cấu tạo, đặc điểm
Cấu tạo của mạch R,L,C như hình vẽ dưới đây:
Đặc điểm:
Các biểu thức về hiện tượng cộng hưởng:
Để cường độ dòng điện lớn nhất thì tổng trở phải nhỏ nhất:
Mà tổng trở nhỏ nhất bằng giá trị điện trở nên ta có:
Vây:
Công suất tiêu thụ khi đó đạt giá trị lớn nhất và bằng:
Độ lệch pha giữa cường độ và điện áp (φ= φu – φi)
Nếu tan φ thỏa mãn điều kiện dưới đây thì mạch có tính cảm kháng:
Nếu tan φ thỏa mãn điều kiện dưới đây thì mạch có tính dung kháng:
2. Hiện tượng cộng hưởng điện
Hiện tượng cộng hưởng điện là hiện tượng thay đổi các thông số của mạch sao cho cường độ dòng điện đạt giá trị lớn nhất.
III. Bài tập tự luyện
Câu 1: Dòng điện có cường độ
A. 12kJ
B. 24kJ
C. 4243J
D. 8485J
Câu 2: Đặt điện áp
A. 150Ω
B. 250Ω
C. 50Ω
D. 100Ω
Câu 3: Đặt điện áp
A. 800 W
B. 200 W
C. 300 W
D. 400 W
Câu 5: Cho dòng điện có cường độ
A. 200 V
B. 250 V
C. 400 V
D. 220 V
Câu 6: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị cực đại là 100 V vào hai đầu một cuộn cảm thuần thì cường độ dòng điện trong cuộn cảm có biểu thức
A. Căn 3 (A)
B. – Căn 3 (A)
C. 1 A
D. -1 A
Câu 7: Đặt điện áp xoay chiều
A. 220 V
B. 110 V
C. 50 V
D. 100 V
Câu 8: Đặt điện áp
