Bài 14 Mạch có R, L, C mắc nối tiếp
1. Phương pháp giản đồ Fre-nen
1.1 Định luật về điện áp tức thời
- Trong mạch điện xoay chiều gồm nhiều đoạn 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 đoạn mạch ấy.
1.2 Phương pháp giản đồ Fre-nen
- Theo quy tắc nêu trên, khi giải các mạch điện xoay chiều, ta phải cộng đại số các điện áp tức thời. Chúng đều là những đại lượng xoay chiều hình sin có cùng tần số. Theo phương pháp giản đồ Fre-nen đã được trình bày ở bài 5, ta có thể biểu diễn các đại lượng u, i đối với từng đoạn mạch ở bài 13 như bảng trên.
- Phép cộng đại số các đại lượng xoay chiều hình sin được thay thế bằng phép tổng hợp vectơ quay tương ứng.
2. Mạch có R, L, C mắc nối tiếp
2.1 Định luật Ôm cho đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Tổng trở
Điện áp tức thời trong đoạn mạch
\(u= u_{R}+u_{L}+u_{C}\)
Giản đồ Fre-nen trong trường hợp \(U_{C}>U_{L}\)
Giản đồ Fre-nen trong trường hợp \(U_{L}>U_{C}\)
Sau khi cộng vec tơ bằng giản đồ Fre-nen ta có:
\(I=\frac{U}{\sqrt{R^2+(Z_{L}-Z_{C})^2}}=\frac{U}{Z}\)
\(Z=\sqrt{R^2+(Z_{L}-Z_{C})^2}\) gọi là tổng trở của mạch
Cường độ hiệu dụng trong một mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp có giá trị bằng thương số của điện áp hiệu dụng của mạch và tổng trở của mạch
\(I=\frac{U}{Z}\)
2.2 Độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện
\(tan \varphi=\frac{U_{L}-U_{C}}{U_{R}}=\frac{Z_{L}-Z_{C}}{{R}}\) trong đó \(\varphi\) là độ lệch pha của u đối với i
Nếu \(Z_{L}>Z_{C} \) thì \(\varphi\)>0: Điện áp u sớm pha so với dòng điện i một góc \(\varphi\)
Nếu \(Z_{L}< Z_{C} \) thì \(\varphi\)<0: Điện áp u trễ pha so với dòng điện i một góc \(\varphi\)
2.3 Cộng hưởng điện
Nếu \(Z_{L}= Z_{C} \) thì \(tan \varphi\)=0, suy ra \(\varphi\)=0. Dòng điện cùng pha với điện áp, lúc đó tổng trở của mạch Z=R
Điều kiện cộng hưởng điện là
\(\omega^2LC=1\)
