BÀI 13: CÁC MẠCH ĐIỆN
XOAY CHIỀU

QUAN SÁT CÁC HÌNH ẢNH SAU
1. Điện trở

2. Tụ điện

3. Cuộn dây

Như vậy các thiết bị tiêu thụ điện mặc dù có rất nhiều nhưng có
thể được phân thành ba loại:
Điện trở
Tụ điện
Cuộn cảm.
R

C

L

BÀI 13: CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

I.

Mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở
thuần.

II. Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện.
III. Mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm
thuần.

BÀI 13: CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

Độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện

- Nếu biểu thức dòng điện:
- Biểu thức điện áp sẽ là:

u
i



Mạch tiêu thụ

 là độ lệch pha giữa điện áp u và dòng điện i:
Nếu:

 > 0 thì u sớm pha  so với i
 < 0 thì u trễ pha  so với i
 = 0 thì u cùng pha với i

I. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ ĐIỆN TRỞ
B
A
1. Mạch điện
i


u

R
2. Quan hệ giữa điện áp và cường độ dòng điện:
- Điện áp hai đầu đoạn mạch:

- Cường độ dòng điện trong mạch:

- Kết luận về pha: u và i cùng pha

Hãy nhận xét về pha của điện áp và cường độ dòng
điện trong đoạn mạch chỉ có điện trở?

3. Định luật Ôm

* Nội dung:


u ~
i

I

R

R
UR= U

Cường độ dòng điện trong mạch chỉ có điện trở có
giá trị bằng thương số giữa điện áp hiệu dụng và điện
trở của mạch.
U là điện áp hiệu dụng (V)
I là cường độ hiệu dụng (A)
R là điện trở của mạch ()

U
* Biểu thức: I 
R

4. Giản đồ vectơ:

O

U

I

II. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN
1. Thí nghiệm

a. Bố trí thí nghiệm như hình vẽ
b. Kết quả thí nghiệm

A

C
Hãy
nhậnkhông
xét về
tácdòng
dụng
điệnđiđối
- Tụ điện
cho
điệncủa
mộttụchiều
qua
với dòng điện một chiều và dòng điện xoay K
chiều ?
A
-Tụ điện cho dòng điện xoay chiều đi qua
nhưng có tác dụng cản trở, gây ra dung kháng Zc

C
K

Đ1
C

Đ2

Đ1

ξ

~

D

(H.a)
C

Đ2

B

B
D
(H.b)

2. Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ
điện
- Điện áp giữa hai bản tụ
B
A
điện:
i
u
C
- Cường độ dòng điện trong mạch




i I 0 cos(t  ) với
2
C là điện dụng của tụ điện(F)
Hãy nhận xét về pha của điện áp và cường độ dòng
- Kết luận về pha: u trễ pha /2 so với i
điện trong đoạn mạch chỉ có tụ điện?

u

* Định luật Ôm:
- Nội dung:

~


C
i

C

Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch chỉ chứa
tụ điện có giá trị bằng thương số của điện áp hiệu
dụng giữa 2 đầu mạch và dung kháng của mạch.
U là điện áp hiệu dụng (V)
U
- Biểu thức: I 
I là cường độ hiệu dụng (A)
Zc
ZC gọi là dung kháng ()
Dung kháng: Z c  1  1
C 2 fC
I
O
* Giản đồ vectơ:
UC

3. Ý nghĩa của dung kháng

- Dung kháng đặc trưng cho tính cản trở dòng xoay chiều
của tụ điện.
- Dòng điện có tần số càng cao thì dung kháng càng nhỏ,
dòng điện ít bị cản trở.
- Dung kháng gây ra sự chậm pha /2 của điện áp (u) so
với cường độ dòng điện (i)

III. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ CUỘN CẢM THUẦN
1. Hiện tượng tự cảm trong mạch điện xoay chiều
A

a. Bố trí thí nghiệm như hình vẽ
b. Kết
quả
Hãy
nhận
xétthí
về nghiệm
tác dụng của cuộn cảm đối
với dòng điện một chiều và dòng điện xoay
chiều ?

- Cuộn cảm cho dòng điện một chiều đi
qua và không cản trở dòng một chiều

C

Đ1

B

Đ2
L, r=0

K
A
C
K

ξ

Đ1
Đ2

D

B
D

~

L , r=0

- Cuộn cảm cho dòng xoay chiều đi qua nhưng có tính cản trở gây ra
cảm kháng của mạch zL
- Khi cho DĐXC i qua cuộn cảm thì từ thông biến thiên nên
trong cuộn cảm xuất hiện suất điện động tự cảm

2. Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ chứa cuộn cảm
thuần



- Điện áp giữa hai đầu cuộn
cảm thuần:

u
i

L

- Cường độ dòng điện trong mạch:


i I 0 cos(t  )
2

U 0 I0 ZL ; ZL L

L là độ tự cảm (H)
* Kết luận về pha: u sớm pha /2 so với i
Hãy nhận xét về pha của điện áp và cường độ dòng
điện trong đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần?

u~

* Định luật Ôm
i

L

- Nội dung:
Cường độ hiệu dụng trong mạch điện xoay chiều chỉ có
cuộn cảm thuần bằng thương số của điện áp hiệu dụng
và cảm kháng của mạch.
- Biểu thức:

U
I 
ZL

Z L  L 2 fL
* Giản đồ vectơ:

U là điện áp hiệu dụng (V)
I là cường độ hiệu dụng (A)
ZL gọi là cảm kháng ()
L là độ tự cảm (H)(henri)
UL

o

I

III. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ CUỘN CẢM THUẦN

3. Ý nghĩa của cảm kháng

- Đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện xoay chiều của
cuộn cảm
- Dòng điện có tần số càng cao thì cảm kháng càng lớn, tức là
càng khó đi qua.
- Gây ra cho điện áp sớm pha /2 so với cường độ dòng điện

i

C
+

-

I

U
ZC

i



O


ZC

R



U
I
R

UR

O
I

MẠCH

I

L; r 0

XOAY CHIỀU

i

L; r 0


I


ZL
L;r 0

O

U
ZL


I

Đặc điểm của các mạch R, l, C

Mạch

Điện trở

Chỉ có điện trở
thuần R
R

R

Chỉ có cuộn cảm
thuần L

Chỉ có tụ điện C
C

L

Z L   L

Biểu thức
 
 
U L Z L .I
định luật U R RI
Ôm
 
  
Độ lệch
u,i cùng pha u sớm pha so
pha
2 

 0
với i
giữa u, i
2
i I 2cos t  i I 2cos t 
Biểu thức


uR U R 2cos t  uL U L 2cos  t  
u, i
2


ZC

1

C
 
 

U C  Z C .I

2

u trễ pha
   so với
i
2
i I 2cos t 


uC U C 2cos  t  
2


VẬN DỤNG
Câu 1. Đặt một điện ápu U 0 cos t vào 2 đầu cuộn cảm thuần
có độ tự cảm L thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm là
A.

U

i  0 cos(t  )
L
2


C. i  I 0 cos(t  )
2

B.

i I 0 cos t


D. i I 2 cos(100 t 
)
2

ĐÁP ÁN

Bài 2. Đặt vào 2 đầu cuộn dây thuần cảm một điện áp có

biểu thức u 220 2 cos 100t (V ) biết L  0, 2 H

a. Tính cảm kháng của mạch ?
b. Tính cường độ dòng điện hiệu dụng của mạch?
c. Viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch?
GIẢI

0, 2
20()
a. Tính dung kháng của mạch. Z c  L 100


b. Tính cđộ dòng điện hiệu dụng của

U
220
11( A)
mạch.I  
ZL
20

c. Viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch.



i I 2 cos(100 t  )( A) 11 2 cos(100 t  )( A)
2
2

VẬN DỤNG
Bài 2. Đặt vào 2 đầu tụ điện một điện áp có biểu thức
1
F
u 220 2 2cos 100t (V ) biết C 
1000

a. Tính dung kháng của mạch ?
b. Tính cường độ dòng điện hiệu dụng của mạch?
c. Viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch?

GIẢI BÀI 2
a. Tính dung kháng của

1
1

.... 10()
mạch. Z c 
C 100 C

b. Tính cđộ dòng điện hiệu dụng của mạch. I  U  220 20( A)
Zc

c. Viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch.

10



i I 2 cos(100 t  )( A) 22 2 cos(100 t  )( A)
2
2

VẬN DỤNG
Bài 3 Biểu thức cường độ dòng điện xoay chiều chạy qua

i

2
cos(100

t

)( A),
điện trở thuần R=150 là
3
a. Viết biểu thức điện áp trong mạch.
b.Tính công suất tiêu thụ của mạch.
GIẢI BÀI 3

a. Viết biểu thức điện áp trong mạch.

u U 0 cos(t  )(V ) mà U 0 I 0 R  2.150(V )
3

Vậy u 150 2 cos(100 t  )(V )
3
b.Tính công suất tiêu thụ của mạch. P=UI=150.1=150(W)

THANK YOU!