Bài 14: Mạch có R, L, C mắc nối tiếp

Bài 14. MẠCH CÓ R,L,C MẮC NỐI TIẾP

I. Mạch có R,L,C mắc nối tiếp :

   - Tổng trở: \[Z = \sqrt {{R^2} + {{({Z_L} - {Z_C})}^2}}  \Rightarrow U = \sqrt {U_R^2 + {{({U_L} - {U_C})}^2}}  \Rightarrow {U_0} = \sqrt {U_{0R}^2 + {{({U_{0L}} - {U_{0C}})}^2}} \]\[Z = \sqrt {{R^2} + {{({Z_L} - {Z_C})}^2}} \]

   - Định luật Ohm : \[{I_0} = \frac{{{U_0}}}{Z}\]

   - Độ lệch pha : \(\tan \varphi  = \frac{{{Z_L} - {Z_C}}}{R};\sin \varphi  = \frac{{{Z_L} - {Z_C}}}{Z};c{\rm{os}}\varphi  = \frac{R}{Z}\)\[\tan \phi  = \frac{{{Z_L} - {Z_C}}}{R}\]

         Z_L > Z_C : hiệu điện thế sớm pha hơn cường độ dòng điện

         Z_L < Z_C: hiệu điện thế trễ pha hơn cường độ dòng điện.

         Z_L = Z_C: hiệu điện thế và cường độ dòng điện cùng pha.

   -  Công suất toả nhiệt trên đoạn mạch RLC:

    * Công suất tức thời: P = UIcosj + UIcos(2wt + j_u+j_i)  

    * Công suất trung bình: P = UIcosj =  I²R.

-  Điện áp u = U₁ + U₀cos(wt + j) được coi gồm một điện áp không đổi U₁ và một điện áp xoay chiều u=U₀cos(wt + j) đồng thời đặt vào đoạn mạch.

-  Tần số dòng điện do máy phát điện xoay chiều một pha có P cặp cực, rôto quay với vận tốc n vòng/giây phát ra: f = pn Hz

Từ thông gửi qua khung dây của máy phát điện F = NBScos(wt +j) = F₀cos(wt + j)

Với F₀ = NBS là từ thông cực đại, N là số vòng dây, B là cảm ứng từ của từ trường, S là diện tích của vòng dây, w = 2pf

Suất điện động trong khung dây: e = wNSBcos(wt + j - \(\frac{\pi }{2}\)) = E₀cos(wt + j - \(\frac{\pi }{2}\))

Với E₀ = wNSB là suất điện động cực đại.

-  Công thức máy biến áp: \(\frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{{E_1}}}{{{E_2}}} = \frac{{{I_2}}}{{{I_1}}} = \frac{{{N_1}}}{{{N_2}}}\)

-  Công suất hao phí trong quá trình truyền tải điện năng: \[\Delta P = \frac{{{P^2}}}{{{U^2}c{\rm{o}}{{\rm{s}}^2}\varphi }}R\]

     Trong đó: P  là công suất truyền đi ở nơi cung cấp

                      U là điện áp ở nơi cung cấp

                     cosj là hệ số công suất của dây tải điện

                     \(R = \rho \frac{l}{S}\) là điện trở tổng cộng của dây tải điện (lưu ý: dẫn điện bằng 2 dây)

      Độ giảm điện áp trên đường dây tải điện: DU = IR

      Hiệu suất tải điện: \[H = \frac{{P - \Delta P}}{P}.100\% \]

II. Cộng hưởng điện :,

   Khi Z_L = Z_C Û LCw² = 1 thì

   + Dòng điện cùng pha với hiệu điện thế : j = 0, cosj = 1

   + U = U_R; U_L = U_C.

   + Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch cùng pha với hiệu điện thế hai đầu điện trở: \[{U^2} = U_R^2 + {\left( {{U_L} - {U_C}} \right)^2}\]

   + Cường độ dòng điện hiệu dụng có giá trị cực đại : \[{I_{\max }} = \frac{U}{R}\], \[{P_{Max}} = \frac{{{U^2}}}{R}\]