Mời các em cùng nhau tìm hiểu nội dung của Bài 19: Thực hành Khảo sát đoạn mạch xoay chiều RLC
Nội dung bài học sẽ giúp các em biết cách sử dụng được đồng hồ đa năng hiện số để đo điện áp xoay chiều, cách xác định đúng sai số đo khi tiến hành thí nghiệm, đồng thời, vận dụng được phương pháp giản đồ Fre-nen để xác định L, r của ống dây, điện dung C của tụ điện, góc lệch giữa cường độ dòng điện và điện áp ở từng phần tử của đoạn mạch.
Qua đó, các em có thể rèn luyện kĩ năng thực hành, luyện tập thao tác khéo léo , trung thực , tự tin, say mê tìm hiểu khoa học.
Dùng đồng hồ đo điện đa năng để đo hiệu điện thế xoay chiều.
Vận dụng phương pháp Fresnen để xác định L, r, C, Z và \(Cos\varphi \) của mạch RLC mắc nối tiếp.
Thao tác an toàn trong lúc tiếp xúc với dòng điện có tần số lớn.
Một đồng hồ đo điện đa năng hiện số.
Một nguồn điện AC 6V – 12 V/50Hz.
Một điện trở \(R = 270\Omega (220\Omega )\)
Một tụ điện có \(C = 2--10\mu F\)
Một cuộn dây có 1000 – 2000 vòng.
Compa; thước 200 mm và thước đo góc.
Bảng mạch lắp sẵn.
Các dây nối.
Lắp mạch điện theo hình vẽ:
Dùng đồng hồ đo điện đa năng ở thang đo AC 20V để đo các hiệu điện thế : UMN; UNP; UPQ; UMP; UMQ .
Dùng thước và compa vẽ các vector MN; MP; PQ; MP; MQ lần lượt biểu diễn các hiệu điện thế UMN; UNP; UPQ; UMP; UMQ .
Trên hình bên :
P : giao điểm của hai cung tròn bán kính MP, NP.
Q: giao điểm của hai cung tròn bán kính MQ, PQ.
H: giao điểm của đoạn MN và PQ.
Đo các độ dài MN; MP; PQ; PH; MQ; NH chính xác đến 1mm thì ta tính được các giá trị L, C, r, Z và \(Cos\varphi \)
\(\begin{array}{l}
\frac{{{U_L}}}{{{U_R}}} = \frac{{I\omega L}}{{IR}} = \frac{{\omega L}}{R} = \frac{{PH}}{{MN}} \Rightarrow L = .................(.........)\\
\frac{{{U_R}}}{{{U_C}}} = \frac{{IR}}{{\frac{I}{{\omega C}}}} = \omega CR = \frac{{MN}}{{PQ}} \Rightarrow C = .................(.........)\\
\frac{{{U_r}}}{{{U_R}}} = \frac{{Ir}}{{IR}} = \frac{r}{R} = \frac{{NH}}{{MN}} \Rightarrow r = .................(.........)\\
Cos\varphi = \frac{{MH}}{{MQ}} = ......................\\
Z = \frac{{R + r}}{{\cos \varphi }} = .......................(...........)
\end{array}\)
Bảng 10.1
UMQ = U (V) | UMN (V) | UNP (V) | UMP (V) | UPQ (V) |
1. Vẽ giản đồ theo phương pháp từ SGK
MN = ……………………(mm) NH = ……………………(mm)
MP = ……………………(mm) MQ = ……………………(mm)
PH = ……………………(mm) PQ = ……………………(mm)
3. Tính ra các trị số của L, C, r, Z và \(Cos\varphi \)
UMQ = U (V) | UMN (V) | UNP (V) | UMP (V) | UPQ (V) |
12,3 | 3,22 | 4,22 | 7,32 | 11,5 |
Qua bài giảng Thực hành Khảo sát đoạn mạch xoay chiều RLC này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :
Củng cố kiến thức về dao động cơ học.
Hiểu phương án thí nghiệm xác định chu kì của con lắc đơn và con lắc lò xo thẳng đứng.
Tìm được gia tốc trong trường từ kết quả thí nghiệm với con lắc đơn
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 12 Bài 19 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Trong bài thực hành khảo sát đoạn mạch điện xoay chiều có RLC mắc nối tiếp, để đo điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây, người ta dùng
Điện áp hai đầu bóng đèn có biểu thức u = 100\(\sqrt 2 \)cosl00πt (V).Đèn chỉ sáng khi |u|>100 V. Tính thời gian đèn sáng trong một phút?
Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U và tần số f thay đổi vào hai đẩu một điện trở thuần R. Nhiệt lượng toả ra trên điện trở:
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý DapAnHay sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
-- Mod Vật Lý 12 DapAnHay
Trong bài thực hành khảo sát đoạn mạch điện xoay chiều có RLC mắc nối tiếp, để đo điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây, người ta dùng
Điện áp hai đầu bóng đèn có biểu thức u = 100\(\sqrt 2 \)cosl00πt (V).Đèn chỉ sáng khi |u|>100 V. Tính thời gian đèn sáng trong một phút?
Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U và tần số f thay đổi vào hai đẩu một điện trở thuần R. Nhiệt lượng toả ra trên điện trở:
Đặt điện áp u = 200cos100πt(V) vào hai đầu một điện trở thuần 100Ω. Công suất tiêu thụ của điện trở bằng:
Đặt điện áp \(u=U\sqrt{2}\text{cos}\omega \text{t}\text{ }\left( V \right)\) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần nối tiếp với một biến trở R. Ứng với hai giá trị \({{R}_{1}}=20\text{ }\Omega \) và \({{R}_{2}}=80\text{ }\Omega \) của biến trở thì công suất tiêu thụ trong đoạn mạch đều bằng 400 W. Giá trị của U là
Cho mạch điện mắc nối tiếp theo thứ tự R nối tiếp với L và nối tiếp với C, cuộn dây thuần cảm. Biết R thay đổi, \(L=\frac{1}{\pi }\text{ }H,\text{ }C=\frac{{{10}^{-4}}}{\pi }\text{ }F.\) Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u = U0cos(100πt) V. Để uRL lệch pha \(\frac{\pi }{2}\) so với uRC thì điện trở bằng
Người ta sử dụng vôn kế và ampe kế xoay chiều để đo điện áp và cường độ dòng điện của mạch xoay chiều. Giá trị hiện trên 2 dụng cụ đo đó chỉ giá trị nào?
Một cuộn dây có độ tự cảm L = 1/π H, mắc vào dòng điện xoay chiều, trong một phút dòng điện đổi chiều 6000 lần, tính cảm kháng của mạch.
Một tụ điện có C = 10µF mắc vào mạch điện xoay chiều có tần số 50Hz, tính dung kháng của tụ?
Một máy phát điện xoay chiều một pha phát ra dòng điện có tần số 60 Hz. Nếu thay roto của nó bằng một roto khác có nhiều hơn một cặp cực, muốn tần số vẫn là 60 Hz thì số vòng quay của roto trong một giờ thay đổi 7200 vòng. Tính số cặp cực của roto cũ.
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
Câu trả lời của bạn
Năng lượng điện từ của mạch
\(E = \frac{1}{2}CU_0^2 = \frac{1}{2}{.2.10^{ – 6}}{.5^2} = 2,{5.10^{ – 5}}J\)
Câu trả lời của bạn
Ta có:
\(\left\{ \begin{array}{l}
\omega = \frac{{{I_0}}}{{{q_0}}}\\
\lambda = c\frac{{2\pi }}{\omega }
\end{array} \right. \Rightarrow \lambda = 6\pi {.10^8}\frac{{{q_0}}}{{{I_0}}}\)
Câu trả lời của bạn
Ta biết: \(\lambda = \frac{c}{f} = \frac{c}{{\frac{\omega }{{2\pi }}}} = \frac{{c.2\pi }}{\omega } = \frac{{c.2\pi }}{{\frac{1}{{\sqrt {LC} }}}} = c.2\pi .\sqrt {LC} \)
\({\lambda _1} = c.2\pi .\sqrt {L{C_1}} \)
Theo giả thiết thì: \({\lambda _1} = 2.\lambda \)
⇒C1 = 4C ⇒ C1 = C+3C ⇒ C’ = 3C
Câu trả lời của bạn
+ Ban đầu bản A tích điện âm dòng điện lại chạy theo chiều từ A đến B (lưu ý dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện dương) do vậy bản tụ A đang tích điện dương nhiều hơn
+ Sau khoảng thời gian \(\frac{T}{3}\) , từ hình vẽ, ta thấy rằng bản A vẫn tích điện như cũ, nhưng dòng điện đã đổi chiều
Câu trả lời của bạn
\(f = \frac{1}{{2\pi .\sqrt {LC} }}\) (1)
Ta có \({I_0} = \omega .{Q_0} = \frac{1}{{\sqrt {LC} }}.{Q_0} \to \sqrt {LC} = \frac{{{Q_0}}}{{{I_0}}}\) (2)
Thay (2) vào (1) ta được : \(f = \frac{{{I_0}}}{{2\pi .{Q_0}}}\)
Câu trả lời của bạn
Dòng điện hiệu dụng trong mạch
\(\frac{1}{2}CU_0^2 = \frac{1}{2}LI_0^2 \Rightarrow I_0^2 = \frac{C}{L}U_0^2\)
Công suất tỏa nhiệt của mạch : \(P = {I^2}r = \frac{C}{{2L}}U_0^2r\)
Năng lượng cần cung cấp chính bằng năng lượng thất thoát do tỏa nhiệt
\(E = PT = \frac{C}{{2L}}U_0^2r\left( {2\pi \sqrt {LC} } \right) = 108\pi pJ\)
Câu trả lời của bạn
Ta có \({T_2} = {T_2}\sqrt 2 \Rightarrow {\omega _2} = \sqrt 2 {\omega _1} \Rightarrow {I_{02}} = \sqrt 2 {I_{01}}\)
+ Tại thời điểm
\(\left\{ \begin{array}{l}
{i_1} = \frac{{\sqrt 2 }}{2}{I_{01}} \Rightarrow {q_1} = \frac{{\sqrt 2 }}{2}{q_0}\\
{i_2} = \frac{{\sqrt 2 }}{2}{I_{01}} = \frac{{{I_{02}}}}{2} \Rightarrow {q_2} = \frac{{\sqrt 3 }}{2}{q_0}
\end{array} \right. \Rightarrow \frac{{{q_2}}}{{{q_1}}} = \sqrt {\frac{3}{2}} \)
Câu trả lời của bạn
\(2\pi \sqrt {LC} \)
Câu trả lời của bạn
Ta có \(\omega = \frac{{{I_0}}}{{{Q_0}}} = \frac{{2\pi {{.10}^{ – 3}}}}{{{{10}^{ – 9}}}} = 2\pi {.10^6}\) rad/s
Câu trả lời của bạn
Khoảng thời gian \(\Delta t\) ứng với góc \(\alpha \).
Đề bài cho biết \(O{M_2} = \frac{{{I_0}\sqrt 3 }}{2}\) , suy ra góc \(\alpha = \frac{\pi }{6}\) .
Từ đó ta có: \(T = \frac{{\Delta t.2\pi }}{\alpha } = 4,{8.10^{ – 5}}\left( s \right)\)
A. 3,263m đến 18,84m
B. 32,63m đến 188,4m
C. 32,63m đến 1884m
D. 3,263m đến 188,4m
Câu trả lời của bạn
Ta có \(\lambda = 2\pi c\sqrt {LC} \Rightarrow 15pF \le C \le 500pF \Leftrightarrow 32,63 \le \lambda \le 188,4m\)
Câu trả lời của bạn
+ Tại thời điểm ban đầu, bản A đang tích điện dương và dòng điện chạy từ B đến A ⇒ điện tích trên bản tụ tăng ứng với các vị trí nằm trên góc phần tư thứ bốn
+ Sau khoảng thời gian \(\frac{{3T}}{4}\) vị trí của vật tương ứng với góc phần tư thứ ba. Lúc này A tích điện âm và dòng điện vẫn không đổi chiều
Câu trả lời của bạn
\({I_0} = \omega {q_0}\)
Câu trả lời của bạn
Ta có: \(\lambda = 2\pi c\sqrt {LC} \Leftrightarrow 100 = 2\pi {.3.10^8}\sqrt {{{30.10}^{ – 6}}.C} \Rightarrow C = 9,{38.10^{ – 11}}F\)
Câu trả lời của bạn
Trong mạch dao động LC thì điện tích trên hai bản tụ và điện áp trên tụ luôn biến đổi vuông pha với nhau, với hai đại lượng vuông pha ta luôn có :
\({\left( {\frac{q}{{{Q_0}}}} \right)^2} + {\left( {\frac{i}{{{I_0}}}} \right)^2} = 1\)
Kết hợp với
\(\left\{ \begin{array}{l}
{Q_0} = C{U_0}\\
\frac{1}{2}CU_0^2 = \frac{1}{2}LI_0^2
\end{array} \right. \Rightarrow {\left( {\frac{q}{{C{U_0}}}} \right)^2} + \frac{{{i^2}}}{{\frac{C}{L}U_0^2}} = 1 \Leftrightarrow \frac{1}{{{C^2}}}{4.10^{ – 18}} + \frac{1}{C}{3.10^{ – 9}} – 1 = 0 \Rightarrow C = {4.10^{ – 9}}F\)
Chu kì dao động riêng của mạch
\(T = 2\pi \sqrt {LC} = 1,2\pi {.10^{ – 5}}\)s
Câu trả lời của bạn
Khoảng thời gian để điện tích không vượt quá một nửa giá trị cực đại là
\(t = \frac{T}{3} = \frac{{2\pi \sqrt {LC} }}{3} = \frac{{2\pi \sqrt {0,{{45.10}^{ – 3}}{{.2.10}^{ – 6}}} }}{3} = 2\pi {.10^{ – 5}}s\)
Câu trả lời của bạn
+ Trong quá trình dao động của mạch LC thì dòng điện luôn sớm pha \(\frac{\pi }{2}\) so với điện áp hai đầu đoạn mạch
+ Phương pháp đường tròn
Từ hình vẽ ta thấy rằng sau khoảng thời gian \(\frac{T}{3}\) điện áp giữa hai đầu tụ điện là \( – \frac{{\sqrt 3 }}{2}{U_0}\) và đang tăng
A. C = 4π2f2/L
B. C = 4π2L/f2
C. C = 1/(4π2f2L)
D. C = f2/(4π2L)
Câu trả lời của bạn
\(\omega = \frac{1}{{\sqrt {LC} }} \Rightarrow f = \frac{1}{{2\pi \sqrt {LC} }} \Rightarrow C = \frac{1}{{4{\pi ^2}L{f^2}}}\)
Câu trả lời của bạn
Chu kì dao động của mạch LC
\(T = 2\pi \sqrt {LC} = 2\pi \sqrt {\frac{{0,1}}{\pi }\frac{{0,4}}{\pi }{{.10}^{ – 6}}} = {4.10^{ – 4}}s\)
Câu trả lời của bạn
Nhiệt lượng tỏa ra trong cuộn dây bằng năng lượng ban đầu của mạch dao động
\(Q = W = \frac{1}{2}CU_0^2 = 5mJ\)
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *