Chuyên đề Vật lí 12 KNTT Bài 2. Đoạn mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp có đáp án

Cường độ dòng điện hiệu dụng qua đoạn mạch và điện áp hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch có mối liên hệ thông qua công thức: \[I = \frac{U}{Z} = \frac{U}{{\sqrt {{R^2} + {{({Z_L} - {Z_C})}^2}} }}\].

1. Đường đặc trưng V – A

2. Mối liên hệ giữa U và I là tỉ lệ thuận.

Khi tần số không thay đổi thì cảm kháng và dung kháng không thay đổi, nên tổng trở không đổi, do đó sự phụ thuộc của I theo U có tuân theo định luật Ohm.

Mục đích

Khảo sát được đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp bằng dụng cụ thực hành và rút ra mối liên hệ giữa U và I.

Hình 1

Dụng cụ

• Đồng hồ đo điện đa năng (1) và (2).

• Điện trở (3).

• Cuộn dây đồng có lõi thép (4).

• Tụ điện (5).

• Bảng lắp mạch điện và dây dẫn điện.

• Biến áp nguồn

Tiến hành

Đo tần số, cường độ và điện áp dòng điện xoay chiều

Hình 2

• Mắc mạch điện theo sơ đồ Hình 1 (đồng hồ đo điện đa năng 1 mắc nối tiếp với R là ampe kế, đồng hồ đo điện đa năng 2 mắc song song với R là vôn kế). Dùng dây dẫn điện nối hai điểm A và B với biến áp nguồn (Hình 2).

• Bật biến áp nguồn, vặn núm xoay của đồng hồ đo điện đa năng 2 sang thang đo điện áp xoay chiều. Đọc giá trị UR và ghi kết quả vào vở theo Bảng 1.1.

• Lần lượt mắc đồng hồ đo điện đa năng 2 vào hai đầu cuộn dây, hai đầu tụ điện và hai đầu đoạn mạch để đo điện áp hiệu dụng UL, UC. Đọc các giá trị UL, UC và ghi kết quả vào vở theo Bảng 1.1.

• Vặn núm xoay của đồng hồ đo điện đa năng 2 sang thang đo tần số, đặt hai que đo của đồng hồ này vào hai đầu đoạn mạch. Đọc giá trị tần số va ghi kết quả vào vở theo Bảng 1.1.

Kết quả

Mối liên hệ giữa I và U

• Tiếp tục mắc đồng đồ đo điện đa năng 2 vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp. Đọc giá trị UAB và ghi kết quả vào vở theo Bảng 1.2.

• Đọc giá trị IAB trên đồng hồ đo điện đa năng 1 và ghi kết quả vào vở theo bảng 1.2.

Kết quả

Bảng 1.2 là kết quả đo UAB và IAB trong một lần làm thí nghiệm.

Nhận xét: Từ kết quả của thí nghiệm này và nhiều thí nghiệm khác, ta thấy tỉ số điện áp hiệu dụng giữa hai đầu của đoạn mạch điện xoay chiều RLC (mắc nối tiếp) và cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là một hằng số. Hằng số này được gọi là tổng trở của đoạn mạch RLC mắc nối tiếp, kí hiệu là Z.