CHƯƠNG. ĐIỆN XOAY CHIỀU

PHẦN MẠCH ĐIỆN RLC

PHẦN I. TÓM TẮT LÍ THUYẾT
1/ Biểu thức hiệu điện thế tức thời và dòng điện tức thời:
u = U0cos((t + (u) và i = I0cos((t + (i)
Với ( = (u – (i là độ lệch pha của u so với i, có

Giá trị hiệu dụng:
;

2/ Dòng điện xoay chiều i = I0cos(2(ft + (i) mỗi giây đổi chiều 2f lần
3/ Dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch R,L,C
Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R:

= (u – (i = 0: uR cùng pha với i,

hay

Đoạn mạch chỉ có cuộn thuần cảm L:
( = (u – (i = (/2: uL nhanh pha hơn i góc (/2

hay
với ZL = (L là cảm kháng
Lưu ý: Cuộn thuần cảm L cho dòng điện không đổi đi qua hoàn toàn (không cản trở).
Đoạn mạch chỉ có tụ điện C:
( = (u – (i = -(/2: uC chậm pha hơn i góc (/2,

hay
với
là dung kháng
Lưu ý: Tụ điện C không cho dòng điện không đổi đi qua (cản trở hoàn toàn).
Đoạn mạch RLC không phân nhánh


Hiệu điện thế tức thời giữa hai đầu A, B là :
u = uR + uL + uC
Giá trị hiệu dụng : U =

Tổng trở: Z =
=

Định luật Ohm : I =

Độ lệch pha
 :
với tan( =


> 0: (u sớm pha đối với i) mạch có tính cảm kháng thì.

< 0: (u trễ pha đối với i) mạch có tính cảm kháng.
Giản đồ vectơ






Lưu ý: dựa vào tan( =
ta thấy:
+ Khi ZL > ZC ( ( > 0 thì u nhanh pha hơn i : mạch có tính cảm kháng.
+ Khi ZL < ZC ( ( < 0 thì u chậm pha hơn i: mạch có tính dung kháng.
+ Khi ZL = ZC ( ( = 0 thì u cùng pha với i: cộng hưởng dòng điện
4/ Cộng hưởng điện
Điều kiện: ( =
hay

Các hệ quả:
ZL = ZC
Tổng trở của đoạn mạch đạt giá trị cực tiểu : Zmin = R.
Cường độ hiệu dụng trong mạch đạt giá trị cực đại : Imax =

Điện áp:
(UR)max = U
UL = UC (Thường thì UL = UC
U và có thể lớn hơn hoặc bé hơn U
uL = - uC (giá trị tức thời).
Góc lệch pha
(I và u đồng pha)
: hệ số công suất đạt giá trị cực đại.
Công suất tiêu thụ cực đại: Pmax = I2.R = U.I =

5/ Công suất toả nhiệt: P = UIcos( = I2R
Nhiệt lượng tỏa ra trong thời gian t: Q = I2Rt = UIcos( .t
Lưu ý: chỉ có R tiêu thụ điện năng, còn tụ điện và cuộn dây (thuần cảm) không tiêu thụ điện năng.
6/ Mạch có R thay đổi
Dạng 1. Tìm R để mạch tiêu thụ cùng một công suất là P
Cần giải phương trình: P = I2R =
hay P.R2 – U2.R + P.(ZL – ZC)2 = 0.
Lưu ý: có thể sử dụng định lý Viét


Lúc này:

Dạng 2. Tìm R để Pmax (mạch cuộn thuần cảm)


Dạng 3. Tìm R để (PR )max , (Pngoài )max
- Để (Pngoài )max

- Để (PR )max

7/ Mạch có C thay đổi
Dạng 1. Tìm C để: Tổng trở đạt giá trị cực tiểu, Dòng điện đạt cực đại, Công suất đạt cực đại, U và i cùng pha, Hệ số công suất đạt cực đại, UL = UC hoặc uL = - uC
Cộng hưởng
Dạng 2. Tìm C để

Hiệu điện thế

Khi đó

Suy ra
và UAB trễ pha hơn i
Nếu phần tử R, L mắc liên tiếp nhau thì

Từ giản đồ ta thấy:



Dạng 3. Tìm C để
(R mắc liên tiếp C)


Dạng 4. Tìm C để
cực đại (R mắc liên tiếp C) thì:


Dạng 5. Tìm C để
luôn không đổi trong mọi giá trị của R


Dạng 6. Thay đổi C có hai giá trị C1 và C2 mà I1 = I2