Sau đây là phần lý Thuyết Vật Lý 12 Bài 19: Thực Hành Khảo Sát Đoạn Mạch Xoay Chiều R, L, C Mắc Nối Tiếp chúng ta cùng nhau tìm hiểu:
I. Mục Đích Thí Nghiệm
1. Hiểu được phương án thí nghiệm để xác định các đại lượng trong một mạch điện xoay chiều.
2. Vận dụng phương pháp giản đồ Fre-nen để xác định r, L, C, Z và cosφ của đoạn mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp (với R đã biết).
3. Củng cố kiến thức về mạch điện xoay chiều, rèn luyện kỹ năng sử dụng các dụng cụ đo điện.
II. Cơ Sở Lý Thuyết
– Dựa vào tính chất của đoạn mạch xoay chiều chỉ có R, L hoặc C và đoạn mạch xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp đã khảo sát ở bài học.
– Dựa vào phép biểu diễn các véctơ quay Fre-nen.
III. Tiến Trình Thí Nghiệm
– Mắc mạch điện xoay chiều như hình vẽ.
– Chọn vôn kế có thang đo điện áp xoay chiều phù hợp để đo các điện áp UMNUMN, UNPUNP, UMPUMP, UPQUPQ, UMQUMQ (với sai số dụng cụ lấy bằng một độ chia nhỏ nhất).
– Dùng thước và compa vẽ các véctơ quay với tỉ xích 1 độ chia nhỏ nhất của U ứng với 1 mm như hình gợi ý.
– Đo các độ dài MN, MP, NH, PH, PQ và MQ (chính xác đến từng mm).
– Tính các giá trị r, L, C, Z và cosφ từ phép biến đổi sau:
* ULUR=ILωIR⇒PHMN=LωR⇒L=R.PH2πf.MNULUR=ILωIR⇒PHMN=LωR⇒L=R.PH2πf.MN
* URUC=IRIICω⇒MNPQ=RCω⇒C=MN2πf.R.PURUC=IRIICω⇒MNPQ=RCω⇒C=MN2πf.R.P
* UrUR=IrIR⇒NHMN=rR⇒r=R.NHMNUrUR=IrIR⇒NHMN=rR⇒r=R.NHMN
* cosφ=MHMQcosφ=MHMQ
* cosφ=R+rZcosφ=R+rZ nên: Z=R+rcosφZ=R+rcosφ
Báo Cáo Thực Hành
Thực Hành Khảo Sát Đoạn Mạch Xoay Chiều RLC Mắc Nối Tiếp
Họ và tên:…………………………….Lớp:………………………….. Tổ:……………………
Ngày làm thực hành:………………………………………………………………………….
I. Tóm Tắt Lý Thuyết
– Vẽ sơ đồ đoạn mạch có điện trở, cuộn dây và tụ điện mắc nối tiếp.
– Nêu tóm tắt các dùng vôn kế xoay chiều và phép vẽ các vectơ quay để xác định trị số của L, r, C, Z và cosφ của cả đoạn mạch.
Trả lời:
Vôn kế xoay chiều được mắc song song với điểm cần đo trong mạch điện. Vì là đo dòng điện và điện áp xoay chiều nên đấu chiều nào của đồng hồ cũng được. Khi chọn đồng hồ phải có chỉ số đo lớn hơn điện áp hoặc dòng điện cần đo.
Ví dụ: muốn đo điện áp 220V cần đồng hồ có chỉ số đo là 300V.
Chỉ số đồng hồ nhỏ hơn sẽ gây cháy đồng hồ. Chỉ số đồng hồ lớn quá sẽ khó đọc.
II. Kết Quả Thực Hành
Xác định r, L của cuộn dây không có lõi sắt và điện dung C của tụ điện
1. Mắc đoạn mạch có R, L và C nối tiếp vào hai cực nguồn điện xoay chiều cỡ U = 12V theo sơ đồ hình 19.1
2. Chọn vôn kế xoay chiều có phạm vi đo….. để đo UMQ=U;UMN;UMP;UPQUMQ=U;UMN;UMP;UPQ
Ghi các kết quả đo kèm sai số đo vào bảng 19.1.
Bảng 19.1
| UMQ=U(V)UMQ=U(V) | UMN(V)UMN(V) | UNP(V)UNP(V) | UMP(V)UMP(V) | UPQ(V)UPQ(V) |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
3. Dùng compa và thước vẽ các vectơ quay MN→MN→, MP→MP→, NP→NP→, PQ→PQ→ và MQ→MQ→ có độ dài biểu diễn các điện áp hiệu dụng UMNUMN, UMPUMP, UNPUNP, UPQUPQ và UMQUMQ đã đo được với mức chính xác 1mm, theo cùng một tỉ xích 10mm ứng với 1 V.
4. Từ giản đồ đã vẽ, đo các độ dài:
MN = 39 ± 1 (mm); NH = 21 ± 1 (mm)
MP = 69 ± 1 (mm); MQ = 69 ± 1 (mm)
PH = 32 ± 1 (mm); PQ = 67 ± 1 (mm)
5. Tính ra các trị số L, C, r, Z và cosφ
→L=R.PHMN2πf=220.32392π.50=0,575H→L=R.PHMN2πf=220.32392π.50=0,575H
C=MNPQ2Rπ.f=39672.220.π.50=8,422.10−6FC=MNPQ2Rπ.f=39672.220.π.50=8,422.10−6F
r=R.NHMN=220.2139=118,46Ωr=R.NHMN=220.2139=118,46Ω
cosφ=MHMQ=MP2–PH2√MQ=692–322√69=0,886cosφ=MHMQ=MP2–PH2MQ=692–32269=0,886
cosφ=R+rZcosφ=R+rZ nên Z=R+rcosφ=220+118,460,886=382,01ΩZ=R+rcosφ=220+118,460,886=382,01Ω
Kết Luận
Đây là bài học thực hành khảo sát đoạn mạch xoay chiều RLC, bài học này các em cần nắm một số nội dung chính sau đây:
– Mạch dao động gồm một tụ điện mắc nối tiếp với một cuộn cảm. Mạch dao động lý tưởng có điện trở bằng không.
– Điện tích của tụ điện và cường độ dòng điện trong mạch dao động biến thiên điều hòa theo thời gian.
– Sự biến thiên tuần hoàn của cường độ điện trường và từ cảm trong mạch dao động gọi là dao động điện từ.
– Công thức Tôm-xơn về chu kì dao động điện từ riêng của mạch.
– Năng lượng điện từ của mạch dao động là tổng của năng lượng điện trường trong tụ điện và năng lượng từ trường trong cuộn cảm. Nó được bảo toàn.
Trên đây Tra Đáp Án đã tổng hợp lý thuyết và đưa các các bài tập vận dụng của Vật Lý 12 Bài 19: Thực Hành Khảo Sát Đoạn Mạch Xoay Chiều R, L, C Mắc Nối Tiếp. Đây là một bài rất quan trọng để các em có thể học tốt được các bài học ở phía sau, vì vậy các em cần học kỹ lý thuyết và vận dụng bài tập thành thạo về dao động điều hòa. Cảm ơn các em đã theo dõi tài liệu của chúng tôi.
Chúc các em học tập tốt.
Tài tài liệu hay tại đây:
TÀI LIỆU