intTypePromotion=1

Chuyên đề Dòng điện xoay chiều - Phan Thị Thanh Hoài

Chia sẻ: Phan Thị Thanh Hoài | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:22

0
233
lượt xem
19
download

Chuyên đề Dòng điện xoay chiều - Phan Thị Thanh Hoài

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu Chuyên đề Dòng điện xoay chiều - Phan Thị Thanh Hoài dành cho các bạn học sinh ôn tập tốt môn Vật lý và chuẩn bị cho kì thi sắp đến.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Chuyên đề Dòng điện xoay chiều - Phan Thị Thanh Hoài

  1. CHUYÊN ĐỀ V: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Phan Thị Thanh Hoài Dạng 1 : Đại cương về dòng điện xoay chiều - Biểu thức của i và u: I0cos(ωt + ϕi); u = U0cos(ωt + ϕu). - Độ lệch pha giữa u và i: ϕ = ϕu - ϕi. I0 U0 - Các giá trị hiệu dụng: I = ;U= . 2 2 - Trong 1 giây dòng điện xoay chiều có tần số f (tính ra Hz) đ ổi chi ều 2f l ần, trong m ột chu kỳ T dòng điện xoay chiều đổi chiều 2 lần - Từ thông qua khung dây của máy phát điện: → → φ = NBScos( n , B ) = NBScos(ωt + ϕ) = Φ0cos(ωt + ϕ). - Suất động trong khung dây của máy phát điện: dφ π e=- = - φ’ = ωNBSsin(ωt + ϕ) = E0cos(ωt + ϕ - ). dt 2 1. Cho một điện áp tức thời u = 180 cos 120πt (V ) . Xác định giá trị hiệu điện thế hiệu dụng, hiệu điện thế cực đại, tần số, chu kỳ, tần số góc của điện áp đó?  π 2. Cho một dòng điện tức thời i = 2 2 cos100πt −   4 a) Hãy xác định ω , f , T , I , I o 1 b) Khi t = s thì i = ? 200 3. Dòng điện xoay chiều có cường độ i = 4cos120πt (A). Xác định cường độ hiệu dụng của dòng điện và cho biết trong thời gian 2s dòng điện đổi chiều bao nhiêu lần? 4. Một đèn ống làm việc với điện áp xoay chiều u = 220 2 cos100πt (V). Tuy nhiên đèn chỉ sáng khi điệu áp đặt vào đèn có |u| = 155 V. Hỏi trung bình trong 1s có bao nhiêu lần đèn sáng? 5. Dòng điện chạy qua một đoạn mạch có biểu thức i = I 0cos100πt. Trong khoảng thời gian từ 0 đến 0,02s, xác định các thời điểm cường độ dòng điện có giá trị tức thời có giá trị bằng: 2 a) 0,5 I0 b) I0 2 π 6. Tại thời điểm t, điện áp u = 200 2 cos(100πt - ) (trong đó u tính bằng V, t tính bằng s) có giá trị là 100 2 1 2 V và đang giảm. Xác định điện áp này sau thời điểm đó s. 300 7. Điện áp xoay chiều giữa hai điểm A và B biến thiên điều hòa v ới biểu th ức u = 220 2 cos(100πt + π ) (trong đó u tính bằng V, t tính bằng s). Tại thời điểm t 1 nó có giá trị tức thời u1 = 220 V và đang có xu hướng 6 tăng. Hỏi tại thời điểm t2 ngay sau t1 5 ms thì nó có giá trị tức thời u2 bằng bao nhiêu? 8. Một khung dây dẫn hình chữ nhật có 1500 vòng, diện tích m ỗi vòng 100 cm 2, quay đều quanh trục đối xứng của khung với tốc độ góc 120 vòng/phút trong một từ trường đều có cảm ứng t ừ bằng 0,4 T. Trục quay vuông góc với các đường sức từ. Chọn gốc thời gian là lúc véc t ơ pháp tuy ến c ủa m ặt phẵng khung dây cùng hướng với véc tơ cảm ứng từ. Viết biểu thức suất điện động cảm ứng t ức thời trong khung. 1 Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – đại học
  2. CHUYÊN ĐỀ V: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Phan Thị Thanh Hoài 2.10 −2 π 9. Từ thông qua 1 vòng dây dẫn là φ = cos(100πt - ) (Wb). Tìm biểu thức của suất điện π 4 động cảm ứng giữa hai đầu cuộn dây gồm 150 vòng dây này. Dạng 2 : Tìm các đại lượng trên đoạn mạch xoay chiều có R, L, C 1 Cảm kháng, dung kháng, tổng trở: ZL = ωL; ZC = ; Z = R 2 + (Z L - Z C ) 2 . ωC U U UL UC Định luật Ôm: I = = R = = Z R ZL ZC Z − ZC Góc lệch pha giữa u và i: tanϕ = L R U 2R R Công suất: P = UIcosϕ = I R = 2 . Hệ số công suất: cosϕ = Z 2 Z Điện năng tiêu thụ ở mạch điện: W = A = Pt 1. Một mạch điện gồm hai bóng đèn mắc song song trên các đèn có ghi 220V − 115W , 220V − 132W . Nối hai đầu của mạch ấy vào mạng điện xoay chiều U = 220V . Xác định: a) Công suất tiêu thụ trong mạch điện b) Cường độ dòng điện cung cấp cho mạch điện 2. Đặt một hiệu điện thế xoay chiều tần số 50Hz vào hai đầu đoạn m ạch gồm m ột điện trở thu ần R, một cuộn dây thuần cảm L, một tụ điện có điện dung C = 4µF mắc nối tiếp nhau. Hiệu điện thế hiệu dụng đo được giữa hai đầu đoạn mạch là 220V, giữa hai đầu cuộn cảm là 10V, giữa hai đ ầu t ụ là 120V. Tính: a) Cường độ hiệu dụng trong mạch b) Giá trị của điện trở R và hệ số tự cảm L 1 0,1 3. Một mạch điện xoay chiều gồm có: R = 40Ω, C = F, L = H mắc nối tiếp. Biết điện áp 4000π π tức thời ở hai đầu đoạn mạch là u = 120 2 cos100πt . Hãy xác định: Cảm kháng, dung kháng, tổng trở, hiệu điện thế cực đại – hiệu điện thế hiệu dụng, cường độ dòng điện hiệu d ụng – c ường đ ộ dòng điện cực đại, công suất tiêu thụ, độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện 4. Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây điện áp 1 chiều 9 V thì cường đ ộ dòng đi ện trong cu ộn dây là 0,5 A. Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng là 9 V thì c ường đ ộ hi ệu d ụng của dòng điện qua cuộn dây là 0,3 A. Xác định điện trở thuần và cảm kháng của cu ộn dây. 5. Một điện trở thuần R = 30 Ω và một cuộn dây được mắc nối tiếp với nhau thành một đoạn m ạch. Khi đặt điện áp không đổi 24 V vào hai đầu đoạn m ạch này thì dòng đi ện đi qua nó có c ường đ ộ 0,6 A; khi đặt một điện áp xoay chiều tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch, thì dòng điện qua nó lệch pha 450 so với điện áp này. Tính độ tự cảm của cuộn dây, t ổng trở của cu ộn dây và t ổng tr ở c ủa c ả đo ạn mạch. 6. Một ấm điện hoạt động bình thường khi nối với mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng là 220 V, điện trở của ấm khi đó là 48,4 Ω. Tính nhiệt lượng do ấm tỏa ra trong thời gian một phút. 7. Một đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L và t ụ điện C m ắc n ối ti ếp. C ường đ ộ dòng điện tức thời đi qua mạch có biểu thức i = 0,284cos120 πt (A). Khi đó điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở, cuộn dây và tụ điện có giá trị tương ứng là U R = 20 V; UL = 40 V; UC = 25 V. Tính R, L, C, tổng trở Z của đoạn mạch và điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch. 2 Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – đại học
  3. CHUYÊN ĐỀ V: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Phan Thị Thanh Hoài π 8. Đặt điện áp u = 100cos( ωt + ) (V) vào hai đầu đoạn mạch RLC thì dòng điện qua m ạch là 6 π i = 2 cos( ωt + ) (A). Tính công suất tiêu thụ và điện trở thuần của mạch điện. 3 9. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thay đ ổi được. 10 −4 10 −4 Điều chỉnh điện dung C đến giá trị F hoặc F thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đều có 4π 2π giá trị bằng nhau. Tính độ tự cảm L của cuộn cảm.  π 10. Điện áp giữa hai bản tụ có biểu thức u = U 0 cos100πt −  (V). Hãy xác định thời điểm mà  3 cường độ dòng điện qua tụ điện bằng 0 11. Chứng minh rằng: a) Khi hai tụ điện có điện dung C1, C2 mắc nối tiếp thì điện dung tương đương có dung kháng 1 1 1 1 ZC = và = + Cω C C1 C2 b) Khi hai cuộn cảm thuần L1, L2 mắc nối tiếp trong mạch điện xoay chiều thì cuộn cảm tương đương có cảm kháng bởi Z L = ( L1 + L2 )ω Dạng 3. Viết biểu thức của u và i trên đoạn mạch xoay chiều . Biểu thức của u và i: Nếu i = I0cos(ωt + ϕi) thì u = (ωt + ϕi + ϕ). Nếu u = U0cos(ωt + ϕu) thì i = I0cos(ωt + ϕu - ϕ). U U Z − ZC Với: I = ; I0 = 0 ; I0 = I 2 ; U0 = U 2 ; tanϕ = L Z Z R ZL > ZC thì u nhanh pha hơn i ZL < ZC thì u chậm pha hơn i. - Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R: u cùng pha với i π - Đoạn mạch chỉ có cuộn thuần cảm L: u sớm pha hơn i góc 2 π - Đoạn mạch chỉ có tụ điện C: u trễ pha hơn i góc 2 Trường hợp điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là u = U0cos(ωt + ϕ). π Nếu đoạn mạch chỉ có tụ điện C thì: i = I0cos(ωt + ϕ + ) = - I0sin(ωt + ϕ) 2 π Nếu đoạn mạch chỉ có cuộn cảm L thì: i = I0cos(ωt + ϕ - ) = I0sin(ωt + ϕ) 2 Nếu mạch có cả cuộn cảm thuần L và tụ điện C mà không có điện trở thuần R thì: i2 u2 i = ± I0sin(ωt + ϕ). Khi đó ta có: + = 1. I 02 U 02 * Bài tập minh họa: 1. Một tụ điện có điện dung C = 31,8 µF, khi mắc vào mạch điện thì dòng điện chạy qua t ụ điện có cường độ i = 0,5cos100πt (A). Viết biểu thức điện áp giữa hai bản của tụ điện. 3 Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – đại học
  4. CHUYÊN ĐỀ V: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Phan Thị Thanh Hoài 2. Cho đoạn mạch RLC gồm R = 80 Ω, L = 318 mH, C = 79,5 µF. Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là: u = 120 2 cos100πt (V). Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy trong m ạch và tính đi ện áp hi ệu dụng giữa hai đầu mỗi dụng cụ. 1 10 −3 3. Cho đoạn mạch xoay chiều RLC có R = 50 3 Ω; L = H; C = F . Điện áp giữa hai đầu π 5π đoạn mạch có biểu thức uAB = 120cos100πt (V). Viết biểu thức cường độ dòng điện trong mạch và tính công suất tiêu thụ của mạch. 1 4. Một mạch điện AB gồm điện trở thuần R = 50 Ω, mắc nối tiếp với cuộn dây có độ tự cảm L = π H và điện trở R0 = 50 Ω. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u AB = 100 2 cos100πt (V). Viết biểu thức điện áp tức thời ở hai đầu cuộn dây.  π 2.10−4 5. Đặt điện áp u = U 0 cos  100π t − ÷(V) vào hai đầu một tụ điện có điện dung (F). Ở thời  3 π điểm điện áp giữa hai đầu tụ điện là 150 V thì cường độ dòng điện trong m ạch là 4 A. Vi ết bi ểu th ức cường độ dòng điện chạy trong mạch.  π 6. Đặt điện áp xoay chiều u = U 0 cos  100π t + ÷(V ) vào hai đầu một cuộn cảm thuần có độ tự  3 1 cảm L= H. Ở thời điểm điện áp giữa hai đầu cuộn cảm là 100 2 V thì cường độ dòng điện 2π qua cuộn cảm là 2 A. Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy qua cuộn cảm. 7. Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R = 10 Ω, cuộn dây thuần cảm L và tụ điện C = 10 −3 F mắc nối tiếp. Biểu thức của điện áp giữa hai bản tụ là u C = 50 2 cos(100πt – 0,75π) (V). Xác 2π định độ tự cảm cuộn dây, viết biểu thức cường độ dòng điện chạy trong mạch. 8. Cho đoạn mạch nhv 1 1 Biết R = 100Ω , L = H,C= F π 2π Biểu thức dòng điện tức thời trong mạch là: i = 2 cos100πt (A). Hãy viết biểu thức điện áp giữa hai đầu điện trở, giữa hai đầu cuộn dây, giữa hai đầu tụ điện và giữa hai đầu đoạn mạch 1 9. Mạch xoay chiều gồm có R = 20Ω nối tiếp với tụ điện C = F . Hãy viết biểu thức của 2000π cường độ tức thời i, biết u = 60 2 cos 100πt (V) 10. Mạch xoay chiều gồm có R = 40Ω nối tiếp với cuộn cảm L. Cho biết điện áp tức thời hai đ ầu đoạn mạch u = 80 cos 100πt (V) và điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm U L = 40V . a) Xác định ZL b) Viết biểu thức của i 11. Cho đoạn mạch RLC mắc nối tiếp có R = 50Ω , L = 159mH , C = 31,8µF . Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch có biểu thức u = 120 cos 100πt (V ) . Tính tổng trở và viết biểu thức dòng điện tức thời qua mạch 4 Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – đại học
  5. CHUYÊN ĐỀ V: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Phan Thị Thanh Hoài 12. Trong một đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp, hệ số tự cảm của cuộn dây là L = 0,1H , tụ điện có điện dung C = 1µF , tần số dòng điện f = 50 Hz a) Hỏi dòng điện trong đoạn mạch sớm pha hay trễ pha so với điện áp hai đầu đoạn m ạch b) Cần phải thay tụ điện nói trên bởi một tụ điện C’ bằng bao nhiêu để trong đo ạn m ạch x ảy ra hiện tượng cộng hưởng điện? 0,2 13. Cho đoạn mạch xoay chiều gồm có R = 20Ω nối tiếp với cuộn dây có hệ số tự cảm L = H π 1 và với tụ điện có điện dung C = F . Tìm tần số góc ω để trong mạch xảy ra hiện tượng cộng 2000π hưởng điện và viết biểu thức của cường độ tức thời i, biết u = 80 2 cos ωt (V) 14. Mắc tụ điện có điện dung 2 µF vào mạng điện xoay chiều có điện áp 220V, t ần số f = 50 Hz . Xác định cường độ hiệu dụng của dòng điện qua tụ điện. Coi pha ban đầu của điện áp b ằng 0. Vi ết biểu thức dòng điện trong mạch Dạng 4: Sử dụng giản đồ vecto 1. Cho đoạn mạch có dòng điện xoay chiều nhv. Biết hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở, cuộn dây và tụ điện lần lượt là 60V, 80V và 20V. Hãy vẽ giản đồ vevto và tính UAN, UMB, UAB 2. Cho đoạn mạch nhv trong đó cuộn dây có điện trở thuần r, độ tự cảm L. Biết U AN = 40V , U NB = 60V hiệu điện thế U AN và dòng điện i lệch pha nhau một góc 30 0. Hãy vẽ giản đồ vectơ và tính U AB 10 −3 3. Cho đoạn mạch nhv trong đó R = 30Ω , C = F cuộn dây 3π thuần cảm, f = 50 Hz . Hãy vẽ giản đồ vectơ và tính độ lệch pha giữa UAM và UMB 2.10 −4 Câu 4: Cho đoạn mạch nhv . Với R = 50Ω , C = F, π 3 r = 25Ω , L = H , f = 50 Hz . Hãy vẽ giản đồ vectơ và tính 4π độ lệch pha giữa UMB và UBN Bài tập trắc nghiệm Câu 1: Thắp một bóng đèn sợi đốt bằng dòng điện xoay chiều có điện áp U = 110V , tần số f = 50 Hz thì trong mỗi giây nó đổi chiều bao nhiêu lần? a. 50 lần b. 100 lần c. 150 lần d. 200 lần Câu 2: Giá trị của hiệu điện thế hiệu dụng trong mạng điện dân dụng là a. Thay đổi từ -220V đến +220V b. Thay đổi từ 0V đến 220V c. Bằng 220V d. Bằng 310V Câu 3: Giá trị biên độ của hiệu điện thế mạng điện dân dụng là 5 Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – đại học
  6. CHUYÊN ĐỀ V: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Phan Thị Thanh Hoài a. 440V b. 310Vc. 380V d. 240V Câu 4: Đặt vào hai đầu một bàn là 200V − 1000W một hiệu điện thế xoay chiều u = 200 2 cos100πt (V). Độ tự cảm của bàn là không đáng kể. Biểu thức cường độ dòng điện có dạng a. i = 5 2 cos100πt (A) b. i = 5 cos 100πt (A) π π c. i = 5 2 cos(100πt − ) (A) d. i = 5 cos(100πt − ) (A) 2 2 Câu 5: Đối với dòng điện xoay chiều, cuộn cảm có tác dụng gì? a. Cản trở dòng điện, dòng điện có tần số càng nhỏ càng bị cản trở nhiều b. Cản trở dòng điện, dòng điện có tần số càng lớn càng ít bị cản trở c. Ngăn cản hoàn toàn dòng điện d. Cản trở dòng điện, dòng điện có tần số càng lớn càng bị cản trở nhiều Câu 6: So với hiệu điện thế, dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch chỉ có cuộn cảm sẽ dao động điều hòa cùng tần số và π π a. Sớm pha hơn một góc b.Trễ pha hơn một góc 2 2 π π c. Sớm pha hơn một góc − d.Trễ pha hơn một góc − 2 2 Câu 7: Một đoạn mạch điện gồm một cuộn dây có điện trở thuần r = 5Ω và độ tự cảm 25 −2 L= 10 H mắc nối tiếp với một điện trở thuần R = 20Ω . Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu π điện thế u = 100 2 cos100πt (V). Cường độ dòng điện qua mạch có giá trị a. I = 2 2 A b. I = 2 A c. I = 4 2 A d. I = 4 A Câu 8: Khi mắc một tụ điện vào mạng điện xoay chiều, nó có tác dụng a. Cho dòng điện xoay chiều đi qua một cách dễ dàng b. Cản trở dòng điện xoay chiều c. Ngăn cản hoàn toàn dòng điện xoay chiều d. Cho dòng điện xoay chiều đi qua đồng thời cũng có tác dụng cản trở dòng điện xoay chiều Câu 9: Nhận xét nào sau đây là ĐÚNG khi mắc tụ điện vào mạng điện xoay chiều a. Nếu tần số của dòng điện xoay chiều càng nhỏ thì dòng điện càng dễ dàng đi qua t ụ b. Nếu tần số của dòng điện xoay chiều càng lớn thì dòng điện càng khó đi qua t ụ c. Nếu tần số của dòng điện xoay chiều càng lớn thì dòng điện càng dễ dàng đi qua tụ d. Nếu tần số dòng điện bằng 0 thì dòng dễ đi qua tụ Câu 10: So với hiệu điện thế, dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch chỉ có t ụ điện s ẽ dao đ ộng điều hòa cùng tần số và π π a. Sớm pha hơn một góc b.Trễ pha hơn một góc 2 2 π π c. Sớm pha hơn một góc − d.Trễ pha hơn một góc − 3 2 6 Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – đại học
  7. CHUYÊN ĐỀ V: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Phan Thị Thanh Hoài Câu 11: Một đoạn mạch điện gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với cuộn dây có đ ộ tự cảm L. Bi ết hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu điện trở là U R = 40V và hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn dây là U L = 30V . Hiệu điện thế hiệu dụng U ở hai đầu đoạn mạch trên có giá trị là a. U = 10V b. U = 50V c. U = 70V b.Giá trị khác 0,2 Sử dụng dữ kiện sau để trả lời câu 12, 13. Cho mạch điện xoay chi ều gồm R = 20Ω , L = H và π 1 C= F . Biết điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch là u = 80 cos ωt (V). 2000π Câu 12: Để mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng thì ω phải có giá trị là a. ω = 10π rad/s b. ω = 100π rad/s c. ω = 10 π rad/s d. ω = 100 π rad/s Câu 13: Dòng điện tức thời trong mạch có biểu thức là a. i = 4 2 cos 100πt (A) b. i = 4 cos 100πt (A) π π c. i = 4 2 cos(10πt − ) (A) d. i = 4 cos(10πt − ) (A) 2 2 Câu 14: Cho đoạn mạch R,L,C mắc nối tiếp có R = 40Ω , Z C = 20Ω và Z L = 60Ω . Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u = 240 2 cos100πt (V). Cường độ dòng điện tức thời trong mạch là π a. i = 3 2 cos 100πt (A) b. i = 6 cos(100πt + ) (A) 4 π π c. i = 3 2 cos(10πt − ) (A) d. i = 6 cos(10πt − ) (A) 4 4 0,2 1 Câu 15: Cho mạch điện xoay chiều gồm R = 30Ω , L = H và C = F . Biết điện áp tức π 5000π thời hai đầu đoạn mạch là u = 120 2 cos 100πt (V). Cường độ dòng điện tức thời trong mạch là: π a. i = 2 2 cos 100πt (A) b. i = 4 cos(100πt + ) (A) 4 π π c. i = 2 2 cos(10πt + ) (A) d. i = 4 cos(10πt − ) (A) 4 4 Câu 16: Một đoạn mạch gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với một tụ điện có điện dung C. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế xoay chiều u = U 0 cos ωt . Cường độ hiệu dụng của dòng điện qua mạch được xác định bằng U0 U U0 U0 I= a. I = b. I = c. I = d. 1 R 2 + ω 2C 2 2 R 2 + ω 2C 2 2 R 2 + ω 2C 2 2 R2 + ω C2 2 Câu 17: Điều nào sau đây là ĐÚNG khi nói về đoạn mạch xoay chiều có điện trở thuần mắc n ối tiếp với cuộn dây thuần cảm kháng a. Tổng trở của đoạn mạch tính bởi: Z = R 2 + ω 2 L2 b. Dòng điện luôn nhanh pha hơn hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch c. Điện năng tiêu hao trên cả điện trở lẫn cuộn dây d. Dòng điện tức thời qua điện trở và cuộn dây là như nhau còn giá trị hiệu dụng thì khác nhau 7 Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – đại học
  8. CHUYÊN ĐỀ V: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Phan Thị Thanh Hoài Câu 18: Một mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp. Tổng trở của mạch trên là 2 2  a. Z = R +  ωL + 2 1  b. Z = R +  ωL −2 1      ωC   ωC  2 2 c. Z = R −  ωL + 1  d. Z = R −  ωL − 2 2 1       ωC   ωC  Câu 19: Một mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp. Độ lệch pha giữa hiệu điện thế và dòng điện trong mạch là 1 1 1 R ωL + ωL − ωL − tgϕ = a. ωC b. ωC c. ωC d. 1 tgϕ = tgϕ = tgϕ = ωL − R R 2R ωC 20 (CĐ 2009). Điện áp giữa hai đầu một đoạn mạch là u = 150cos100πt (V). Cứ mỗi giây có bao nhiêu lần điện áp này bằng không? A. 100 lần. B. 50 lần. C. 200 lần. D. 2 lần. 21 (CĐ 2009). Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có 500 vòng dây, di ện tích m ỗi vòng 54 cm2. Khung dây quay đều quanh một trục đối xứng (thuộc m ặt phẳng của khung), trong t ừ tr ường đều có vectơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay và có độ lớn 0,2 T. Từ thông cực đ ại qua khung dây là A. 0,27 Wb. B. 1,08 Wb. C. 0,54 Wb. D. 0,81 Wb. 22 (CĐ 2010). Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có 500 vòng dây, di ện tích m ỗi vòng là 220 cm2. Khung quay đều với tốc độ 50 vòng/giây quanh m ột trục đối xứng n ằm trong m ặt ph ẳng → của khung dây, trong một từ trường đều có véc tơ cảm ứng t ừ B vuông góc với trục quay và có độ 2 lớn T. Suất điện động cực đại trong khung dây bằng 5π A. 110 2 V. B. 220 2 V. C. 110 V. D. 220 V. 23 (CĐ 2011). Một khung dây dẫn phẳng, hình chữ nhật, diện tích 0,025 m 2, gồm 200 vòng dây quay đều với tốc độ 20 vòng/s quanh một trục cố định trong một từ trường đều. Biết trục quay là tr ục đ ối xứng nằm trong mặt phẳng khung và vuông góc với phương của từ trường. Suất điện động hiệu dụng xuất hiện trong khung có độ lớn bằng 222 V. Cảm ứng từ có độ lớn bằng A. 0,50 T. B. 0,60 T. C. 0,45 T. D. 0,40 T. 24 (CĐ 2011). Cho dòng điện xoay chiều có tần số 50 Hz chạy qua một đoạn mạch. Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp cường độ dòng điện này bằng 0 là 1 1 1 1 A. s. B. s. C. s. D. s. 100 200 50 25 2.10 −2 π 25 (ĐH 2009). Từ thông qua một vòng dây dẫn là φ= cos(100πt + ) π 4 (Wb). Biểu thức của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây này là π π A. e = 2cos(100πt - ) (V). B. e = 2cos(100πt - ) (V). 4 4 π C. e = 2cos100πt (V). D. e = 2cos(100πt + ) (V). 2 26 (ĐH 2011). Một khung dây dẫn phẳng quay đều với tốc độ góc ω quanh một trục cố định nằm trong mặt phẳng khung dây, trong một từ trường đều có vect ơ cảm ứng t ừ vuông góc v ới tr ục quay π của khung. Suất điện động cảm ứng trong khung có biểu thức e = E0cos(ωt + ). 2 8 Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – đại học
  9. CHUYÊN ĐỀ V: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Phan Thị Thanh Hoài Tại thời điểm t = 0, vectơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây h ợp v ới vect ơ c ảm ứng t ừ m ột góc bằng A. 450. B. 1800. C. 900. D. 1500. 27 (ĐH 2011). Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần ứng g ồm b ốn cu ộn dây gi ống nhau mắc nối tiếp. Suất điện động xoay chiều do máy phát sinh ra có t ần s ố 50 Hz và giá tr ị hi ệu d ụng 5 100 2 V. Từ thông cực đại qua mỗi vòng của phần ứng là mWb. Số vòng dây trong mỗi cuộn dây π của phần ứng là A. 71 vòng. B. 200 vòng. C. 100 vòng. D. 400 vòng. π 28. Tại thời điểm t, điện áp u = 200 2 cos(100πt - ) (V) có giá trị 100 2 V và đang giảm. Sau thời 2 1 điểm đó s, điện áp này có giá trị 300 A. - 100 2 V. B. - 100 V. C. 100 3 V. D. 200 V. 29. Một khung dây quay đều quanh trục ∆ với tốc độ 90 vòng/phút trong một từ trường đều có các 10 đường sức từ vuông góc với trục quay ∆ của khung. Từ thông cực đại qua khung là Wb. Suất điện π động hiệu dụng trong khung là A. 50 2 V. B. 30 2 V. C. 15 2 V. D. 30 V 30 (TN 2009). Đặt một điện áp xoay chiều u = 100 2 cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C 1 mắc nối tiếp. Biết R = 50 Ω, cuộn thuần cảm có độ tự cảm L = H và tụ điện có điện dung π 2.10 −4 C= F. Cường độ hiệu dụng của dòng điện trong đoạn mạch là π A. 2 A. B. 2 A. C. 2 2 A. D. 1 A. 31 (TN 2009). Khi đặt hiệu điện thế không đổi 12 V vào hai đầu cuộn dây có đi ện tr ở thu ần R và đ ộ tự cảm L thì dòng điện qua cuộn dây là dòng điện m ột chiều có cường đ ộ 0,15 A. N ếu đ ặt vào hai đầu cuộn dây này một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu d ụng 100 V thì c ường đ ộ dòng đi ện hi ệu dụng qua nó là 1 A. Cảm kháng của cuộn dây là A. 50 Ω. B. 30 Ω. C. 40 Ω. D. 60 Ω. 32 (TN 2011). Đặt điện áp xoay chiều u = U 0cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc n ối tiếp 10 −4 gồm điện trở thuần 100 Ω, tụ điện có điện dung F và cuộn cảm thuần có độ tự cảm thay đổi π π được. Để điện áp hai đầu điện trở thuần trể pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch AB thì độ tự 4 cảm của cuộn cảm bằng 1 2 1 10 −2 A. H. B. H. C. H. D. H. 5π π 2π 2π 33 (TN 2012). Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đ ổi, t ần s ố thay đ ổi đ ược vào hai đầu một cuộn cảm thuần. Khi tần số là 50 Hz thì cường độ hiệu dụng qua cu ộn cảm b ằng 3 A. Khi tần số là 60 Hz thì cường độ hiệu dụng qua cuộn cảm bằng A. 2,5 A. B. 4,5 A. C. 2,0 A. D. 3,6 A. π 34 (CĐ 2010). Đặt điện áp u = U 0cos(ωt + ) (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R và 6 π cuộn cảm thuần L mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện qua đoạn m ạch là i = I 0cos(ωt - ) (A). Tỉ 12 số điện trở thuần R và cảm kháng của cuộn cảm là 9 Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – đại học
  10. CHUYÊN ĐỀ V: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Phan Thị Thanh Hoài 1 3 A. 1. B. . C. . D. 3. 2 2 π 35 (CĐ 2012). Đặt điện áp u = U 0cos(ωt + ) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R mắc nối 2 2π tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, cường độ dòng điện trong mạch là i = I 0sin(ωt + ). Biết 3 U0, I0 và ω không đổi. Hệ thức đúng là A. R = 3ωL. B. ωL = 3R. C. R = 3 ωL. D. ωL = 3 R. 36 (ĐH 2009). Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đ ổi vào hai đ ầu đo ạn m ạch g ồm biến trở R mắc nối tiếp với tụ điện. Dung kháng của tụ điện là 100 Ω. Khi điều chỉnh R thì tại hai giá trị R1 và R2 công suất tiêu thụ của đoạn mạch như nhau. Biết điện áp hiệu dụng giữa hai đ ầu t ụ đi ện khi R = R1 bằng hai lần điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện khi R = R2. Các giá trị của R1 và R2 là A. R1 = 50 Ω, R2 = 100 Ω. B. R1 = 40 Ω, R2 = 250 Ω. C. R1 = 50 Ω, R2 = 200 Ω. D. R1 = 25 Ω, R2 = 100 Ω. 37 (ĐH 2009). Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U vào hai đ ầu đo ạn m ạch AB g ồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, điện trở thuần R và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp theo thứ t ự trên. Gọi UL, UR và UC lần lượt là các điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mỗi phần tử. Biết điện áp giữa π 2 đầu đoạn mạch AB lệch pha so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch NB (đoạn mạch NB gồm R 2 và C ). Hệ thức nào dưới đây đúng? A. U = U R + U C + U L . B. U C = U R + U L + U . 2 2 2 2 2 2 2 2 C. U L = U R + U C + U . D. U R = U C + U L + U . 2 2 2 2 2 2 2 2 38 (ĐH 2011). Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và t ần s ố không đ ổi l ần l ượt vào hai đầu điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C thì c ường đ ộ dòng điện hiệu dụng qua mạch tương ứng là 0,25 A; 0,5 A; 0,2 A. Nếu đặt điện áp xoay chi ều này vào hai đầu đoạn mạch gồm ba phần tử trên mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua m ạch là A. 0,3 A. B. 0,2 A. C. 0,15 A. D. 0,05 A. 0, 4 39 (ĐH 2012). Khi đặt vào hai đầu một cuộn dây có độ t ự cảm H một hiệu điện thế một chiều π 12 V thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là 0,4 A. Sau đó, thay hiệu điện th ế này b ằng m ột đi ện áp xoay chiều có tần số 50 Hz và giá trị hiệu dụng 12 V thì cường độ dòng điện hiệu d ụng qua cu ộn dây bằng A. 0,30 A. B. 0,40 A. C. 0,24 A. D. 0,17 A. π 40 (CĐ 2009). Đặt điện áp u = U 0 cos( ωt + ) vào hai đầu đoạn mạch chỉ có tụ điện thì 4 cường độ dòng điện trong mạch là i = I0cos(ωt + ϕi); ϕi bằng π 3π π 3π A. − . B. − . C. . D. . 2 4 2 4 41 (CĐ 2010). Đăt điên ap xoay chiêu vao hai đâu đoan mach gôm điên trở thuân 40 Ω và tụ ̣ ̣ ́ ̀ ̀ ̀ ̣ ̣ ̀ ̣ ̀ π điên măc nôi tiêp. Biêt điên ap giữa hai đâu đoan mach lêch pha ̣ ́ ́ ́ ́ ̣ ́ ̀ ̣ ̣ ̣ so với cường độ dong điên ̀ ̣ 3 trong mach. Dung khang cua tụ băng ̣ ́ ̉ ̀ 40 3 A. Ω . B. 40 3 Ω . C. 40Ω . D. 20 3 Ω . 3 42 (CĐ 2010). Đặt điện áp u = 220 2 cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm 2 đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn AM gồm điện trở thuần R mắc n ối ti ếp v ới cu ộn c ảm thuần L, đoạn MB chỉ có tụ điện C. Biết điện áp giữa hai đầu đoạn m ạch AM và điện áp 10 Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – đại học
  11. CHUYÊN ĐỀ V: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Phan Thị Thanh Hoài 2π giữa hai đầu đoạn mạch MB có giá trị hiệu dụng bằng nhau nhưng l ệch pha nhau . Điện 3 áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch AM bằng 220 A. 220 2 V. B. V. C. 220 V. D. 110 V. 3 43 (CĐ 2011). Đặt điện áp u = 220 2 cos100 π t (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm một bóng đèn dây tóc loại 110V – 50W mắc nối tiếp với một tụ điện có điện dung C thay đổi đ ược. Điều chỉnh C để đèn sáng bình thường. Độ lệch pha gi ữa c ường đ ộ dòng đi ện và đi ện áp ở hai đầu đoạn mạch lúc này là: π π π π A. . B. . C. . D. . 2 3 6 4 44 (CĐ 2012). Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Biết cảm kháng của cuộn cảm bằng 3 lần dung kháng c ủa t ụ điện. Tại thời điểm t, điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở và điện áp tức th ời gi ữa hai đầu tụ điện có giá trị tương ứng là 60 V và 20 V. Khi đó đi ện áp t ức th ời gi ữa hai đ ầu đo ạn m ạch là A. 20 13 V. B. 10 13 V. C. 140 V. D. 20 V. Dạng 5: Bài toán cực trị của dòng điện xoay chiều Các công thức: 1 Cực đại do cộng hưởng điện, khi ZL = ZC hay ω = thì LC U U2 Z = Zmin = R; Imax = ; Pmax = ; ϕ = 0 (u cùng pha với i). R R U 2R Công suất: P = I2R = . Z2 UZ L Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thuần cảm: UL = IZL = . Z UZ C Điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ: UC = IZC = . Z - Viết biểu thức đại lượng cần xét cực trị (I, P, UL, UC) theo đại cần tìm ( - Nếu không có cộng hưởng thì biến đổi biểu thức để đưa về lượng dạng của R, L, C, ω). - Xét điều kiện cộng hưởng: Nếu trong mạch xảy ra hi ện tượng c ộng h ưởng thì lập lu ận để suy ra đại lượng cần tìm.bất đẳng thức Côsi hoặc dạng của tam thứ Phương pháp giải: c bậc hai có chứa biến số để tìm cực trị. Một số công thức sau để sử dụng khi cần giải nhanh các câu trắc nghiệm dạng này: U2 U2 Cực đại P theo R: R = |ZL – ZC|. Khi đó Pmax = = . 2 | Z L − Z C | 2R R 2 + ZC 2 U R 2 + ZC 2 Cực đại UL theo ZL: ZL = . Khi đó ULmax = . ZC R R2 + Z L 2 U R2 + ZL 2 Cực đại của UC theo ZC: ZC = . Khi đó UCmax = . ZL R 2 Cực đại của UL theo ω: UL = ULmax khi ω = . 2 LC − R 2C 2 11 Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – đại học
  12. CHUYÊN ĐỀ V: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Phan Thị Thanh Hoài 1 R2 Cực đại của UC theo ω: UC = UCmax khi ω = − 2 . LC 2 L 1. Cho mạch điện như hình vẽ. 1 Trong đó R = 60 Ω, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = H, tụ 2π điện có điện dung C thay đổi được. Đặt vào giữa hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều ổn đ ịnh: uAB = 120 2 cos100πt (V). Xác định điện dung của tụ điện để cho công suất tiêu thụ trên đo ạn m ạch đạt giá trị cực đại. Tính giá trị cực đại đó. 2. Một đoạn mạch gồm R = 50 Ω, cuộn thuần cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C = 2.10 −4 F mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch m ột điện áp xoay chi ều có đi ện áp hi ệu d ụng π 110 V, tần số 50 Hz. Thì thấy u và i cùng pha với nhau. Tính đ ộ t ự c ảm c ủa cu ộn c ảm và công su ất tiêu thụ của đoạn mạch. 3. Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó điện trở thuần R = 50 Ω, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 159 mH, t ụ điện có điện dung C = 31,8 µF, điện trở của ampe kế và dây nối không đáng k ể. Đặt vào giữa hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều u AB = 200cosωt (V). Xác định tần số của điện áp để ampe kế chỉ giá trị cực đại và số chỉ của ampe kế lúc đó. 4. Đặt điện áp u = 100 2 cos ωt (V), có ω thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần 25 10−4 200 Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm H và tụ điện có điện dung F mắc nối tiếp. Công 36π π suất tiêu thụ của đoạn mạch là 50 W. Xác định tần số của dòng điện. 1 10 −4 5. Cho mạch điện xoay chiều gồm biến trở R, cuộn thuần cảm L = H, tụ điện C = F mắc 2π π nối tiếp với nhau. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u = 220 2 cos100πt (V). Xác định điện trở của biến trở để công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đạt giá trị cực đại. Tính giá trị cực đ ại đó. 6. Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó cuộn dây có điện trở thu ần r = 90 Ω, có 1,2 độ tự cảm L = H, R là một biến trở. Đặt vào giữa hai đầu đoạn m ạch m ột π điện áp xoay chiều ổn định uAB = 200 2 cos100πt (V). Định giá trị của biến trở R để công suất toả nhiệt trên biến trở đạt giá trị cực đại. Tính công suất cực đại đó. 10 −4 7. Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó R = 100 3 Ω; C = F; cuộn 2π dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được. Điện áp giữa hai đ ầu đo ạn mạch là u = 200cos100πt (V). Xác định độ tự cảm của cuộn dây để điện áp hiệu dụng trên cu ộn c ảm L là cực đại. Tính giá trị cực đại đó. 8. Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó R = 60 Ω, cuộn dây thuần cảm có độ 1 tự cảm L = H, tụ điện có điện dung C thay đổi được. Đặt vào giữa hai 2π đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều ỗn định: u AB = 120 2 cos100πt (V). Xác định điện dung của tụ điện để điện áp giữa hai bản tụ đạt giá trị cực đại. Tính giá trị cực đại đó. Bài tập trắc nghiệm 12 Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – đại học
  13. CHUYÊN ĐỀ V: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Phan Thị Thanh Hoài 9 (TN 2012). Đặt điện áp u = U0cos100πt (U0) không đổi) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần 50 Ω cuộn cảm thuần có độ tự cảm 0,318 H và tụ điện có điện dung thay đ ổi đ ược. Để cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch đạt giá trị cực đại thì ph ải điều ch ỉnh đi ện dung của tụ điện tới giá trị bằng A. 31,86 µF. B. 63,72 µF. C. 47,74 µF. D. 42,48 µF. 10 (CĐ 2009). Đặt điện áp xoay chiều u = U 0cos2πft, có U0 không đổi và f thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Khi f = f0 thì trong đoạn mạch có cộng hưởng điện. Giá trị của f 0 là 2 2π 1 1 A. . B. . C. . D. . LC LC LC 2π LC 11 (CĐ 2010). Đặt điện áp u = 200cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở R mắc nối tiếp 1 với cuộn cảm thuần có độ tự cảm H. Điều chỉnh biến trở để công suất tỏa nhiệt trên biến trở đạt π cực đại, khi đó cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch bằng 2 A. 1 A. B. 2 A. C. 2 A. D. A. 2 12 (CĐ 2011). Đặt điện áp u = U0cosωt; (U0 và ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch xoay chiều nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L và tụ điện có điện dung C điều chỉnh được. Khi dung kháng là 100 Ω thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch đạt cực đại là 100 W. Khi dung kháng là 200 Ω thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện là 100 2 V. Giá trị của điện trở thuần R là A. 100 Ω. B. 150 Ω. C. 160 Ω. D. 120 Ω. 13 (CĐ 2012). Đặt điện áp u = U 0cos(ωt + ϕ) (U0 và ϕ không đổi) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần, tụ điện và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đ ổi đ ược. Khi L = L 1 hoặc L = L2 thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mặt bằng nhau. Để cường đ ộ dòng đi ện hi ệu d ụng trong đoạn mạch giá trị cực đại thì L bằng 1 LL 2L1 L2 A. ( L1 + L2 ) . B. 1 2 . C. . D. 2(L1 + L2). 2 L1 + L2 L1 + L2 14 (ĐH 2009). Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120 V, t ần s ố 50 Hz vào hai đ ầu đo ạn 0,4 mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần 30 Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm H và tụ điện có π điện dung thay đổi được. Điều chỉnh điện dung của tụ điện thì điện áp hiệu d ụng gi ữa hai đ ầu cu ộn cảm đạt giá trị cực đại bằng A. 150 V. B. 160 V. C. 100 V. D. 250 V. 15 (ĐH 2011). Đặt điện áp xoay chiều u = U 2 cos100π t vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, tụ điện có điện dung C và cuộn cảm thuần có đ ộ tự cảm L thay đ ổi đ ược. Đi ều chỉnh L để điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại thì th ấy giá tr ị c ực đ ại đó b ằng 100 V và điện áp hiệu dụng ở hai đầu tụ điện bằng 36 V. Giá trị của U là A. 80 V. B. 136 V. C. 64 V. D. 48 V. 16 (ĐH 2011). Đặt điện áp xoay chiều u = U 2 cos100πt (U không đổi, t tính bằng s) vào hai đầu 1 đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có đ ộ tự cảm H và tụ điện có 5π điện dung C thay đổi được. Điều chỉnh điện dung của tụ điện để điện áp hiệu d ụng gi ữa hai b ản t ụ điện đạt giá trị cực đại. Giá trị cực đại đó bằng U 3 . Điện trở R bằng 13 Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – đại học
  14. CHUYÊN ĐỀ V: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Phan Thị Thanh Hoài A. 10 Ω. B. 20 2 Ω. C. 10 2 Ω. D. 20 Ω. 17 (ĐH 2012). Trong giờ thực hành, một học sinh mắc đoạn mạch AB gồm điện trở thu ần 40 Ω, tụ điện có điện dung C thay đổi được và cuộn dây có độ tự cảm L n ối ti ếp nhau theo đúng th ứ t ự trên. Gọi M là điểm nối giữa điện trở thuần và tụ điện. Đặt vào hai đầu đoạn m ạch AB m ột đi ện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200V và tần số 50 Hz. Khi điều chỉnh điện dung của t ụ điện đến giá trị C m thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch MB đạt giá trị cực tiểu bằng 75 V. Đi ện tr ở thu ần c ủa cuộn dây là A. 24 Ω. B. 16 Ω. C. 30 Ω. D. 40 Ω. 18 (ĐH 2012). Đặt điện áp xoay chiều u = U 0cosωt (U0 không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Khi ω = ω 1 thì cảm kháng và dung kháng của đoạn mạch lần lượt là Z1L và Z1C . Khi ω = ω 2 thì trong đoạn mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng. Hệ thức đúng là Z1L Z1L Z1C Z1C A. ω1 = ω2 . B. ω1 = ω2 . C. ω1 = ω2 . D. ω1 = ω2 . Z1C Z1C Z1L Z1L Dạng 6: Bài toán hộp đen Các dấu hiệu để nhận biết một hoặc nhiều thành phần trên đoạn mạch xoay chiều (thường gọi là hộp đen): Dựa vào độ lệch pha ϕx giữa điện áp hai đầu hộp đen và dòng điện trong mạch: + Hộp đen một phần tử: - Nếu ϕx = 0: hộp đen là R. π - Nếu ϕx = : hộp đen là L. 2 π - Nếu ϕx = - : hộp đen là C. 2 + Hộp đen gồm hai phần tử: π - Nếu 0 < ϕx < : hộp đen gồm R nối tiếp với L. 2 π - Nếu - < ϕx < 0: hộp đen gồm R nối tiếp với C. 2 π - Nếu ϕx = : hộp đen gồm L nối tiếp với C với ZL > ZC. 2 π - Nếu ϕx = - : hộp đen gồm L nối tiếp với C với ZL < ZC. 2 - Nếu ϕx = 0: hộp đen gồm L nối tiếp với C với ZL = ZC. Dựa vào một số dấu hiệu khác: 2 2 2 2 + Nếu mạch có R nối tiếp với L hoặc R nối tiếp với C thì: U 2 = U R + U L hoặc U2 = U R + U C . + Nếu mạch có L nối tiếp với C thì: U = |U L – UC|. + Nếu mạch có công suất tỏa nhiệt thì trong m ạch phải có điện tr ở thu ần R ho ặc cu ộn dây ph ải có điện trở thuần r. + Nếu mạch có ϕ = 0 (I = Imax; P = Pmax) thì hoặc là mạch chỉ có điện trở thuần R hoặc mạch có cả L và C với ZL = ZC. 14 Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – đại học
  15. CHUYÊN ĐỀ V: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Phan Thị Thanh Hoài 1. Trên một đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh gồm hai ph ần tử thu ần (đi ện tr ở thu ần R, cu ộn π cảm thuần L hoặc tụ điện C), cường độ dòng điện sớm pha ϕ (với 0 < ϕ < ) so với điện áp ở hai 2 đầu đoạn mạch. Xác định các loại phần tử của đoạn mạch. 2. Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh m ột điện áp xoay chi ều u = U 0cosωt thì dòng π điện chạy trong mạch là i = I0cos(ωt + ). Có thể kết luận được chính xác những điều gì về điện trở 6 thuần R, cảm kháng ZL và dung kháng ZC của đoạn mạch. 3. Trên một đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh gồm hai ph ần tử thuần (điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L hoặc tụ điện C) khác loại. Đặt 3π vào hai đầu đoạn mạch điện áp u1 = 100 2 cos(100πt + ) (V) thì cường độ dòng điện qua mạch là 4 π π i1 = 2 cos(100πt + ) (A). Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u 2 = 100 2 cos(50πt + ) (V) 4 2 thì cường độ dòng điện là i2 = 2 cos50πt (A). Xác định hai thành phần của đoạn mạch. 4. Cho điện như hình vẽ. Trong đó X là hộp đen chứa m ột trong 3 ph ần t ử (đi ện tr ở thu ần R, cu ộn cảm thuần L hoặc tụ điện C) và R = 50 Ω. Khi đặt vào hai đầu AB một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở thuần R là 120 V và điện áp giữa hai đ ầu hộp đen trể pha hơn điện áp giữa hai đầu điện trở thuần. Xác đ ịnh lo ại linh kiện c ủa h ộp đen và tr ở kháng của nó. 5. Cho điện như hình vẽ. Trong đó X là hộp đen chứa hai trong ba ph ần t ử (điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L hoặc tụ điện C). Biết rằng khi đ ặt π một điện áp xoay chiều uAB = 220 2 cos(100πt + ) (V) vào hai đầu đoạn mạch thì cường độ dòng 4 π điện chạy trong mạch là i = 4 2 cos(100πt + ) (A). Xác định các loại linh kiện trong hộp đen. 3 6. Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó hộp đen X chứa hai trong 3 ph ần t ử (điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L hoặc tụ điện C). Biết R = ZC = 100 Ω; uMA π trể pha hơn uAN góc và UMA = 3UAN. Xác định các loại linh kiện trong hộp 12 đen và giá trị trở kháng của chúng. 7. Trong ba hộp đen X, Y, Z có ba linh kiện khác lo ại nhau là đi ện tr ở thu ần, cuộn cảm thuần hoặc tụ điện. Biết khi đặt vào hai đ ầu đo ạn m ạch MN đi ện áp u MN = 100 2 cos100πt (V) thì cường độ dòng điện chạy trong mạch là i = 2 cos100πt (A) và điện áp giữa hai đầu π các đoạn mạch AB và AN là u AB = 100 2 cos100πt (V) và uAN = 200cos(100πt - ) (V). Xác định loại 4 linh kiện của từng hộp đen và trở kháng của chúng. Dạng 7: So sánh các đại lượng trên đoạn mạch xoay chiều + Trên đoạn mạch RLC với U, ω, L, C không đổi, chỉ có R thay đổi thì khi R = |ZL – ZC|, công suất của mạch đạt cực đại. Có hai giá trị của R xung quanh |Z L – ZC| để công suất tiêu thụ trên mạch bằng nhau và nhỏ hơn công sất cực đại (giá trị của R càng gần |Z L – ZC| thì P càng lớn và càng gần với Pmax). 15 Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – đại học
  16. CHUYÊN ĐỀ V: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Phan Thị Thanh Hoài R 2 + ZC 2 + Trên đoạn mạch RLC với U, ω, R, C không đổi, chỉ có L thay đổi thì khi Z L = , điện áp ZC R 2 + ZC 2 hiệu dụng trên cuộn thuần cảm đạt giá trị cực đại. Có hai giá trị của Z L xung quanh để U L ZC R 2 + ZC 2 bằng nhau và nhỏ hơn giá trị cực đại (giá trị của Z L càng gần thì UL càng lớn và càng gần ZC với ULmax). R2 + Z L 2 + Trên đoạn mạch RLC với U, ω, R, L không đổi, chỉ có C thay đổi thì khi Z C = , điện áp ZL R2 + Z L 2 hiệu dụng trên cuộn thuần cảm đạt giá trị cực đại. Có hai giá trị của Z C xung quanh để điện ZL áp hiệu dụng trên cuộn cảm thuần bằng nhau và nhỏ hơn giá trị cực đ ại (giá tr ị c ủa Z C càng gần R2 + Z L 2 thì UC càng lớn và càng gần với UCmax). ZL 1 + Trên đoạn mạch RLC với U, R, L, C không đổi, chỉ có ω thay đổi thì: Khi ω = thì có hiện LC U U2 tượng cộng hưởng điện: Z = Z min = R; I = Imax = ; P = Pmax = ; ϕ = 0; cosϕ = 1; UR = URmax = U. R R Cho ω (hoặc f) thay đổi ta thấy có hai giá trị ω = ω1 hoặc ω = ω2 để I, P, cosϕ hoặc UR bằng nhau và nhỏ hơn giá trị cực đại; khi ω = ω0 để I, P, cosϕ hoặc UR đạt giá trị cực đại thì ω0 = ω1ω2  f = f1 f 2 . 2 Khi ω = thì UL đạt cực đại. Cho ω (hoặc f) thay đổi ta thấy có hai giá trị ω = ω1 2 LC − R 2C 2 2 1 2 hoặc ω = ω2 để UL bằng nhau và nhỏ hơn giá trị cực đại; khi ω = ω0 để UL = ULmax thì ω 0 = (ω + ω 2 1 2 2 ). 2 L − R 2C Khi ω = thì UL đạt giá trị cực đại. Cho ω (hoặc f) thay đổi ta thấy có hai giá trị ω = ω1 2 L2C 2 1 2 hoặc ω = ω2 để UC bằng nhau và nhỏ hơn giá trị cực đại; khi ω = ω0 để UC = UCmax thì ω 0 = (ω + ω 2 1 2 2 ). 1 (CĐ 2012). Đặt điện áp u = U0cos(ωt + ϕ) (U0 không đổi, tần số góc ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc n ối tiếp. Điều chỉnh ω = ω1 thì đoạn mạch có tính cảm kháng, cường độ dòng điện hiệu dụng và hệ số công suất của đo ạn m ạch l ần l ượt là I1 và k1. Sau đó, tăng tần số góc đến giá trị ω = ω2 thì cường độ dòng điện hiệu dụng và hệ số công suất của đoạn mạch lần lượt là I2 và k2. Khi đó ta có A. I2 > I1 và k2 > k1. B. I2 > I1 và k2 < k1. C. I2 < I1 và k2 < k1. D. I2 < I1 và k2 > k1. 16 Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – đại học
  17. CHUYÊN ĐỀ V: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Phan Thị Thanh Hoài 2 (CĐ 2012). Đặt điện áp u = U0cos(ωt + ϕ) (U0 không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc n ối tiếp. Điều chỉnh ω = ω1 thì cảm kháng của cuộn cảm thuần bằng 4 lần dung kháng của tụ điện. Khi ω = ω2 thì trong mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện. Hệ thức đúng là A. ω1 = 2ω2. B. ω2 = 2ω1. C. ω1 = 4ω2. D. ω2 = 4ω1. 3 (ĐH 2009). Đặt điện áp xoay chiều u = U 0cosωt có U0 không đổi và ω thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Thay đổi ω thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch khi ω = ω1 bằng cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch khi ω = ω2. Hệ thức đúng là 2 1 2 1 A. ω1 + ω2 = . B. ω1.ω2 = . C. ω1 + ω2 = . D. ω1.ω2 = . LC LC LC LC 4 (ĐH 2010). Đặt điện áp u = U 2 cosωt vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AN và NB mắc nối tiếp. Đoạn AN gồm biến trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, đo ạn NB 1 chỉ có tụ điện, điện dung C. Đặt ω1 = . Để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch AN 2 LC không phụ thuộc vào R thì tần số góc ω bằng ω1 ω1 A. . B. . C. 2ω1. D. ω1 2 . 2 2 2 5 (ĐH 2010). Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số 50 Hz vào hai đầu đo ạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L và tụ điện có điện dung C thay đổi được. 10 −4 10 −4 Điều chỉnh điện dung C đến giá trị F hoặc F thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đều có 4π 2π giá trị bằng nhau. Giá trị của L bằng 1 1 3 2 A. H. B. H. C. H. D. H. 3π 2π π π 6 (ĐH 2010). Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở R mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C. Gọi điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện, giữa hai đầu biến trở và hệ số công suất của đoạn mạch khi biến trở có giá trị R 1 lần lượt là UC1, UR1 và cosφ1; khi biến trở có giá trị R2 thì các giá trị tương ứng nói trên là U C2, UR2 và cosφ2. Biết UC1 = 2UC2, UR2 = 2UR1. Giá trị của cosφ1 và cosφ2 là 1 1 1 2 A. cosϕ1 = , cosϕ2 = . B. cosϕ1 = , cosϕ2 = . 5 3 3 5 1 2 1 1 C. cosϕ1 = , cosϕ2 = . D. cosϕ1 = , cosϕ2 = . 5 5 2 2 2 7 (ĐH 2011). Đặt điện áp u = U 2 cos2πft (U không đổi, tần số f thay đổi được) vào hai đầu đo ạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và t ụ điện có điện dung C. Khi tần số là f1 thì cảm kháng và dung kháng của đoạn mạch có giá trị lần lượt là 6 Ω và 8 Ω. Khi tần số là f2 thì hệ số công suất của đoạn mạch bằng 1. Hệ thức liên hệ giữa f1 và f2 là 2 3 3 4 A. f2 = f1. B. f2 = f1. C. f2 = f1. D. f2 = f1. 3 2 4 3 8 (ĐH 2011). Đặt điện áp xoay chiều u = U0cosωt (U0 không đổi và ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C m ắc nối tiếp, với CR2 < 2L. Khi ω = ω1 hoặc ω = ω2 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện có cùng m ột giá trị. 17 Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – đại học
  18. CHUYÊN ĐỀ V: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Phan Thị Thanh Hoài Khi ω = ω0 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt cực đại. Hệ thức liên hệ giữa ω1, ω2 và ω0 là 1 2 1 A. ω0 = (ω1 + ω2 ) . B. ω0 = (ω1 + ω2 ) . 2 2 2 2 1 1 1 1 C. ω0 = ω1ω2 . D. 2 = ( 2 + 2 ) . ω0 2 ω1 ω2 9 (ĐH 2011). Lần lượt đặt các điện áp xoay chiều u1 = U 2 cos(100πt + ϕ1); u2 = U 2 cos(120πt + ϕ2); và u3 = U 2 cos(110πt + ϕ3); vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thu ần có đ ộ t ự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện trong đo ạn m ạch có bi ểu th ức 2π tương ứng là: i1 = I 2 cos100π t ; i2 = I 2 cos(120π t + ) và 3 2π i3 = I ' 2 cos(110π t − ) . So sánh I và I’, ta có 3 A. I = I’. B. I = I ' 2 . C. I < I’. D. I > I’. 10 (ĐH 2012). Đặt điện áp u = U0 cosωt (V) (U0 không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch 4 gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm H và tụ điện mắc nối tiếp. Khi ω = ω0 thì 5π cường độ dòng điện hiệu dụng qua đoạn mạch đạt cực đại I m. Khi ω = ω1 hoặc ω = ω2 thì cường độ dòng điện cực đại qua đoạn mạch bằng nhau và bằng I m. Biết ω1 – ω2 = 200π rad/s. Giá trị của R bằng A. 150 Ω. B. 200 Ω. C. 160 Ω. D. 50 Ω. Dạng 8: Các loại máy phát điện và động cơ điện A- Máy biến áp – Truyền tải điện năng. U2 I1 N 2 Máy biến áp: = = . U1 I 2 N1 P 2 r Công suất hao phí trên đường dây tải: Php = rI2 = r( ) = P2 2 . U U Độ giảm điện áp trên đường dây tải điện: ∆ U = Ir. P − Php Hiệu suất tải điện: H = . P Tự luận: 1. Một máy biến áp có số vòng dây trên cuộn sơ cấp và số vòng dây của cu ộn th ứ cấp là 2000 vòng và 500 vòng. Điện áp hiệu dụng và cường độ hiện dụng ở mạch thứ cấp lần lượt là 50 V và 6 A. Xác định điện áp hiệu dụng và cường độ hiệu dụng ở mạch sơ cấp. 2. Cuộn sơ cấp và thứ cấp của một máy biến áp có số vòng lần lượt là N 1 = 600 vòng, N2 = 120 vòng. Điện trở thuần của các cuộn dây không đáng kể. Nối hai đầu cu ộn s ơ cấp v ới đi ện áp xoay chi ều có giá trị hiệu dụng 380 V. a) Tính điện áp ở hai đầu cuộn thứ cấp. b) Nối 2 đầu cuộn thứ cấp với bóng đèn có điện trở 100 Ω. Tính cường độ dòng điện hiệu dụng chạy trong cuộn sơ cấp. Bỏ qua hao phí ở máy biến áp. 3. Một máy phát điện có công suất 120 kW, điện áp hiệu d ụng giữa hai c ực c ủa máy phát là 1200 V. Để truyền đến nơi tiêu thụ, người ta dùng một dây tải điện có điện trở tổng cộng 6 Ω. a) Tính hiệu suất tải điện và điện áp ở hai đầu dây n ơi tiêu thụ. 18 Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – đại học
  19. CHUYÊN ĐỀ V: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Phan Thị Thanh Hoài b) Để tăng hiệu suất tải điện, người ta dùng một máy biến áp đ ặt n ơi máy phát có t ỉ s ố vòng dây cuộn thứ cấp và sơ cấp là 10. Bỏ qua mọi hao phí trong máy biến áp, tính công su ất hao phí trên dây và hiệu suất tải điện lúc này. 4. Điện năng được tải từ trạm tăng áp tới trạm hạ áp bằng đường dây t ải đi ện m ột pha có đi ện tr ở R = 30 Ω. Biết điện áp ở hai đầu cuộn sơ cấp và thứ cấp của máy hạ áp lần lượt là 2200 V và 220 V, cường độ dòng điện chạy trong cuộn thứ cấp của máy hạ áp là 100 A. B ỏ qua t ổn hao năng l ượng ở các máy biến áp. Tính điện áp ở hai cực trạm tăng áp và hi ệu su ất truy ền t ải đi ện. Coi h ệ s ố công suất bằng 1. 5. Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí t ưởng (bỏ qua hao phí) một đi ện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp hiệu dụng giữa hai đ ầu cu ộn th ứ cấp đ ể h ở là 100 V. Ở cuộn thứ cấp, nếu giảm bớt n vòng dây thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để h ở của nó là U, nếu tăng thêm n vòng dây thì điện áp đó là 2U. Tính điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở khi tăng thêm 3n vòng dây ở cuộn thứ cấp. 1 6. Từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ là hai máy biến áp. Máy tăng áp A có hệ số biến đổi K A = , máy hạ 20 áp B có hệ số biến đổi KB = 15. Dây tải điện giữa hai biến áp có điện trở tổng cộng R = 10 Ω. Bỏ qua hao phí trong hai biến áp và giả sử đường dây có hệ số công suất là cos ϕ = 1. Để đảm bảo nơi tiêu thụ, mạng điện 120 V – 36 kW hoạt động bình thường thì nơi sản xuất điện năng phải có I 1A và U1A bằng bao nhiêu? Tính hiệu suất của sự tải điện. Trắc nghiệm 7 (TN 2009). Một máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp gồm 1000 vòng, cuộn th ứ cấp g ồm 50 vòng. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn sơ cấp là 220 V. Bỏ qua hao phí. Đi ện áp hi ệu d ụng gi ữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là A. 440 V. B. 44 V. C. 110 V. D. 11 V. 8 (TN 2010). Khi truyền đi một công suất 20 MW trên đường dây t ải điện 500 kV mà đ ường dây t ải điện có điện trở 20 Ω thì công suất hao phí là A. 320 W. B. 32 kW. C. 500 W. D. 50 kW. 9 (TN 2011). Cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp của một máy biến áp lí tưởng có s ố vòng dây l ần l ượt là N1 và N2. Biết N1 = 10N2. Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều u = U 0cosωt thì điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở là U0 U0 2 U0 A. . B. . C. . D. 5 2U 0 . 20 20 10 10 (CĐ 2009). Một máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp gồm 2400 vòng dây, cu ộn th ứ c ấp g ồm 800 vòng dây. Nối hai đầu cuộn sơ cấp với điện áp xoay chiều có giá tr ị hi ệu d ụng 210 V. Đi ện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp khi biến áp hoạt động không tải là A. 0. B. 105 V. C. 630 V. D. 70 V. 11 (CĐ 2011). Khi truyền điện năng có công suất P từ nơi phát điện xoay chi ều đến n ơi tiêu th ụ thì ∆P công suất hao phí trên đường dây là ∆P. Để công suất hao phí trên đ ường dây ch ỉ còn là (với n > n 1), ở nơi phát điện người ta sử dụng một máy biến áp (lí tưởng) có tỉ số giữa số vòng dây của cuộn s ơ cấp và số vòng dây của cuộn thứ cấp là 1 1 A. n. B. . C. n. D. . n n 12 (ĐH 2010). Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí t ưởng một đi ện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp hiệu dụng giữa hai đ ầu cu ộn th ứ c ấp đ ể h ở là 100 V. Ở cuộn thứ cấp, nếu giảm bớt n vòng dây thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của nó là U, nếu tăng 19 Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – đại học
  20. CHUYÊN ĐỀ V: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Phan Thị Thanh Hoài thêm n vòng dây thì điện áp đó là 2U. Nếu tăng thêm 3n vòng dây ở cuộn thứ cấp thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của cuộn này bằng A. 100 V. B. 200 V. C. 220 V. D. 110 V. 13 (ĐH 2011). Một học sinh quấn một máy biến áp với dự định số vòng dây của cu ộn s ơ cấp g ấp hai lần số vòng dây của cuộn thứ cấp. Do sơ suất nên cuộn thứ cấp bị thiếu m ột s ố vòng dây. Mu ốn xác định số vòng dây thiếu để quấn tiếp thêm vào cuộn thứ cấp cho đủ, học sinh này đặt vào hai đ ầu cu ộn sơ cấp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, rồi dùng vôn k ế xác định t ỉ s ố đi ện áp ở cuộn thứ cấp để hở và cuộn sơ cấp. Lúc đầu tỉ số điện áp bằng 0,43. Sau khi qu ấn thêm vào cu ộn thứ cấp 24 vòng dây thì tỉ số điện áp bằng 0,45. Bỏ qua mọi hao phí trong máy bi ến áp. Đ ể đ ược máy biến áp đúng như dự định, học sinh này phải tiếp tục quấn thêm vào cuộn thứ cấp A. 40 vòng dây. B. 84 vòng dây. C. 100 vòng dây. D. 60 vòng dây. 14 (ĐH 2012). Điện năng từ một trạm phát điện được đưa đến một khu tái định cư b ằng đường dây truyền tải một pha. Cho biết, nếu điện áp tại đầu truyền đi tăng từ U lên 2U thì s ố h ộ dân đ ược tr ạm cung cấp đủ điện năng tăng từ 120 lên 144. Cho rằng chi tính đến hao phí trên đ ường dây, công su ất tiêu thụ điện của các hộ dân đều như nhau, công suất của trạm phát không đ ổi và h ệ s ố công su ất trong các trường hợp đều bằng nhau. Nếu điện áp truyền đi là 4U thì tr ạm phát huy này cung c ấp đ ủ điện năng cho A. 168 hộ dân. B. 150 hộ dân. C. 504 hộ dân. D. 192 hộ dân. 15 (ĐH 2012). Từ một trạm phát điện xoay chiều một pha đặt tại vị trí M, điện năng được truyền t ải đến nơi tiêu thụ N, cách M 180 km. Biết đường dây có điện trở tổng cộng 80 Ω (coi dây tải điện là đồng chất, có điện trở tỉ lệ thuận với chiều dài của dây). Do sự cố, đường dây bị rò điện t ại điểm Q (hai dây tải điện bị nối tắt bởi một vật có điện trở có giá trị xác định R). Để xác đ ịnh v ị trí Q, tr ước tiên người ta ngắt đường dây khỏi máy phát và tải tiêu thụ, sau đó dùng nguồn điện không đ ổi 12V, điện trở trong không đáng kể, nối vào hai đầu của hai dây tải điện tại M. Khi hai đầu dây t ại N đ ể h ở thì cường độ dòng điện qua nguồn là 0,40 A, còn khi hai đầu dây tại N được nối tắt bởi một đoạn dây có điện trở không đáng kể thì cường độ dòng điện qua nguồn là 0,42 A. Khoảng cách MQ là A. 135 km. B. 167 km. C. 45 km. D. 90 km. 16. Một nhà máy phát điện phát đi với công suất 60 kW, điện áp 6000 V, đến n ới tiêu th ụ đi ện áp còn 5000 V. Coi dây tải điện là thuần điện trở. Điện trở của dây tải điện là A. 10 Ω. B. 60 Ω. C. 100 Ω. D. 120 Ω. B- Máy phát điện – Động cơ điện. Tần số dòng điện của máy phát điện xoay chiều một pha (tính ra Hz): Máy có 1 cặp cực, rôto quay với tốc độ n vòng/giây: f = n. Máy có p cặp cực, rôto quay với tốc độ n vòng/giây: f = pn. pn Máy có p cặp cực, rôto quay với tốc độ n vòng/phút: f = . 60 Suất điện động cực đại do máy phát điện phát ra: E0 = E 2 = ωNBS = 2πfNΦ0. Công suất tiêu thụ trên động cơ điện: I2r + P = UIcosϕ. Mạch ba pha mắc hình sao: Ud = 3 Up; Id = Ip. Mạch ba pha mắc hình tam giác: Ud = Up; Id = 3 Ip. Tự luận 1. Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần cảm là rôto g ồm 8 c ặp c ực (8 c ực nam và 8 c ực bắc). Rôto quay với tốc độ 300 vòng/phút. a) Tính tần số của suất điện động cảm ứng do máy phát ra. 20 Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – đại học
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2