zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Tài Liệu Phổ Thông

» Ôn thi ĐH-CĐ

Luyện thi ĐH KIT 1 (Đặng Việt Hùng) - Công suất mạch điện xoay chiều P1 (Tài liệu bài giảng)

Chia sẻ: Khong Huu Cuong | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Báo xấu

196
lượt xem 33
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu bài giảng môn vật lý của thầy Đặng Việt Hùng kèm theo một số ví dụ và lý thuyết, giúp các bạn dễ dàng tham khảo, và tổng hợp lại kiến thức cơ bản nhất về mạch điện xoay chiều.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luyện thi ĐH KIT 1 (Đặng Việt Hùng) - Công suất mạch điện xoay chiều P1 (Tài liệu bài giảng)

Luyện thi đại học KIT-1: Môn Vật Lí ( Thầy Đặng Việt Hùng) Công suất mạch điện xoay chiều (P1) CÔNG SUẤT MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU – PHẦN 1 (TÀI LIỆU BÀI GIẢNG) GIÁO VIÊN: ĐẶNG VIỆT HÙNG Đây là tài liệu tóm lược các kiến thức đi kèm theo bài giảng “Công suất mạch điện xoay chiều (phần 1)“ thuộc khóa học LTĐH KIT-1 : Môn Vật lí(Thầy Đặng Việt Hùng) tại website Hocmai.vn. Để có thể nắm vững kiến thức phần “Công suất mạch điện xoay chiều (phần 1)”, Bạn cần kết hợp theo dõi bài giảng với tài liệu này. I. CÔNG SUẤT MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU 1) Biểu thức của công suất u  U ocos  ωt  φ u  V  U 2cos ωt φ u V Cho mạch điện xoay chiều có biểu thức điện áp và dòng điện  i  I ocos  ωt  φ i  A  I 2cos ωt φ i A Công suất của mạch được cho bởi P = U.I.cosφ, với φ = φu – φi là độ lệch pha của u và i. Chú ý: Khi tính toán công suất tiêu thụ của đoạn mạch điện xoay chiều thì ta phải chuyển đổi các phương trình của  π u và i về cùng dạng với nhau theo quy tắc sin x  cos  x    2 2) Điện năng tiêu thụ của mạch điện Điện năng tiêu thụ của mạch điện là W = P.t, với t là thời gian dòng điện chạy trong mạch, đơn vị giây, (s). Ví dụ 1. Cho mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp có L = 1/π (H).   π u  120 2 cos  100πt  6  V    Biểu thức điện áp và dòng điện trong mạch là  i  2 2 cos  100πt  π  A   3   a) Tính giá trị của điện trở R. b) Tính công suất tiêu thụ của mạch điện. c) Tính điện năng mà mạch tiêu thụ trong 1 giờ. Hướng dẫn giải:  Z  60Ω R 2   ZL  ZC 2  602   a) Tổng trở và độ lệch pha của u, i trong mạch là  π π π    π  Z  Z 1  φ    tan     L C   6 3 6   6 R 3 R 2  3R 2  602  Giải hệ trên ta được  R   R  30 3 Ω. ZC  ZL   3  π b) Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là P  UIcosφ  120.2.cos     120 3 W.  6 c) Điện năng mạch tiêu thụ trong 1 giờ (hay 3600 s) là W  P.t  120 3.3600  432 3 kJ. Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 1 -
Luyện thi đại học KIT-1: Môn Vật Lí ( Thầy Đặng Việt Hùng) Công suất mạch điện xoay chiều (P1) Ví dụ 2. Tính công suât tiêu thụ của đoạn mạch điện xoay chiều RLC biết   π   π u  200 2 cos  100πt  3  V u  50 6 cos  100πt  4  V       a)  b)  i  2 sin  100πt  2π  A i  2 2 sin  100πt  π  A   3    2     Hướng dẫn giải: a) Từ giả tiết ta chuyển phương trình i về dạng cosin ta được  2π   2π π   π i  2 sin 100πt   A  2 cos 100πt   A  2 cos 100πt  A.  3   3 2  6 π π 200 2. 2 cos    U I cosφ Từ đó ta có P  UIcos φ  o o   3 6   200. 3  100 3 W. 2 2 2 π 50 6.2 2 cos  π U I cosφ b) Ta có i  2 2 sin 100πt   A  2 cos 100πt  A  P  o o  4  50 6 W.  2 2 2 II. HỆ SỐ CÔNG SUẤT 1) Khái niệm hệ số công suất Đại lượng cosφ trong công thức tính công suất P = UIcosφ được gọi là hệ số công suất của mạch điện xoay chiều.  2) Công thức tính hệ số công suất UL P 2P a) Theo khái niệm hệ số công suất ta có cosφ     UI U o Io U LC U UR I.R R R  b) Theo giản đồ ta có cosφ      cosφ  , (*)  I U I.Z Z Z O  (*) là công thức tính giá trị của hệ số công suất trong các bài toán UR thường gặp.  UC 3) Biểu thức tính công suất khi mạch có R R U Ta có P  UIcosφ  UI.  .IR  I2 R   P  I2 R. Z Z Ví dụ 1: Cho mạch điện RL. Nếu đặt vào hai đầu mạch điện hiệu điện thế 220 V, tần số 50 Hz thì cường độ hiệu dụng của dòng điện qua mạch là 2A, và lệch pha so với điện áp góc π/4. a) Tìm R, L. b) Tìm công suất tiêu thụ của mạch. Hướng dẫn giải: a) Tổng trở của mạch là Z = 220/2 = 110 Ω. R 1 Độ lệch pha của u và i là π/4 nên cosφ    R  Zcosφ  110.  55 2 Ω. Z 2 Mặt khác, mạch chỉ có R và L nên u nhanh pha hơn i góc π/4. π ZL π Z 55 2 0,778 Khi đó tan    ZL  R.tan  55 2 Ω  L  L   (H) 4 R 4 ω 100π π 1 b) Công suất tiêu thu của mạch là P  UIcos φ  220.2.  220 2 W. 2 Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 2 -
Luyện thi đại học KIT-1: Môn Vật Lí ( Thầy Đặng Việt Hùng) Công suất mạch điện xoay chiều (P1) Ví dụ 2: Tính hệ số công suất của đoạn mạch điện xoay chiều có các thông số thỏa mãn 1 a) UL  U  2UC . 2 3 b) U R  UL  3UC . 3 b) 3R  Z L  2Z C . Hướng dẫn giải:  1 UL  2 U  2  1 1 1  U2 15U 2 a) Từ giả thiết ta có  U C  U   U  U R   U  U   U 2  U 2R  2 2  U 2R   4 2 4  16 16  U 2  U 2   U  U 2  R L C  15U U 15 Từ đó ta được U R    cosφ  R  . 4 U 4  U  3U  L R 2  1  1  4U 2R 7U R2 b) Ta có  UC  UR   U 2  U 2R   3U R  U R   U 2  U 2R   U2   3  3  3 3  U 2  U 2   U  U 2  R L C 3 U 3 21 Từ đó, U R  U   cosφ  R   . 7 U 7 7 R c) Quy các biểu thức đã cho theo R và sử dụng công thức tính cosφ  ta được Z  ZL  3R  2  3  3  3R 2 7R 2 R 2 7  C Z  R   Z 2  R 2   3R  R   Z 2  R 2     cosφ   .  2  2  4 4 Z 7  Z2  R 2   Z  Z  2  L C Ví dụ 3 : Cho mạch điện xoay chiều RLC có U = 220 V, R = 100 Ω, L = 0,5 (H), tụ C có điện dung thay đổi được. Dòng điện có tần số 50 Hz, tụ được điều chỉnh có giá trị C = 10–5 (F). a) Tính tổng trở của mạch. b) Tính cường độ hiệu dụng của mạch c) Tìm C để cường độ qua mạch cực đại. d) Tính hệ số công suất trong hai trường hợp trên. Hướng dẫn giải:  ZL  ωL  157 Ω  Ta có ω  100π rad/s   1  ZC  ωC  318,5Ω a) Tổng trở của mạch Z  R 2   ZL  ZC   190Ω. 2 U 220 b) Cường độ hiệu dụng I   1,16A. Z 190 U 220 c) Từ biểu thức I   , ta thấy để Imax thì Zmin hay mạch có cộng hưởng điện. Z R   Z L  ZC  2 2 Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 3 -
Luyện thi đại học KIT-1: Môn Vật Lí ( Thầy Đặng Việt Hùng) Công suất mạch điện xoay chiều (P1) 1 1 Khi đó ZL  ZC  0  ω2 LC  1  C    2.105 (F). ω L 100π 2 .0,5 2 d) Hệ số công suất của mạch điện: R 100  Khi C  105 (F)  cosφ    0,526. Z 190 R R  Khi C  2.105 (F)  cosφ    1. Zmin R Ví dụ 4: Tính hệ số công suất của đoạn mạch điện xoay chiều có các thông số thỏa mãn Z 3 a) R  3ZL  C Đ/s : cos φ  2 34 1 b) 2R  ZL  2ZC Đ/s : cos φ  2 3 35 b) U  2UL  UC Đ/s : cosφ  2 6 …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. Ví dụ 5: Tính hệ số công suất của đoạn mạch điện xoay chiều có các thông số thỏa mãn 6 a) R  3ZL  2ZC Đ/s : cos φ  37 ZC 3 b) R  3ZL  Đ/s : cos φ  3 21 6 b) 2R  3ZL  4ZC Đ/s : cos φ  37 …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. 1 4.104 Ví dụ 6: Mạch RLC có L  H;C  F; u  100 2 cos 100πt  V . Tìm R để 2π π a) P = 200 W Đ/s : R = 25 Ω b) P = 160 W Đ/s : R = 50 Ω ; R = 12,5 Ω …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 4 -
Luyện thi đại học KIT-1: Môn Vật Lí ( Thầy Đặng Việt Hùng) Công suất mạch điện xoay chiều (P1) 1 Ví dụ 7: Mạch RLC có L  H;R  50 ; u  120cos 100πt  V . Tìm C để π a) cosφ = 1 Đ/s : ZC = 100 Ω 5 b) cosφ  Đ/s : ZC = 120 Ω ; ZC = 80 Ω 29 c) P = 72 W Đ/s : ZC = 150 Ω ; ZC = 50 Ω …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. 1` 10 3 Câu 4: Cho đoạn mạch xoay chiều như hình vẽ, biết : L (H ) ; C  ( F ) . Đặt vào hai đầu đoạn  4 mạch một hiệu điện thế : U AB  75 2 . cos(100  .t ) . Công suất trên toàn mạch là : P=45(W). Tính giá trị R? A. R  45() B. R  60() C. R  80() D. Câu A hoặc C Bài giải: Z L  100 () ; Z C  40 () L C R A B P Công suất toàn mạch : P  I 2 .R  I 2  (1) R Mặt khác U AB  I .Z AB  I . ( R 2 )  (Z L  Z C ) 2 Bình phương hai vế ta có : P 2 U 2 AB  I 2 .( R 2  ( Z L  Z C ) 2 )( 2) Thay (1) vào (2) ta có : U 2 AB  ( R  ( Z L  Z C ) 2 ) (3) R 45 2 Thay số vào (3) suy ra: 752  ( R  (100  40) 2 ) Hay: R2 - 125R+ 3600 = 0 R  R  45 R 2  125R  3600  0   1 Vậy R1 = 45 Hoặc R2 = 80 Chọn D  R2  80 Giáo viên: Đặng Việt Hùng Nguồn : Hocmai.vn Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 5 -

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.