BÀI TẬP PHẦN ĐIỆN XOAY CHIỀU P1 Câu 1: Một cuộn dây có điện trở r 100 3 độ tự cảm L 3/ H mắc nối tiếp với đoạn mạch X mắc vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120V , tần số 50 Hz cường độ dịng điện hiệu dụng qua mạch 0,3 A dòng điện chậm pha 300 so với điện áp hai đầu mạch Công suất tiêu thụ đoạn mạch X A 20 W B 5, 3W C 3W D 18 3W Giải: Gọi điện trở đoạn mạch X R: cos = Ur UR = cos300 = U U = 60 V - UR = 60 -Ir = 30 UR = Ur R = r = 100 UR + U r = Công suất tiêu thụ đoạn mạch X PX = PR = I2R = W Đáp án C Câu Đặt điện áp u = 120 cos100t (V) vào hai đầu đoạn mạch nối thứ tự RLC, cuộn dây không cảm Biết điện áp hiệu dụng R 40 (V) Điện áp đoạn mạch chứa đoạn dây tụ điện sớm pha điện áp tồn mạch π/6 Tính độ lệch pha điện áp tồn mạch dịng điện? A / B / C / D / Giải: Vẽ giãn đồ véc tơ hình vẽ, U’ điện áp đầu đoạn mạch chưa cuộn dây tụ Ta có ’ - = /6 = /6 ( ’ = + ) U2R = U2 + U’2 – 2UU’cos Ta có phương trình; U’2 – 2UU’cos + U2 - U2R = U’2 – 120 U’+ 9600 = (*) pt có nghiệm U’1 = 80 (V) U’2 = 40 (V) U U’ UR ’ Khi U’1 = 80 (V) = /2 loại ’ = + /6 > /2 Khi U’1 = 40 (V) = /6 Chọn đáp án A Câu 3: Cho mạch điện gồm điện trở gồm R=50Ω, cuộn cảm L=(1/π) H tụ điện C=(50/π) μF Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u = 50 + 100 cos100t + 50 cos200t (V) Công suất tiêu thụ mạch điện A 40W B 50W C 100W D 200W Giải: Đặt vào mạch điện áp: Điện áp môt chiều U0 hai điện áp xoay chiều u1 u2 Điện áp chiều U0 = 50V, điện áp khơng gây dịng điện qua mạch tụ điện khơng cho dịng điện chiều qua mạch Như có dịng điện qua mạch Hai dịng điện khác biên độ khác tần số i1 = I1 cos(100t + 1) i2 = I2 cos(200t + 2) U2 U U2 U1 I1 = = I = 2= Z1 Z2 R ( Z L1 Z C1 ) R (Z L Z C ) ZL1 = 1L = 100; ZC1 = 200; ZL1 = 2L = 200; ZC1 = 100; (ZL1 – ZC1)2 =(ZL2 – ZC2)2 = 1002 100 50 I1 = = (A); I2 = = (A); 2 2 5 50 100 50 100 Công suất tiêu thụ mạch điện P = (I21 + I22)R = 50 W Đáp án B ThuVienDeThi.com Câu 4: Đặt điện áp u 120 cos(100t ) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, tụ điện C = 1/(4) mF Và cuộn cảm L= 1/ H mắc nối tiếp Khi thay đổi R ứng với R1 R2 mạch tiêu thụ công suất P độ lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch so với dòng điện mạch tương ứng 1 2 với 1 =2.2 Giá trị công suất P A 120 W B 240 W C 60 W D 120 W Giải: ZL = 100; ZC = 40 - ZL – ZC = 60; P1 = P2 R1 R = 2 - R1R2 = 602 (*) R 60 R2 60 tan1 = Z L ZC Z ZC , tan2 = L , R1 R2 1 =2.2 - tan1 = tan22 = tan tan Z L ZC Z ZC R2 - L = Z ZC R1 1 ( L ) R2 - 2R1R2 = R22 – (ZL – ZC)2 = R22 – 602 (**) Từ (*) (**) R2 = 60 Z2 = 120 U R2 120 2.60 P = P2 = = = 60 W Đáp án C Z 22 120 2 Câu 5: Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp (cuộn dây cảm, 2L CR ) điện áp u 45 26 cos t (V ) với ω thay đổi Điều chỉnh đến giá trị cho Z L / Z C /11 điện áp hiệu dụng hai tụ đạt cực đại Giá trị cực đại A 180 V B 205 V C 165 V D 200 V Giải: UC = UCmax khi = Khi ZL= L R2 ; ZC = C L L R2 C L C L R2 C UCmax = - 2UL R LC R C ZL C L R2 CR 2 = ( ) = 1= ZC 2L L C 11 CR CR 18 - = - = (*) 2L L 11 11 UCmax = = 2UL R LC R C 2.45 13.11 36.13 = 2U R2 (4 LC R C ) L2 = 2U 4R 2C R 2C ) ( L L = 2.45 13 18 18 ( ) 11 11 = 165V Đáp số UCmax = 165 V Đáp án C Câu Cho mạch xoay chiều RLC nối tiếp, AM R, MN C, NB cuộn dây không cảm R=80Ω, uAB = 240 cost (V) Cường độ dòng điện hiệu dụng mạch A Biết điện áp hai đầu MB nhanh pha điện áp hai đầu AB 30o Điện áp hai đầu AB AN vuông pha Tính giá ThuVienDeThi.com trị cảm kháng A 80 B 120 C 60 D 20 UAB Giải: Vẽ giãn đồ véc tơ hình vẽ Ta có UR = IR = 80 (V) MB - = = 300 U2R = U2AB+U2MB – 2UABUMBcos UMB = 80 (V) UMB = UR - = = 300 - UL – UC = UAB/2 = 120 (V) UC = URtan( 900 - ) = URtan(600) =240V UL = 120V + 240V = 360V ZL = UL/I = 120 Đáp án B UMB UR UL-UC MB UC Câu 7: Điện áp xoay chiều phòng thực hành có giá trị hiệu dụng 24V tần số 50Hz Một học sinh cần phải quấn máy biến áp để từ điện áp nói tạo điện áp hiệu dụng 12V hai đầu cuộn thứ cấp để hở Sau quấn máy thời gian, học sinh quên số vòng dây cuộn dây Để tạo máy biến áp theo yêu cầu học sinh nối cuộn sơ cấp máy với điện áp phòng thực hành sau dùng vơn kế có điện trở lớn để đo điện áp cuộn thứ cấp để hở Ban đầu kết đo 8,4V Sau quấn thêm 55 vịng dây vào cuộn thứ cấp kết đo 15V Bỏ qua hao phí máy biến áp Để tạo máy biến áp theo yêu cầu học sinh cần phải tiếp tục giảm vòng dây cuộn thứ cấp? A 15 vòng B 40 vòng C 20 vòng D 25 vòng Giải: Gọi số vòng dây cuộ sơ cấp thứ cấp quấn N1 N2 N 55 N2 8,4 15 8,4 15 6,6 55 = (1) = (2) - Lấy (2) – (1) = = 24 24 24 24 N1 N1 N1 N1 = 200 vòng N2 = 70 vòng Để tạo máy biến áp theo u cầu số vịng dây cuộn thứ cấp N ' 12 = N’2 = 100 vòng, N1 24 Học sinh cần phải tiếp tục giảm số vòng dây cuộn thứ cấp N2 + 55 – N’2 = 25 vòng Đáp án D Câu Đoạn mạch xoay chiều AB gồm đoạn mạch : đoạn mạch AM chứa điện trở R, đoạn mạch MN chứa tụ điện C đoạn mạch NB chứa cuộn dây mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu A,B điện áp xoay chiều u = 120 cost (V) Khi mắc am pe kế lý tưởng vào N B số ampe kế A Thay ampe kế vơn kế lý tưởng vơn kế 60V lúc điện áp N B lệch pha 600 so với điện áp hai đầu đoạn mạch Tổng trở cuộn dây : A 20 B 40 C 40 D 60 Giải: Khi măc ampe kế vào N, B 120 U L.r ZAN = = = 40 R I MC N B Khi măc vôn kế vào N, B ta có giãn đồ véc tơ A hình vẽ ThuVienDeThi.com U2AN = U2AB + U2NB – 2UABUNBcos = 1202 + 602 – 120.60 = 10800 UAB /3 UNB UAN = 60 (V) U Ud U AN = d Zd = ZAN = 40 Đáp án B Z AN Zd U AN UAN Câu Đặt vào đầu mạch điện có phần tử C,L R với điện trở R = 100, L = 1/(H) C = 15,9 F nguồn điện tổng hợp có biểu thức u = [100 cos(100π + /4) + 100]V Tính cơng suất tỏa nhiệt điện trở: A: 50W B: 200W C: 25 W D: 150W Giải: Điện áp đặt vào mạch: u = 100 cos(100π + /4) + 100 (V) gồm thành phần Thành phần chiều u1 = U1 = 100V Thành phần không gây tỏa nhiệt điện trở R mạch có chứa tụ điện mắc nối tiếp nên khơng cho dịng điện chiều qua Thành phần xoay chiều u2 = 100 cos(100π + /4) (V) 2 U R ZL = 100; ZC = 200 - Z = 100 I = = (A) cos = = 2 Z Z 2 Tính cơng suất tỏa nhiệt điện trở: P = UIcos = 100 = 50W Đáp án A 2 Câu 10 Một máy phát điện xoay chiều pha có roto nam châm điện có cặp cực quay với tốc độ n (bỏ qua điện trở cuộn dây phần ứng) Một đoạn mạch RLC mắc vào hai cực máy Khi roto quay với tốc độ n1=30vịng/s dung kháng tụ điện R; roto quay với tốc độ n2=40vịng/s điện áp hiệu dụng tụ điện đạt giá trị cực đại Để cường độ hiệu dụng qua mạch đạt giá trị cực đại roto phải quay với tốc độ: A 24 vòng/s B 50 vòng/s C 34,6 vòng/s D 120 vòng/s Giải: Suất điện động nguồn điện: E = N0 = 2fN0 = U ( r = 0) = 2f = 2np (1) ZC1 = = R (*) 1C UC2 = n tốc độ quay roto, p số cặp cực từ UZ C R (Z L Z C ) 2 N = R (Z L2 Z C ) UC2 = UCmax ZL2 = ZC2 > 22 = I = U = Z N R (Z L3 Z C ) 2C = = R (Z L2 (**) LC N R ( L C ZC2 )2 N 3C 32 ThuVienDeThi.com R (3 L I = Imax Y = Y = Ymin 32 = LC - Thay (**) , (*) vào (***): n32 = 3C R C = 2L C + L2 = Y R2 + C 2 34 3 (***) = 2 - 2 -> 1 = 2 n3 n2 2n12 2n12 n22 = 14400 -> n3 = 120 vòng/s Đáp án D 2n12 n22 ThuVienDeThi.com ... vòng Đáp án D Câu Đoạn mạch xoay chiều AB gồm đoạn mạch : đoạn mạch AM chứa điện trở R, đoạn mạch MN chứa tụ điện C đoạn mạch NB chứa cuộn dây mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu A,B điện áp xoay chiều. .. suất tỏa nhiệt điện trở: P = UIcos = 100 = 50W Đáp án A 2 Câu 10 Một máy phát điện xoay chiều pha có roto nam châm điện có cặp cực quay với tốc độ n (bỏ qua điện trở cuộn dây phần ứng) Một đoạn... nhiệt điện trở: A: 50W B: 200W C: 25 W D: 150W Giải: Điện áp đặt vào mạch: u = 100 cos(100π + /4) + 100 (V) gồm thành phần Thành phần chiều u1 = U1 = 100V Thành phần không gây tỏa nhiệt điện