BÀI TẬP PHẦN ĐIỆN XOAY CHIỀU P3 Câu 21: 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 dòng điện khác biên độ khác tần số i1 = I1 cos(100t + 1) i2 = I2 cos(200t + 2) U2 U U U1 I1 = = I2 = = 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); I = (A); 2= 5 50 100 50 100 Công suất tiêu thụ mạch điện P = (I21 + I22)R = 50 W Đáp án B Câu 22 : Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp (2L > CR2) điện áp xoay chiều u = 45 26 cos(t) V với thay đổi Điều chỉnh đến giá trị cho ZL/ZC = 2/11 điện áp hiệu dụng hai tụ đạt cực đại Tính giá trị cực đại A 180 V B 205 V C 165V D 200V Giải: UC = UCmax khi = L Khi đó: ZL= - 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 = = L R2 ; ZC = C L R2 C 2UL R LC R C 2.45 13.11 36.13 = 2U R2 (4 LC R C ) L = 2U 4R 2C R 2C ) ( L L = 165V Đáp số UCmax = 165 V Đáp án C ThuVienDeThi.com = 2.45 13 18 18 ( ) 11 11 Câu 23: Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Biết L = 4CR Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định, có tần số góc thay đổi Khi chỉnh đến hai giá trị = 50 rad/s = 200 rad/s mạch có hệ số cơng suất Giá trị hệ số công suất A B C D Giải: Áp dụng công thức: cos = Do cosφ1 = cosφ2 ta có: (1L - R = Z R R (L ) C 2 ) = (2L ) mà ω1 ≠ ω2 nên (1L ) = - (2L 1C 2C 1C ) 2C (ω1 + ω2)L = 1 1 ( + ) - LC = (1) C 1 2 1 Theo L = CR2 (2) Từ (1) (2) ta có: L2 = R2 1 - L = R 1 = R L C = = 100 R 100R cos = R = Z1 R R (1 L ) 1C = R = R 100R 2 R (50 ) 100 50 13 Chọn đáp án C Câu 24: Nối hai cực máy phát điện xoay chiều pha vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở R=100 , cuộn cảm có độ tự cảm L = (H) tụ điện có điện dung C = F Tốc độ rôto máy thay đổi Khi tốc độ rơto máy n 3n cơng suất tiêu thụ điện mạch Khi rôto quay với tốc độ n tần số dịng điện có giá trị gần với giá trị ? A 17 Hz B 25 Hz C 31 Hz D 48 Hz E Giải: Suất điện động cực đại nguồn điện: E0 = N0 = 2fN0 => U = E = (coi điên U trở máy phát khơng đáng kể) Cường độ dịng điện qua mạch I = Z Với f = np n tốc độ quay roto, p số cặp cực từ Do P1 = P2 - I12 = I22 ThuVienDeThi.com 12 22 = 2 ) R ( L ) 1C 2C 22 [ R (1 L ) ] 1C R (1 L -> 12 R 12 22 L2 -> 12 [ R ( L ) ]= 2C 12 22 L 2 2 2 L R L 2 22 = 2 2 2 C C 2 C 1 C 2 2 ( 12 )( 22 12 ) L -> (12 22 )( R ) = ( 22 12 ) = 2 C C 1 C 12 22 -> 4.10 3 L 2 = (2 - R )C = (*) C 9 12 22 = 2f = 2np (**) -> 2 = 4 p 10 36 f 2 ( 10 10 1 10 1 )= ( + )= = 2 = 2 2 2 36 f 36 p n 9n 4 p n 36 p n n1 n2 4.10 3 9 10 10 = -> f = 25Hz Chọn đáp án B = > f = 16 36 4.10 3 9 Câu 25: 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 vòng 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 N2 N 55 15 6,6 8,4 15 8,4 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 ThuVienDeThi.com Câu 26: 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 toàn mạch π/6 Tính độ lệch pha điện áp tồn mạch dòng điện? 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 U U’ Ta có phương trình; U’2 – 2UU’cos + U2 - U2R = U’2 – 120 U’+ 9600 = (*) pt có nghiệm UR ’ U’1 = 80 (V) U’2 = 40 (V) Khi U’1 = 80 (V) = /2 Khi U’1 = 40 (V) = /6 Câu 27: 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 Tính P Giải: ZL = 100; ZC = 40 - ZL – ZC = 80 R P1 = P2 2 = R1 80 tan1 = R2 - R1R2 = 802 (*) R22 80 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 – 802 (**) Từ (*) (**) R2 = 80 Z2 = 160 U R2 120 2.80 P = P2 = = = 45 W Z 22 160 ThuVienDeThi.com Câu 28: Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộng dây không cảm mắc nối tiếp với tụ điện, vôn kế nhiệt mắc vào hai đầu cuộn dây Nếu nối tắt tụ điện số vơn kế tăng lên lần cường độ dòng điện tức thời hai trường hợp vng pha với Tính hệ số công suất mạch điện lúc đầu Giải: Lúc đầu Z1 = R ( Z L ZC ) ; Lúc sau: Z2 = Zd = R Z L2 Ud2 = 3Ud1 I2 = 3I1 - Z1 = 3Z2 - Z21 = Z22 - 8R2 + 9Z2L = Z2C – 2ZLZC (*) tan1 = Z L ZC Z , tan2 = L , R R Cường độ dịng điện tức thời hai trường hợp vuông pha với nhau: tan1 tan2 = -1 Z L ZC Z L = - R2 + Z2L = ZLZC (**) R R Từ (*) (**) - ZC = 10ZL Thế vào (**) R2 = 9Z2L Hệ số công suất mạch điện lúc đầu : cos1 = R R R = = = Z1 3Z R Z L2 R R2 R = 10 Câu 29 Đặt vào hai đầu đoạn mạch chứa tụ C = 10-3/π (F) cuộn cảm L = 2/10π mắc nối tiếp với điện áp xoay chiều u = 100cos(100π t) Tại thời điểm t cường độ dòng qua cuộn cảm 10 A Tại thời điểm t + 1/300 (s) điện áp hai đầu đoạn mạch có giá trị bao nhiêu? Đáp số : - 50 giảm Giải: ZC = 10, ZL = 20 Có lẽ cho cuộn cảm Khi Z = 10 - I0 = 10A Dòng điên qua mạch i = 10cos(100π t - ) = 10sin(100π t) Dịng điện qua mạch dòng điện qua cuộn cảm iL = i = 10A sin(100π t) = Tại thời điểm t + 1/300 (s) điện áp hai đầu đoạn mạch 100 u = 100cos(100π t + ) =100cos(100π t + ) = - 50 sin(100π t) = - 50 (V) 300 Câu 30 Điện áp hiệu dụng hai cực trạm phát điện cần tăng lên lần để giảm công suất hao phí đường dây tải điện 100 lần, với điều kiện công suất truyền tải tiêu thụ không đổi Biết chưa tăng điện áp, độ giảm đường dây tải điện 15% điện áp hiệu dụng hai cực trạm phát điện Coi cường độ dịng điện mạch ln đồng pha với điện áp đặt đường dây A 8,25 lần B 10 lần C 6,25 lần D 8,515 lần Bài giải: Gọi P công suất nơi tiêu thu, R điện trở đường dây ThuVienDeThi.com Cơng suất hao phí chưa tăng điện áp R R P1 = P12 Với P1 = P + P1 ; P1 = I1.U1 P2 = P22 U1 U2 Với P2 = P + P2 Độ giảm điện đường dây chưa tăng điện áp U = I1R = 0,15U1 P1 = I12R = U.I1 = 0,15U1I1 = 0,15P1 P1 P12 U 22 U P 2 100 10 P2 P2 U1 U1 P1 P1 = P + P1 P2 = P + P2 = P + 0,01P1 = P + P1 - 0,99P1 = P1 – 0,99P1 = P1 – 0,1485P1 =0,8515P1 Do đó: U2 U = 10 = 8,515 - Vậy U2 = 8,515 U1 Đáp án D U1 U1 ThuVienDeThi.com ...Câu 23: Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Biết L = 4CR Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định, có tần số... ) 100 50 13 Chọn đáp án C Câu 24: Nối hai cực máy phát điện xoay chiều pha vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở R=100 , cuộn cảm có độ tự cảm L = (H) tụ điện có điện dung C = F Tốc độ rơto... Chọn đáp án B = > f = 16 36 4.10 3 9 Câu 25: Điện áp xoay chiều phịng 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