luyện thi đh kit 1 (đặng việt hùng) - công suất mạch điện xoay chiều p1 (tài liệu bài giảng)

Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng) Công sut mch đin xoay chiu (P1) Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Tng đài t vn: 1900 58-58-12 - Trang | 1 - I. CÔNG SUT MCH IN XOAY CHIU 1) Biu thc ca công sut Cho mch đin xoay chiu có biu thc đin áp và dòng đin         o u u o i i u U cos t  V U 2cos t  V i I cos t  A I 2cos t  A              Công sut ca mch đc cho bi P = U.I.cos, vi  =  u –  i là đ lch pha ca u và i.  Chú ý: Khi tính toán công sut tiêu th ca đon mch đin xoay chiu thì ta phi chuyn đi các phng trình ca u và i v cùng dng vi nhau theo quy tc 2      sinx cos x 2) in nng tiêu th ca mch đin in nng tiêu th ca mch đin là W = P.t, vi t là thi gian dòng đin chy trong mch, đn v giây, (s). Ví d 1. Cho mch đin xoay chiu RLC ni tip có L = 1/ (H). Biu thc đin áp và dòng đin trong mch là                  u 120 2cos 100t V 6  i 2 2cos 100t A 3 a) Tính giá tr ca đin tr R. b) Tính công sut tiêu th ca mch đin. c) Tính đin nng mà mch tiêu th trong 1 gi. Hng dn gii: a) Tng tr và đ lch pha ca u, i trong mch là   2 22 LC LC R Z Z 60 Z 60    ZZ 1  tan 6 3 6 6R 3                          Gii h trên ta đc 2 2 2 CL R 3R 60 R 30 3. R ZZ 3          b) Công sut tiêu th ca đon mch là  P UIcos 120.2.cos 120 3 W. 6        c) in nng mch tiêu th trong 1 gi (hay 3600 s) là W P.t 120 3.3600 432 3 kJ.   CÔNG SUT MCH IN XOAY CHIU – PHN 1 (TÀI LIU BÀI GING) GIÁO VIÊN: NG VIT HÙNG ây là tài liu tóm lc các kin thc đi kèm theo bài ging “Công sut mch đin xoay chiu (phn 1)“ thuc khóa hc LTH KIT-1 : Môn Vt lí(Thy ng Vit Hùng) ti website Hocmai.vn.  có th nm vng kin thc phn “Công sut mch đin xoay chiu (phn 1)”, Bn cn kt hp theo dõi bài ging vi tài liu này. Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng) Công sut mch đin xoay chiu (P1) Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Tng đài t vn: 1900 58-58-12 - Trang | 2 - Ví d 2. Tính công suât tiêu th ca đon mch đin xoay chiu RLC bit a)                  u 200 2cos 100t V 3 2 i 2sin 100t A 3 b)                  u 50 6cos 100t V 4  i 2 2sin 100t A 2 Hng dn gii: a) T gi tit ta chuyn phng trình i v dng cosin ta đc 2 2   i 2sin 100t A 2cos 100t A 2 cos 100t A. 3 3 2 6                          T đó ta có oo  200 2. 2 cos U I cos 3 36 P UIcos 200. 100 3 W. 2 2 2          b) Ta có   oo  50 6.2 2 cos U I cos  4 i 2 2sin 100t A 2cos 100t A P 50 6 W. 2 2 2           II. H S CÔNG SUT 1) Khái nim h s công sut i lng cos trong công thc tính công sut P = UIcos đc gi là h s công sut ca mch đin xoay chiu. 2) Công thc tính h s công sut a) Theo khái nim h s công sut ta có oo P 2P cos UI U I  b) Theo gin đ ta có      R U I.R R R cos cos , (*) U I.Z Z Z (*) là công thc tính giá tr ca h s công sut trong các bài toán thng gp. 3) Biu thc tính công sut khi mch có R Ta có 22 RU P UIcos UI. .IR I R P I R. ZZ       Ví d 1: Cho mch đin RL. Nu đt vào hai đu mch đin hiu đin th 220 V, tn s 50 Hz thì cng đ hiu dng ca dòng đin qua mch là 2A, và lch pha so vi đin áp góc /4. a) Tìm R, L. b) Tìm công sut tiêu th ca mch. Hng dn gii: a) Tng tr ca mch là Z = 220/2 = 110 .  lch pha ca u và i là /4 nên R1 cos R Zcos 110. 55 2 . Z 2      Mt khác, mch ch có R và L nên u nhanh pha hn i góc /4. Khi đó LL L ZZ   55 2 0,778 tan Z R.tan 55 2  L (H) 4 R 4  100          b) Công sut tiêu thu ca mch là 1 P UIcos  220.2. 220 2 W. 2    O   L U  C U  LC U  R U  U  I Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng) Công sut mch đin xoay chiu (P1) Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Tng đài t vn: 1900 58-58-12 - Trang | 3 - Ví d 2: Tính h s công sut ca đon mch đin xoay chiu có các thông s tha mãn a)  LC 1 U U 2U . 2 b)  R L C 3 U U 3U . 3 b)  LC 3R Z 2Z . Hng dn gii: a) T gi thit ta có   L 2 22 2 2 2 2 2 C R R R 2 22 R L C 1 UU 2 1 1 1 U 15U U U U U U U U U U 4 2 4 16 16 U U U U                           T đó ta đc R R U 15U 15 U cos. 4 U 4     b) Ta có   LR 2 22 2 2 2 2 2 RR C R R R R R 2 22 R L C U 3U 4U 7U 11 U U U U 3U U U U U 33 33 U U U U                         T đó, R R U 3 3 21 U U cos. 7 U 7 7      c) Quy các biu thc đã cho theo R và s dng công thc tính R cos Z  ta đc   L 2 22 2 2 2 2 C 2 22 LC Z 3R 3 3 3R 7R R 2 7 Z R Z R 3R R Z R cos. 2 2 4 4 Z 7 Z R Z Z                            Ví d 3 : Cho mch đin xoay chiu RLC có U = 220 V, R = 100 , L = 0,5 (H), t C có đin dung thay đi đc. Dòng đin có tn s 50 Hz, t đc điu chnh có giá tr C = 10 –5 (F). a) Tính tng tr ca mch. b) Tính cng đ hiu dng ca mch c) Tìm C đ cng đ qua mch cc đi. d) Tính h s công sut trong hai trng hp trên. Hng dn gii: Ta có L C Z L 157  100 rad/s 1 Z 318,5 C          a) Tng tr ca mch   2 2 LC Z R Z Z 190.    b) Cng đ hiu dng U 220 I 1,16A. Z 190    c) T biu thc   2 2 LC U 220 I, Z R Z Z   ta thy đ I max thì Z min hay mch có cng hng đin. Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng) Công sut mch đin xoay chiu (P1) Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Tng đài t vn: 1900 58-58-12 - Trang | 4 - Khi đó   25 LC 2 2 11 Z Z 0  LC 1 C 2.10 (F). L 100 .0,5          d) H s công sut ca mch đin:  Khi 5 R 100 C 10 (F) cos 0,526. Z 190        Khi 5 min RR C 2.10 (F) cos 1. ZR       Ví d 4: Tính h s công sut ca đon mch đin xoay chiu có các thông s tha mãn a)  C L Z R 3Z 2 /s : 3 cos 34  b)  LC 2R Z 2Z /s : 1 cos 2  b)  LC 3 U 2U U 2 /s : 35 cos 6  …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. Ví d 5: Tính h s công sut ca đon mch đin xoay chiu có các thông s tha mãn a)  LC R 3Z 2Z /s : 6 cos 37  b)  C L Z R 3Z 3 /s : 3 cos 21  b)  LC 2R 3Z 4Z /s : 6 cos 37  …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. Ví d 6: Mch RLC có   4 1 4.10 L H;C F; u 100 2cos 100t V 2     . Tìm R đ a) P = 200 W /s : R = 25  b) P = 160 W /s : R = 50  ; R = 12,5  …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng) Công sut mch đin xoay chiu (P1) Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Tng đài t vn: 1900 58-58-12 - Trang | 5 - Ví d 7: Mch RLC có   1 L H;R 50 ; u 120cos 100t V      . Tìm C đ a) cos = 1 /s : Z C = 100  b) 5 cos 29  /s : Z C = 120  ; Z C = 80  c) P = 72 W /s : Z C = 150  ; Z C = 50  …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. Câu 4: Cho đon mch xoay chiu nh hình v, bit : )( `1 HL   ; )( 4 10 3 FC    . t vào hai đu đon mch mt hiu đin th : ).100cos(.275 tU AB   . Công sut trên toàn mch là : P=45(W). Tính giá tr R? A. )(45 R B. )(60 R C. )(80 R D. Câu A hoc C Bài gii : )(100  L Z ; )(40  C Z Công sut toàn mch : )1(. 22 R P IRIP  Mt khác 22 )()( CLABAB ZZRIZIU  Bình phng hai v ta có : )2)()(.( 2222 CL AB ZZRIU  Thay (1) vào (2) ta có : ))(( 222 CL AB ZZR R P U  (3) Thay s vào (3) suy ra: ))40100(( 45 75 222  R R Hay: R 2 - 125R+ 3600 = 0 1 2 2 45 125 3600 0 80 R RR R          Vy R 1 = 45 Hoc R 2 = 80 Chn D Giáo viên: ng Vit Hùng Ngun : Hocmai.vn A B R L C . Tng đài t vn: 19 00 5 8-5 8 -1 2 - Trang | 1 - I. CÔNG SUT MCH IN XOAY CHIU 1) Biu thc ca công sut Cho mch đin xoay chiu có biu. đài t vn: 19 00 5 8-5 8 -1 2 - Trang | 4 - Khi đó   25 LC 2 2 11 Z Z 0  LC 1 C 2 .10 (F). L 10 0 .0,5          d) H s công sut ca