CHUYEN DE DONG DIEN XOAY CHIEU

CHUYÊN ĐỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU CHƯƠNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU TẬP I Chương Dòng điện xoay chiều : (9 câu) ۞(1 câu): Đại cương dòng điện xoay chiều: • Biểu thức cường độ dịng điện xoay chiều tốn liên quan đến thời gian • Từ thơng, suất điện động xoay chiều • Các đại lượng đặc trưng cho dịng điện xoay chiều có sử dụng giá trị hiệu dụng, giá trị tức thời.• ۞(1 câu): Các loại đoạn mạch điện xoay chiều: • Đoạn mạch điện xoay chiều có điện trở R • Đoạn mạch điện xoay chiều có cuộn cảm có hệ số tự cảm L - Độ lệch pha uRL i - Viết biểu thức uRL, i, uL, uR - Phương trình liên hệ uC2 uL2 i2 i2 + = + = ; hệ rút ; I 02 Z C2 I 02 I 02 Z L2 I 02 - Đồ thị phụ thuộc ZL theo L, uL theo i ngược lại • Đoạn mạch điện xoay chiều có tụ điện với điện dung C - Độ lệch pha uRC i - Viết biểu thức uRC, i, uC, uR - Phương trình liên hệ u LC i2 + = hệ rút I 02 Z LC I 02 - Đồ thị phụ thuộc ZC theo C, uC theo i ngược lại ۞(1 câu): Mạch điện xoay chiều RLC, tượng cộng hưởng điện: • Viết biểu thức u, i mạch, điện áp phần tử u R, uL, uC • Độ lệch pha u i, u thành phần • Hiện tượng cộng hưởng điện: đặc điểm điều kiện • Mạch điện xoay chiều cuộn dây có thêm điện trở hoạt động r ≠ ۞(1 câu): Công suất mạch điện xoay chiều, hệ số cơng suất: • Tính cơng suất mạch điện • Tính hệ số cơng suất loại mạch điện • Bài tốn tính giá trị đại lượng R, ZL, ZC biết cơng suất tiêu thụ P • Bài tốn tính cơng suất, hệ số cơng suất mạch biết U R=mUL=nUC R=mZL=nZC ۞(2 câu): Cực trị mạch điện xoay chiều: • Mạch điện xoay chiều có R thay đổi • Mạch điện xoay chiều có L thay đổi • Mạch điện xoay chiều có C thay đổi • Mạch điện xoay chiều có ω (hoặc f) thay đổi ۞(1 câu): Bài toán biện luận hộp kín, độ lệch pha, giản đồ véc tơ • Bài tốn biện luận đoạn mạch có hộp kín • Bài tốn biện luận đoạn mạch có hộp kín r r U RL ⊥ U RC r r • Bài toán độ lệch pha U ⊥ U RL r r U ⊥ U RC ۞(1 câu): Máy biến áp, truyền tải điện • Máy biến áp: Tính điện áp, số vịng dây, cường độ dịng điện cuộn sơ cấp thứ cấp •Chú ý: Dạng mà đề cho cụ thể máy tăng áp, hạ áp • Sự truyền tải điện Tính cơng suất hao phí truyền tải - Tính độ giảm điện áp - Tính hiệu suất truyền tải điện ۞(1 câu): Các loại máy phát điện xoay chiều • Máy phát điện xoay chiều pha, pha • Các sơ đồ mắc: hình sao, hình tam giác, biểu thức liên hệ điện áp tương ứng • Động không đồng pha DẠNG ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU A Phương pháp : • Cho khung dây dẫn phẳng có N vịng ,diện tích S quay với vận tốc ω, xung quanh trục vng góc với với đường sức từ từ trường ur có cảm ứng từ B Từ thông gởi qua khung dây : Φ = NBS cos(ωt + ϕ ) = Φ0 cos(ωt + ϕ ) (Wb) ; Từ thông gởi qua khung dây cực đại Φ0 = NBS Suất điện động xoay chiều: • suất điện động cảm ứng xuất khung dây: e=E0cos(ωt+ϕ0) • chu kì tần số liên hệ bởi: ω = Đặt r E0= NBωS 2π = 2πf = 2πn với n số vòng quay s T n α • Suất điện động máy phát điện xoay chiều tạo có biểu thức tương tự • Khi khung dây có suất điện động đầu khung dây có điện áp xoay chiều Nếu ω khung chưa nối vào tải tiêu thụ suất điện động hiệu dụng điện áp hiệu dụng đầu đoạn mạch E = U 3.Khái niệm dòng điện xoay chiều - Là dịng điện có cường độ biến thiên tuần hoàn với thời gian theo quy luật hàm số sin hay cosin, với dạng tổng quát: i = I0cos(ωt + ϕ) * i: giá trị cường độ dòng điện thời điểm t, gọi giá trị tức thời i (cường độ tức thời) * I0 > 0: giá trị cực đại i (cường độ cực đại) * ω > 0: tần số góc f: tần số i T: chu kì i * (ωt + ϕ): pha i * ϕ: pha ban đầu Giá trị hiệu dụng : Ngoài ra, dòng điện xoay chiều, đại lượng điện áp, suất điện động, cường độ điện trường, … hàm số sin hay cosin thời gian, với đại lượng I = I0 U = U0 E= E0 Nhiệt lượng toả điện trở R thời gian t có dòng điện xoay chiều i(t) = I0cos(ωt + ϕi) chạy qua Q Q = RI2t Công suất toả nhiệt R có ddxc chạy qua ; P=RI2 B.Áp dụng : Bài : Một khung dây dẫn phẳng có diện tích S = 50 cm2, có N = 100 vòng dây, quay với tốc độ 50 vòng/giây quanh trục vng góc với đường sức từ trường có cảm ứng từ B = 0,1 T Chọn  gốc thời gian t = lúc vectơ pháp tuyến n diện tích S khung dây chiều với vectơ cảm ứng từ  B chiều dương chiều quay khung dây a) Viết biểu thức xác định từ thông Φ qua khung dây b) Viết biểu thức xác định suất điện động e xuất khung dây c) Vẽ đồ thị biểu diễn biến đổi e theo thời gian Bài giải : a) Khung dây dẫn quay với tốc độ góc : ω = 50.2π = 100π rad/s  Tại thời điểm ban đầu t = 0, vectơ pháp tuyến n diện tích S khung dây có chiều trùng với chiều   vectơ cảm ứng từ B từ trường Đến thời điểm t, pháp tuyến n khung dây quay góc ωt Lúc từ thơng qua khung dây : φ = NBS cos(ωt ) Như vậy, từ thông qua khung dây biến thiên điều hồ theo thời gian với tần số góc ω với giá trị cực đại (biên độ) Ф0 = NBS Thay N = 100, B = 0,1 T, S = 50 cm2 = 50 10-4 m2 ω = 100π rad/s ta biểu thức từ thông qua khung φ = 0,05 cos(100πt ) (Wb) dây : b) Từ thơng qua khung dây biến thiên điều hồ theo thời gian, theo định luật cảm ứng điện từ Faraday khung dây xuất suất điện động cảm ứng Suất điện động cảm ứng xuất khung dây xác định theo định luật Lentz : e=− dφ π  = −φ ' (t ) = ωNBS sin(ωt ) = ωNBS cos ωt −  dt 2  Như vậy, suất điện động cảm ứng xuất khung dây biến đổi điều hoà theo thời gian với tần số góc ω với giá trị cực đại (biên độ) E0 = ωNBS r B Thay N = 100, B = 0,1 T, S = 50 cm2 = 50 10-4 m2 ω = 100π rad/s ta biểu thức xác định suất điện động xuất khung dây : π π   e = 5π cos100πt −  (V)hay e ≈ 15,7 cos 314t −  (V) 2 2   c) Suất điện động xuất khung dây biến đổi điều hoà theo thời gian với chu khì T tần số f : T= 1 2π 2π = 50 = = 0,02 s ; f = = T 0,02 ω 100π Hz Đồ thị biểu diễn biến đổi suất điện động e theo thời gian t đường hình sin có chu kì tuần hồn T = 0,02 s.Bảng giá trị suất điện động e số thời điểm đặc biệt : s, T = 0,005 s, T 3T = 0,01 s, = 0,015 s, T = 0,02 s, 5T 3T = 0,025 s = 0,03 s : e (V) + 15,7 0,00 0,01 0,01 0,03 0,02 0,02 H.1 - 15, t (s) 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 e (V) 15,7 -15,7 15,7 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc e theo t hình H1 : Bài : Dòng điện xoay chiều chạy qua i (A) đoạn mạch có cường độ biến đổi điều hồ theo thời gian mơ tả đồ thị +4 hình a) Xác định biên độ, chu kì tần số dịng điện b) Đồ thị cắt trục tung ( trục Oi) điểm 1,25 1,75 2,25 2,75 3,25 0,25 0,75 có toạ độ ? Bài giải : a) Biên độ giá trị cực đại I0 -4 cường độ dịng điện Dựa vào đồ thị ta có biên độ dòng điện : I0 = A Tại thời điểm 2,5.10-2 s, dịng điện có cường độ tức thời A Thời điểm mà dịng điện có cường độ tức thời A 2,25.10-2 s Do chu kì dịng điện : T = 2,25.10-2 – 0,25.10-2 = 2.10-2 s ; t (s) t (10-2 s) 1 = = 50 Hz T 2.10 − i = I cos(ωt + ϕ i ) Tần số dòng điện : f = b) Biểu thức cường độ dịng điện xoay chiều có dạng : Tần số góc dịng điện : ω = 2πf = 2π 50 = 100π rad/s Tại thời điểm t = 0,25.10-2 s, dịng điện có cường độ tức thời i = I0 = A, nên suy : I cos(100π + ϕ i ) = I Hay π  cos + ϕ i  = 4  π rad Do biểu thức cường độ dòng điện : π π   i, u i (t) i = I cos100πt − ( A) = cos100πt − ( A) 4 4   Suy : ϕ i = − u (t) Tại thời điểm t = dịng điện có cường độ tức thời : I π  i = I cos100π − ( A) = = = 2 A ≈ 2,83 4 2  A Vậy đồ thị cắt trục tung điểm có toạ độ (0 s, 2 A) t Bài : Biểu thức cường độ dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch i = I cos(100πt )( A) , với I > t tính giây (s) Tính từ lúc s, xác định thời điểm mà dịng điện có cường độ tức thời cường độ hiệu dụng ? Bài giải : Biểu thức cường độ dòng điện i = I cos(100πt )( A) có dạng dao động điều hồ Do đó, tính từ lúc I0 s, tìm thời điểm để dịng điện có cường độ tức thời cường độ hiệu dụng i = I = giống tính thời gian t tính từ lúc s, Vì pha ban đầu dao động 0, nghĩa lúc s I có giá trị i = I0, nên thời điểm cần tìm thời gian ngắn để I biến thiên từ điểm mà i = I0 đến vị trí có i = I = I0 α D P O chiếu chất điểm chuyển động tròn lên đường thẳng nằm mặt phẳng quỹ đạo dao động điều hồ với chu kì để giải Bài toán I0 + Q (C) Ta sử dụng tính chất hình Thời gian ngắn để i = I0 đến vị trí có i = I = A I0 i (từ P đến D) thời gian vật chuyển động trịn với chu kì từ P đến Q theo cung trịn PQ Tam giác ODQ vng D có OQ = A, OD = A OD nên ta có : cos α = = OQ Suy : π rad Thời gian chất điểm chuyển động tròn từ P đến Q theo cung tròn PQ : π α t= = = ω ω 4ω α= Trong biểu thức dịng điện, tần số góc ω = 100π rad/s nên ta suy tính từ lúc s thời điểm mà dịng điện có cường độ tức thời cường độ hiệu dụng : t= π π = = s 4ω 4.100π 400 TRẮC NGHIỆM VẬN DỤNG ĐẠI CƯƠNG DDXC Bài Phát biểu sau không đúng? A Điện áp biến đổi điều hoà theo thời gian gọi điện áp xoay chiều B Dịng điện có cường độ biến đổi điều hồ theo thời gian gọi dịng điện xoay chiều C Suất điện động biến đổi điều hoà theo thời gian gọi suất điện động xoay chiều D Cho dòng điện chiều dòng điện xoay chiều qua điện trở chúng toả nhiệt lượng Bài Trong đại lượng đặc trưng cho dòng điện xoay chiều sau đây, đại lượng không dùng giá trị hiệu dụng? A Điện áp B Cường độ dòng điện C Suất điện động D Công suất Bài Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U tần số f thay đổi vào hai đầu điện trở R Nhiệt lượng toả điện trở A Tỉ lệ với f2 B Tỉ lệ với U2 C Tỉ lệ với f D B C Bài Chọn Bài Đúng Các giá trị hiệu dụng dòng điện xoay chiều: A xây dựng dựa tác dụng nhiệt dòng điện B đo ampe kế nhiệt C giá trị trung bình chia cho D giá trị cực đại chia cho Bài 5: Một khung dây dẹt hình trịn tiết diện S có N vịng dây, hai đầu dây khép kín, quay xung quanh trục cố định đồng phẳng với cuộn dây đặt từ trường B có phương vng góc với trục quay Tốc độ góc khung dây ω Từ thơng qua cuộn dây lúc t > là: A Φ = BS B Φ = BSsin ω ω C Φ = NBScos t D Φ = NBS Bài Một dịng điện xoay chiều có cường độ i = 2 cos(100π t + π / 6) (A Chọn Bài phát biểu sai A Cường độ hiệu dụng (A) B Chu kỳ dòng điện 0,02 (s) C Tần số 100π D Pha ban đầu dòng điện π/6 Bài Một thiết bị điện xoay chiều có điện áp định mức ghi thiết bị 100 V Thiết bị chịu điện áp tối đa là: A 100 V B 100 V C 200 V D 50 V Bài : Hãy xác định đáp án Dòng điện xoay chiều i = 10 cos100 π t (A),qua điện trở R = Ω Nhiệt lượng tỏa sau phút : A 500J B 50J C.105KJ D.250 J π π Bài 9: biểu thức cường độ dòng điện i = 4.cos(100 t - /4) (A) Tại thời điểm t = 0,04 s cường độ dịng điện có giá trị A i = A B i = 2 A C i = A D i = A Bài 10: Từ thơng qua vịng dây dẫn Φ = cảm ứng xuất vòng dây π  ÷(V ) 4  C e = −2sin100π t (V ) A e = −2sin  100π t + 2.10−2 π  cos  100π t + ÷( Wb ) Biểu thức suất điện động π 4  π  ÷(V ) 4  D e = 2π sin100π t (V ) B e = 2sin  100π t + DẠNG GIẢI TOÁN XC BẰNG MỐI LIÊN QUAN GIỮA DDDH VÀ CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU A Phương pháp : 1.Ta dùng mối liên hệ dao động điều hồ chuyển động trịn để tính Theo lượng giác : u = U 0cos(ωt + φ) biểu diễn M vòng tròn tâm O bán kính U0 , quay với tốc độ góc ω , +Có điểm M ,N chuyển động trịn có hình chiếu lên Ou u, N có hình chiếu lên Ou có u tăng (vận tốc dương) , cịn M có hình chiếu lên Ou có u giảm (vận tốc âm ) -U0 O u U0 u + Ta xác định xem vào thời điểm ta xét điện áp u có giá trị u biến ˆ =ϕ ; đổi ( ví dụ chiều âm ) ⇒ ta chọn M tính góc MOA ϕ ˆ theo lượng giác cịn theo chiều dương ta chọn N tính ϕ = − NOA Dòng điện xoay chiều i = I0cos(2πft + ϕi) * Mỗi giây đổi chiều 2f lần * Nếu cho dòng điện qua phận làm rung dây tượng sóng dừng dây rung với tần số 2f Cơng thức tính thời gian đèn huỳnh quang sáng chu kỳ Khi đặt điện áp u = U0cos(ωt + ϕu) vào hai đầu bóng đèn, biết đèn sáng N M2 Tắt -U0 -U1 Sáng Sáng U U0 O lên u ≥ U1 Gọi ∆t khoảng thời gian đèn sáng chu kỳ U 4∆ϕ ˆ ; cos ∆ϕ = , (0 < ∆ϕ < π/2) ∆t = Với ∆ϕ = M 1OU U0 ω M1 Tắt M'2 M'1 B.Áp dụng : Bài : Biểu thức cường độ dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch i = I cos(100πt )( A) , với I0 > t tính giây (s) Tính từ lúc s, xác định thời điểm mà dịng điện có cường độ tức thời cường độ hiệu dụng ? Bài giải : Biểu thức cường độ dòng điện i = I cos(100πt )( A) giống mặt toán học với biểu thức li độ x = A cos(ωt ) chất điểm dao động điều hồ Do đó, tính từ lúc s, tìm thời điểm để dịng điện I0 có cường độ tức thời cường độ hiệu dụng i = I = giống tính từ lúc s, tìm thời điểm đầu A tiên để chất điểm dao động điều hồ có li độ x = Vì pha ban đầu dao động 0, nghĩa lúc s chất điểm vị trí giới hạn x = A, nên thời điểm cần tìm thời gian ngắn để chất điểm từ vị trí giới hạn x = A đến vị trí có li độ x = A Ta sử dụng tính chất hình chiếu chất điểm chuyển động tròn lên đường thẳng nằm mặt phẳng quỹ đạo dao động điều hồ với chu kì để giải Bài toán u Thời gian ngắn để chất điểm dao động điều hồ chuyển động từ vị trí có li độ x = A đến vị trí có li độ A (từ P đến D) thời gian chất điểm chuyển động trịn với chu kì từ P đến Q theo x= cung tròn PQ A nên ta Tam giác ODQ vuông D có OQ = A, OD = có : cos α = OD = OQ Suy : α = π rad α D P Thời gian chất điểm chuyển động tròn từ P đến Q theo π α t= = = ω ω 4ω cung tròn PQ : + Q (C) A O A Trong biểu thức dòng điện, tần số góc ω = 100π rad/s nên ta suy tính từ lúc s thời điểm mà dịng điện có cường độ tức thời cường độ hiệu dụng t= : π π = = s 4ω 4.100π 400 Bài (B5-17SBT NC)Một đèn nêon mắc với mạch điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 220V tần số 50Hz Biết đèn sáng điện áp cực không nhỏ 155V a) Trong giây , lần đèn sáng ?bao nhiêu lần đèn tắt ? b) Tình tỉ số thời gian đèn sáng thời gian đèn tắt chu kỳ dòng điện ? Hướng dẫn : a) u = 220 sin(100π t )(V ) -Trong chu kỳ có khoảng thời gian thỏa mãn điều kiện đèn sáng u ≥ 155 C’ M’ Do chu kỳ ,đèn chớp sáng lần ,2 lần M ϕ đèn tắt -Số chu kỳ giây : n = f = 50 chu kỳ -Trong giây đèn chớp sáng 100 lần , đèn chớp tắt 100 lần U0 B O cos U0 E’ b)Tìm khoảng thời gian đèn sáng nửa chu kỳ đầu ⇒ 220 sin(100π t ) ≥ 155 -Thời gian đèn sáng nửa chu kỳ : ∆t = t S = 150 = 75 ⇒ sin(100π t ) ≥ 600 ⇒ − E C π 600 = ≤ 100π t ≤ 150 5π ⇒ 600 s≤t≤ 600 s s ⇒ Thời gian đèn sáng chu kỳ : s -Thời gian đèn tắt chu kỳ : ttat = T − t s = 50 − 75 = 150 s -Tỉ số thời gian đèn sáng thời gian đèn tắt chu kỳ : ts ttat = 75 = 150 Có thể giải Bài toán pp nêu : u ≥ 155 ⇒ 155 = 220 U = Vậy thời gian đèn sáng tương ứng chuyển động trịn quay góc 2 ·EOM góc E · ' OM ' Biễu diễn hình ta thấy tổng thời gian đèn sáng ứng với thời gian t S=4.t với t U0 / · = ⇒ ϕ =π /3 thời gian bán kính quét góc BOM = ϕ ; với cos ϕ = U0 x t / 75 t 4.π / =2 = / 300 s = s ⇒ s = S = 100π 75 ttat T −tS / 150 π Bài 3( ĐH10-11): Tại thời điểm t, điện áp u = 200 cos(100π t − ) (trong u tính V, t tính s) s , điện áp có giá trị có giá trị 100 2V giảm Sau thời điểm 300 C’ M A −100V B 100 3V C −100 2V D 200 V Áp dụng : t S = HD giải : Dùng mối liên quan dddh CDTD , t=0 , u ứng với CDTD C Vào ˆ = ∆ϕ thời điểm t , u= 100 2V giảm nên ứng với CDTD M với MOB Ta có : ∆ϕ = thêm O ∆ϕ u 100 ⇒ t=600.0,02/3600=1/300s Vì Suy t = = ω U 200 C ˆ =600 Suy lúc u= −100 2V s u ứng với CDTD B với BOM 300 5π B 2π C π D 4π M’ B Bài 5: Vào thời điểm đó, hai dịng điện xoay chiều i = Iocos(ωt + ϕ1) i2 = Iocos(ωt + ϕ2) có giá trị tức thời 0,5I o, dòng điện giảm, dòng điện tăng Hai dòng điện lệch pha góc A ϕ 0,5I0 I0 cos B C’ Δϕ O M U0 cos B C Hướng dẫn giải:Dùng mối liên quan dddh chuyển động tròn : Đối với dòng i1 có giá trị tức thời 0,5I đăng tăng ứng với chuyển động tròn M’ , dịng i2 có giá trị tức thời 0,5I0 đăng giảm ứng với chuyển động tròn M Bằng công thức lượng giác · · ' OB = =M chương dd , ta có : ϕ = MOB i2 lệch pha 2π π 2π · ⇒ MOM ⇒ suy cường độ dòng điện tức thời i '= 3 ÁP DỤNG : Bài Dòng điện xoay chiều qua đoạn mạch có biểu thức i = I cos(120π t − π ) A Thời điểm thứ 2009 cường độ dòng điện tức thời cường độ hiệu dụng là: A 12049 s B 24097 s C 24113 s D Đáp án khác 1440 1440 1440 Bài (Đề 23 cục khảo thí ) Điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch u = 240sin100π t (V ) Thời điểm gần sau để điện áp tức thời đạt giá trị 120V : A.1/600s B.1/100s C.0,02s D.1/300s Bài 3: Dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch có biểu thức i = cos(100πt − π ) A, t tính giây (s).Dịng điện có cường độ tức thời không lần thứ ba vào thời điểm A (s) 200 B (s) 100 C (s) 200 D (s) 200 Câu4 Một đèn nêôn đặt điện áp xoay chiều 119V – 50Hz Nó sáng lên điện áp tức thời hai đầu bóng đèn lớn 84V Thời gian bóng đèn sáng chu kỳ bao nhiêu? A ∆t = 0,0100s B ∆t = 0,0133s C ∆t = 0,0200s D ∆t = 0,0233s Bài (ĐH2007)Dòng điện chạy qua đoạn mạch có biểu thức i = I 0cos100πt Trong khoảng thời gian từ đến 0,01s cường độ dđ tức thời có giá trị 0,5I0 vào thời điểm A s s B s s C s s D s s 400 400 500 500 300 300 600 600 Bài Dòng điện xoay chiều qua đoạn mạch có biểu thức i = I cos(120π t − cường độ dòng điện tức thời cường độ hiệu dụng là: π ) A Thời điểm thứ 2009 12049 24097 24113 s s s B C D Đáp án 1440 1440 1440 khác Bài Đặt điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng U=120V tần số f=60Hz vào hai đầu bóng đèn huỳnh quang Biết đèn sáng lên điện áp đặt vào đèn không nhỏ 60 V Thời gian đèn sáng giây là: 1 A s B s C s D s 3 A   Bài Điện áp hai đầu đoạn mạch có biểu thức u = U 0cos 100π t + sau điện áp tức thời u ≠ A s 400 B U0 π ÷ V Những thời điểm t 2 : s 400 C s 400 D 11 s 400 Bài Đặt điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng U=120V tần số f=60Hz vào hai đầu bóng đèn huỳnh quang Biết đèn sáng lên điện áp đặt vào đèn không nhỏ 60 V Tỉ số thời gian đèn sáng đèn tắt 30 phút là: A lần B 0,5 lần C lần D 1/3 lần Bài 10 Dòng điện chạy qua đoạn mạch có biểu thức i = I 0cos100πt Trong nửa chu kỳ, dịng điện chưa đổi chiều khoảng thời gian để cường độ dòng điện tức thời có giá trị tuyệt đối lớn 0,5I A 1/300 s B 2/300 s C 1/600 s D 5/600s DẠNG Biểu thức điện áp xoay chiều Biểu thức cường độ dòng điện tức thời – Tìm giá trị tức thời i cho giá trị tức thời u ngược lại A Phương pháp : • Với đoạn mạch xoay chiều biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch cường độ dịng điện qua mạch có biểu thức: u(t) = U0cos(ωt + ϕu) ⇒ i(t) = I0cos(ωt + ϕi) u = U 0cos(ωt + φ) Nếu cho i =I0cosωt Nếu cho u =U0cosωt i = I 0cos(ωt - φ) Nếu cho u(t) = U0cos(ωt + ϕu) ⇒ i(t) = I0cos(ωt + ϕu - ϕ ) • Đại lượng ϕ = ϕu - ϕi gọi độ lệch pha u i đoạn mạch ϕ > : u sớm pha i ; ϕ < : u trể pha i ; ϕ = : u đồng pha với i • Tình I,U theo biều thức :do đó: I = Với Z = U U R U L U C U MN = = = = ; M,N hai điểm Z R Z L Z C Z MN R2 + ( ZL − ZC ) gọi tổng trở mạch HOẶC : a Viết biểu thức cưòng độ dòng điện tức thời + Nếu đoạn mạch cho biểu thức điện áp tức thời, ta có: Biểu thức cường độ dịng điện tức thời có dạng i = I 0cos [ pha (i )] với Pha(i) = pha(u) - ϕ Trong ta có: ϕ độ lệch pha u i Chú ý: Yêu cầu viết biểu thức cho đoạn mạch ta xét đoạn mạch đó; Với đoạn mạch ta xét tan ϕ = Z L − ZC U ; I = ; Z = R + ( Z L − Z C )2 R Z + Nếu đoạn mạch cho giá trị hiệu dụng phương trình cường độ dịng điện có dạng; i = I 0cos(ωt − ϕ ) Z − ZC U 2π đó: ω = 2π f = ; tan ϕ = L ; I = I = ; Z = R + ( Z L − Z C )2 T R Z b Viết biểu thức điện áp tức thời Xét đoạn mạch cần viết biểu thức điện áp tức thời, ta có: đó: u = U cos [ pha (u )] Pha(u) = Pha(i) + ϕ ; U = U = I Z = I R + ( Z L − Z C ) ; •Nếu đoạn mạch có L , C LC nối tiếp uC2 u LC uL2 i2 i2 i2 + = + = + =1 ; ; I 02 Z C2 I 02 I 02 Z L2 I 02 I 02 Z LC I 02 B.Áp dụng : Bài 1: Một mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh có R = 100 Ω ; C= 10 −4 F ; L= H cường độ 2π π dòng điện qua mạch có dạng: i = 2cos100 π t (A) Viết biểu thức tức thời điện áp hai đầu mạch điện A u = 200 cos(100π t + C u = 200 cos(100π t + π )V π )V π D u = 200 cos(100π t − ) B u = 200 cos(100π t − π )V HD giải : Chọn A 1 ZC = = -Cảm kháng : Z L = L.ω = 100π = 300Ω ; Dung kháng : ω.C 10 −4 = 200 Ω 100 π π 2π -Tổng trở : Z = R + ( Z L − Z C ) = 100 + (300 − 200) = 100 2Ω -HĐT cực đại : U0 = I0.Z = 100 V =200 V Z L − Z C 300 − 200 π = = ⇒ ϕ = 45 = rad R 100 π π -Pha ban đầu HĐT : ϕ u = ϕ i + ϕ = + = rad 4 π -Biểu thức HĐT : u = U cos(ωt + ϕ u ) = 200 cos(100πt + ) V -Độ lệch pha : tgϕ = Bài 2: Cho mạch điện gồm RLC nối tiếp.Điện áp hai đầu mạch u = 120 cos100 π t (V) Điện trở R = 50 Ω , L cuộn dây cảm có L = 10 −3 H , điện dung C = F , viết biểu thức cường độ dịng điện π 5π tính cơng suất tiêu thụ mạch điện A i = 1, 2 cos(100π t − C i = 1, cos(100π t − π ) A ; P= 124,7W π ) A ; P= 247W π ) A ; P= 124,7W π D i = 1, 2 cos(100π t − ) A ; P= 247W B i = 1, cos(100π t − HD giải : Chọn A a) Cảm kháng : Z L = L.ω = 100π = 100Ω π Tổng trở : Z = Dung kháng : ZC = = ω.C 10 −3 = 50 Ω 100π 5π R + ( Z L − Z C ) = (50 ) + (100 − 50) = 100Ω U0 = 1.2 A Z Z − Z C 100 − 50 π Độ lệch pha : tgϕ = L = = ⇒ ϕ = 30 = rad R 50 π π Pha ban đầu HĐT : ϕ i = ϕ u − ϕ = − = - rad 6 π Biểu thức CĐDĐ :i = I cos(ωt + φi ) = 1, 2 cos(100π t − ) A 2 Công suất tiêu thụ mạch điện : P = I R = 1.2 50 = 124,7 W −4 H , r = 25Ω mắc nối tiếp.Biểu thức điện áp Bài 3: Cho mạch điện AB, C = 10 F , L = π 2π hai đầu mạch uAB = 50 cos 100πtV Viết biểu thức cường độ dòng điện mạch ? CĐDĐ cực đại : I0 = π )A π C i = cos(100π t + ) A A i = cos(100π t − B i = 2 cos(100π t − D i = cos(100π t − π ) A π )A HD giải : Chọn A 1 ZC = = 100π = 50Ω Dung kháng : Cảm kháng : Z L = L.ω = 4.10−4 = 25 Ω ω.C 100π 2π π U Tổng trở : Z = r + ( Z L − Z C ) = (25) + (50 − 25) = 25 2Ω CĐDĐ cực đại : I0 = = 2° Z Z − Z C 50 − 25 π π = = ⇒ ϕ = rad Pha ban đầu HĐT : φi = φu − φ = − = Độ lệch pha : tgφ = L R 25 4 π rad π Biểu thức CĐDĐ :i = I cos(ωt + φi ) = cos(100π t − ) A VẬN DỤNG Bài : Hãy xác định đáp án Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm R,L,C mắc nối tiếp R = 100 Ω ;cuộn cảm L = H; tụ diện có điện dung 15,9 µ F ,mắc vào điện áp xoay chiều u = 200 cos(100 π π t ) (V) Biểu thức cường độ dòng điện là: π A i = cos(100 π t )(A) π C i = cos(100 π t + )(A) π )(A) π D i = cos(100 π t + )(A) B i = 0,5 cos(100 π t + Bài 2Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở R, cuộn dây cảm L tụ điện C = 10−3 F mắc nối π 3π ) (V) biểu thức cường độ mạch 3π B i = sin(100πt − ) (A) π D i = sin(100πt − ) (A) tiếp Nếu điện áp hai tụ điện u C = 50 sin(100πt − A i = sin(100πt + 3π )(A) C i = sin(100πt)(A) Bài Một đoạn mạch gồm điện trở R=50 Ω , cuộn cảm có L= C= H tụ điện có điện dung π 10 − F , mắc nối tiếp vào mạng điện xoay chiều có tần số f=50 Hz điện áp hiệu dụng U=120V π Biểu thức sau với biểu thức dòng điện qua đoạn mạch? A.i = cos (100 πt + π )( A) B i =2,4 cos (100 πt − π )( A) π D i =2,4 cos (100 πt − )( A) C i =2,4 cos (100 πt − π )( A) Bài 4: Mạch có R = 100 Ω, L = 2/ π (F), C = 10-4/ π (H) điện áp đầu đoạn mạch u = 200 cos100 π t (v) Biểu thức cường độ dòng điện qua mạch là: A i = 2 cos(100 π t - π /4) (A) C i = 2.cos(100 π t + π /4) (A) B i = 2cos(100 π t - π /4) (A) D i = cos(100 π t + π /4) (A) Giải Theo đầu bài: U AB = 2 = 8(V ) Khi f = 50Hz thìUAM = UMN = 5V; UNB = 4V; UMB = 3V = U + U (52 = + UAB = UAM + UMB (8 = + 3) ⇒ ba điểm A, M B thẳng hàng U MN NB MB Nhận thấy: 42 + 32) ⇒ Ba điểm M, N, B tạo thành tam giác vuông B ⇒ Giản đồ véc tơ đoạn mạch có dạng hình vẽ uuur uuur uuur uuur uuuuur Trong đoạn mạch điện không phân nhánh RLC ta có U C ⊥ U R ; U C muộn pha U R ⇒ U AM biểu diễn điện áphai đầu điện trở R (X chứa R) sớm pha so với U AM góc ϕMN < π U NB biểu diễn điện áphai đầu tụ điện (Z chứa C Mặt khác U MB chứng tỏ cuộn cảm L có điện trở r, biểu diễn U MN Ur Y chứa cuộn cảm có độ tự cảm L điện trở r b f ≠ 50Hz số (a) giảm f = 50Hz mạch có cộng hưởng điện ⇒ cos ϕ = ⇒ P = I U AB → I = UA ⇒ +R = I ⇒L= = 20 100π P 1, Z L = ZC ⇒ I = = 0, 2( A) U AB = 25(Ω) + Z L = ZC = 0, = 0, π ( H ) C = 20.100π U NB I = = 0, 10−3 2π = 15(Ω) (F ) ; r = Ur = I U MB I = 0, = 15(Ω) Nhận xét: Qua sáu ví dụ trình bày qua ba dạng tập trình bày ta thấy loại tập đòi hỏi kiến thức tổng hợp, đa dạng cách giải nói phương pháp giản đồ véc tơ trượt cách giải tối ưu cho loại tập Phương pháp giải từ tập dễ (có thể giải phương pháp đại số) tập khó giải phương pháp giản đồ véc tơ Ngay giải phương pháp giản đồ véc tơ vẽ theo giản đồ véc tơ trượt cho giản đồ đơn giản dựa vào giản đồ véc tơ biện luận toán dễ dàng C BÀI TẬP THÊM Bài 1: Cho mạch điện có sơ đồ hình vẽ uAB = u = 200 cos100πt(V) LO cuộn dây cảm có cảm kháng ZL = 30Ω ; CO tụ điện có dung kháng ZC O A O M N X = 50Ω X đoạn mạch có chứa hai ba phần tử R, L (thuần), C mắc nối tiếp Ampe kế nhiệt I = 0,8(A); hệ số công suất đoạn mạch AB K = 0,6 a Xác định phần tử X độ lớn chúng b Viết biểu thức UNB = UX Đáp số: a.TH1:X chứa R,L: R = 150(Ω); L = 2,2 (H) π b.TH1:UX = 213 cos ( 100π t + 0,045)(V ) ) TH2:X chứa R,C: R = 150(Ω); C = TH2: UX = 187 cos ( 100π t + 0,051)(V ) ) Bài 2: Cho mạch điện có sơ đồ hình vẽ: uAB = 100 cos100π t (V ) Khi K đóng: I = 2(A), UAB lệch pha so với i Xác định L, r 10−3 (F) 18π π A L ,r M X K B B a) Khi K mở: I = 1(A), uAM lệch pha so với uMB π Xác định cơng suất toả nhiệt hộp kín X b Biết X gồm hai ba phần tử (R, L (thuần), C mắc nối tiếp Xác định X trị số chúng (H ) Đáp số: r = 25 3(Ω); L = a) PX = 25 3(W ) 4π B X gồm R nối tiếp C: R = 25 3(Ω) C= 10−3 (F) 7,5π Bài 3:(Đề thi tuyển sinh Đại học GTVT - 2000) Cho đoạn mạch AB hình vẽ X Y hai hộp, hộp chứa hai ba phần tử: R, L (thuần) C mắc nối tiếp a A X X v2 v2 B Các vôn kế V1, V2 ampe kế đo dòng xoay chiều chiều Điện trở vôn kế lớn, điện trở ampe kế không đáng kể Khi mắc vào hai điểm A M vào hai cực nguồn điện chiều, ampe kế 2(A), V 60(V) Khi mắc A B vào nguồn điện xoay chiều hình sin, tần số 50(Hz) ampe kế 1(A), vôn kế giá trị 60(V) UAM UMB lệch pha π Hộp X Y chứa phần tử ? Tính giá trị chúng (đáp số dạng thập phân) Đáp số: X chứa RX LX: RX = 30(Ω); LX = 0,165(H) Y chứa RY CY: RY = 30 (Ω); CY = 106(MF) Bài 4: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U vào hai đầu hộp đen X dịng điện mạch có giá trị hiệu dụng 0,25 A sớm pha π/2 so với điện áp hai đầu hộp đen X Cũng đặt điện áp vào hai đầu hộp đen Y dịng điện mạch có cường độ hiệu dụng 0,25 A pha với điện áp hai đầu đoạn mạch Nếu đặt điện áp vào hai đầu đoạn mạch X Y mắc nối tiếp(X,Y chứa phần tử) cường độ hiệu dụng dòng điện mạch A A B A C A D Hướng dẫn : hộp đen X ta có : i nhanh pha u lượng A π nên X tụ điện có dung kháng ZC=U/I1 =U/0,25 ; hộp đen Y i pha với u nên hộp Y điện trở R=U/I 2=U/0,25 mắc X,Y nối tiếp ta có I= U U2 U2 + 0, 252 0, 252 = U 0, 25 U ⇒I= = 0, 25 Bài Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ Hộp kín X chứa ba phần tử R, L, C Biết dòng điện qua mạch nhanh pha so với điện áp hai đầu mạch Hộp X chứa phần tử nào? A L B R C C D L C R X Bài Cho mạch điện xoay chiều AB hình vẽ Hộp kín X chứa phần tử R, L, C Bàiết dòng điện qua mạch nhanh pha so với điện ápuAB Mạch X chứa phần tử nào? X A L B C A R0 C R D L C Bài 7: Trong mạch điện xoay chiều gồm phần tử X nối tiếp với phần tử Y biết X , Y ba phần tử R, C cuộn dây Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u = U sin (100πt) V điện áp hiệu dụng hai phần tử X, Y đo UX = U, UY = U Hãy cho biết X Y phần tử gì? A Cuộn dây C B C R C Cuộn dây R D Không tồn phần tử thoả mãn Bài 8Cho mạch điện hình vẽ: A C X B B -4 ,10 F, uAB = 100 cos(100 π t - π /2) v π Dòng điện qua mạch sớm pha π /3 uAB Hộp X chứa hai phần tử R L.Hãy cho C= Bàiết hộp X chứa đại lượng đại lượng bao nhiêu? A R = 100 Ω B.R =57,73 Ω C.L = / π H D.L = 1/ π H Bài 9: Ở mạch điện hộp kín X ba phần tử điện trở thuần, cuộn dây, tụ điện Khi đặt vào AB điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng 220V điện áp hiệu dụng đoạn AM MB 100V 120V Hộp kín X là: A Cuộn dây có điện trở B Tụ điện C Điện trở D Cuộn dây cảm Bài 10: Ở mạch điện hộp kín X ba phần tử điện trở thuần, cuộn dây, tụ điện Khi đặt vào AB điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng 220V điện áp hiệu dụng đoạn AM MB 100V 120V Hộp kín X là: A Điện trở B Cuộn dây cảm C Tụ điện D Cuộn dây có điện trở Bài 11Trong mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp gồm tụ điện C, cuộn dây cảm L hộp kín X Bàiết Z L > Z C hộp kín X chứa hai phần tử Rx, Cx, Lx mắc nối tiếp Cường độ dòng điện i điện ápu hai đầu đoạn mạch pha với hộp kín X phải có: A RX LX B RX CX C Không tồn phần tử thỏa mãn D LX CX Bài 12 Một hộp kín chứa hai ba phần tử ( R, L C mắc nối tiếp) Bàiết điện ápnhanh pha cường độ dòng điện góc ϕ với : 0< ϕ < π Hộp kín gồm A.Cuộn cảm mắc nối tiếp với tụ điện Z LZC Bài 13: Ở mạch điện hộp kín X gồm ba phần tử địên trở thuần, cuộn dây, tụ điện Khi đặt vào AB điện áp xuay chiều có UAB=250V UAM=150V UMB=200V Hộp kín X là: A cuộn dây cảm B cuộn dây có điện trở khác không C tụ điện D điện trở Bài 14 Cho cuộn dây có r = 50 Ω ; ZL= 50 3Ω mắc nối tiếp với mạch điện X gồm hai ba phần tử R,L,C Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều Sau điện áp cuộn dây đạt cực đại phần t chu kỳ hiệu điện X đạt cực đại.Trong X chứa phần tử thoả mãn: A Gồm C L thoả mãn: ZC- ZL= 50 3Ω C Gồm C R thoả mãn: R = ZC R =2 ZC R = D Gồm R L thoả mãn: ZL B Gồm C R thoả mãn: Bài 15: Một tụ điện có dung kháng 30(Ω) Chọn cách ghép tụ điện nối tiếp với linh kiện điện tử khác để đoạn mạch mà dịng điện qua trễ pha so với hiệu hai đầu mạch góc A cuộn cảm có cảm kháng 60(Ω) B điện trở có độ lớn 30(Ω) C điện trở 15(Ω) cuộn cảm có cảm kháng 15(Ω) D điện trở 30(Ω) cuộn cảm có cảm kháng 60(Ω) π CHƯƠNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU TẬP CÁC MÁY ĐIỆN DẠNG 17 CÁC MÁY PHÁT ĐIỆN A Phương pháp: Nguyên tắc hoạt động máy phát điện xoay chiều: a Nguyên tắc hoạt động : • Hoạt động dựa tượng cảm ứng điện từ • Khi từ thơng qua vịng dây biến thiên điều hồ: Φ=Φ 0cos2πft cuộn dây có N vịng giống hệt xuất suất điện động cảm ứng biến thiên điều hòa : e = −N dΦ ; e = E0cos 2πf t ; với E0=NΦ 02πft dt b Có hai cách tạo suất điện động xoay chiều máy phát điện: • Từ trường cố định vịng dây quay từ trường • Từ trường quay, vòng dây nằm cố định Máy phát điện xoay chiều pha: a Các phận chính: Phần cảm ứng • Phần cảm: Nam châm điện, hay nam châm vĩnh cửu dùng để tạo từ trường • Phần ứng: Là cuộn dây xuất suất điện động cảm ứng máy hoạt động • Phần đứng yên gọi stato, phần quay quanh trục gọi rơ to • Để tăng suất điện động máy phát : + Phần ứng gồm cuộn dây có nhiều vịng mắc nối tiếp đặt lệch từ trường phần cảm + Các cuộn dây phần cảm ứng nam châm điện phần cảm quấn lỏi thép kĩ thuật gồm nhiều thép mỏng ghép cách điện nhau, nhằm tăng cường từ thông qua cuộn dây giảm dịng phu – b Hoạt động: Có cách • Cách 1: Phần ứng quay phần cảm cố định Trong cách muốn đưa điện mạch người ta hai vành khuyên đặt đồng trục với khung dây quay với khung dây Khi khung dây quay hai vành khuyên trượt lên hai qt Vì hai chổi qt đứng n nên dịng điện khung dây qua vành khuyên qua chổi quét ngồi mạch tiêu thụ • Cách 2: Phần ứng đứng n cịn phần cảm quay • Tần số dịng điện: f = np; với n (vòng / giây): tốc độ quay rôto, p số cặp cực máy phát Máy phát điện xoay chiều ba pha: a Định nghĩa dòng điện ba pha: Dòng điện xoay chiều ba pha hệ thống gồm ba dòng điện xoay chiều, gây ba suất điện động có tần số, biên độ, lệch pha 2π/3 E1 = E0cos(ωt) ; e2 = E0cos(ωt- 2π ) ; e3 = E0cos(ωt+ 2π ) Hay :Dòng điện xoay chiều ba pha hệ thống gồm ba dòng điện xoay chiều, có tần số, lệch pha 2π/3 I1 = I01cos(ωt) ; i2 = I02cos(ωt- 2π ) ; i3 = I03cos(ωt+ 2π ) Nếu ba tải đối xứng : I01=I02=I03=I0 b Cấu tạo hoạt động máy phát điện xoay chiều ba pha: • Giống máy phát điện pha ba cuộn dây phần ứng giống đặt lệch góc π/3 đường trịn Stato • Khi rơ to quay từ thơng qua ba cuộn dây dao động điều hòa tần số biên độ lệch pha góc 2π/3 • Từ thơng gây ba suất điện động dao động điều hòa có biên độ tần số lệch pha 2π/3 ba cuộn dây • Nối đầu dây ba cuộn dây với ba mạch tiêu thụ giống ta ba dòng điện xoay chiều tần số, biên độ pha 2π/3 **Lưu ý : Khi máy hoạt động , chưa nối với tải tiêu thụ suất điện động hiệu dụng điện áp đầu khung dây phần ứng B Áp dụng Câu (đề 21 cục khảo thí )Một máy phát điện xoay chiều pha có điện trở không đáng kể Nối cực máy với cuộn dây cảm Khi roto quay với tốc độ n vịng/s cường độ dịng điện hiệu dụng qua cuộn cảm I Hỏi roto quay với tốc độ 3.n vịng/s cường độ dịng điện hiệu dụng qua cuộn cảm I? A.I B.2.I C.3.I D.I/3 HƯỚNG DẪN : Cường độ dòng điện qua cuộn cảm : I=U/ZL Do ZL= L.ω=L.2π.n U =E = N.BS.ω = N.BS.2π n 2⇒I= N BS khơng phụ thuộc vào tốc độ góc , nên tốc độ góc thay đổi cường độ L dòng điện hiệu dụng cũ Bài Một máy phát điện xoay chiều pha có điện trở không đáng kể Nối cực máy với tụ điện C Khi roto quay với tốc độ n vịng/s cường độ dịng điện hiệu dụng qua cuộn cảm I Hỏi roto quay với tốc độ 3.n vịng/s cường độ dịng điện hiệu dụng qua cuộn dây I ? A.I/3 B.9.I C.3.I D.36.I HƯỚNG DẪN : Cường độ dòng điện qua cuộn cảm : I=U/ZC Do ZC= 1/C.ω=1/C.2π.n U =E = N.BS.ω ⇒I= = N.BS.2π n N BS C.(2π n) , nên tốc độ góc thay đổi lần cường độ dịng điện hiệu dụng tăng 36 lần 2 Bài Một máy phát điện xoay chiều pha có điện trở không đáng kể Nối cực máy với điện trở R Khi roto quay với tốc độ n vịng/s cường độ dịng điện hiệu dụng qua điện trở R I Hỏi roto quay với tốc độ 3.n vịng/s cường độ dịng điện hiệu dụng qua R I ? A.I/3 B.9.I C.3.I D.I HƯỚNG DẪN : Cường độ dòng điện qua cuộn cảm : I=U/R Do U =E = N.BS.ω = N.BS.2π n ⇒I= N BS 2π n , nên tốc độ góc thay đổi lần cường độ dịng điện hiệu dụng tăng lần R Câu 12( ĐH10-11): Nối hai cực máy phát điện xoay chiều pha vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm Bỏ qua điện trở cuộn dây máy phát Khi rôto máy quay với tốc độ n vịng/phút cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch A Khi rôto máy quay với tốc độ 3n vịng/phút cường độ dịng điện hiệu dụng đoạn mạch A Nếu rôto máy quay với tốc độ 2n vịng/phút cảm kháng đoạn mạch AB A R B 2R C R D R Hướng dẫn giải : Giải: Khi rôto quay với tốc độ n vòng/phút, điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AB U1 : U12 = R2 + ZL12 (1) f=p.n ; Khi rôto quay với tốc độ 3n vòng/phút, điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AB U : U22 = 3(R2 + ZL22) (2) với U2= 3U1; ZL2 = 3ZL1, thay vào (2)ta c ó 3U12 = R2 + 9ZL12 (3) T (1) (3) ta thu ZL1 = R/ ;ZL3=L.2π.2n ZL1=L.2π.n Nên Z3 = Z1 , nên Z3 = 2R/ 2 2 Hay :Khi tần số f1 = n vịng/phút : U1 = I ( R + Z ) = R + Z , I = 1A(1) Khi tần số f2=3n vịng/phút 2 2 2 U = 3( R + Z )(2) Khi tần số dao động f3 = 2n vịng/phút U = I ( R + Z )(3) Từ (2) (1), 2 suy ra: U = 3U1 → Z = 3Z1 , thay vào (2), ta được: 3U1 = R + 9Z1 (4) Từ (1) (4), suy Z1 = Z = Z1 = R ,suy 2R Hay :Ta có : f= pn, U = NBSω ; ⇒ roto quay với tốc độ 2n vòng/phút Z = 2Z ; ⇒ Chọn B ĐỘNG CƠ Câu : Mạng điện xoay chiều ba pha có điện áp pha 220 V.Điện áp dây là: A 316,80V B 126,86V C 318,04 V D 155,54 V Đ/á : + Ud = Up = 220 V = 381,04V Câu : Hãy xác định đáp án Máy phát điện xoay chiều ba pha mắc sao,điện áp pha 127V,tần số 50 Hz Người ta đưa dòng điện vào tải ba pha mắc tam giác ,đối xứng Mỗi tải cuộn dây có điện trở 12 Ω ,độ tự cảm 51mH Cường độ dòng điện qua tải là: A 6,35 A B 11,0 A C 12,63A D 4,54A Đ/á : + Ud = Up + I = = 127 = 220 V ZL = L ω Ud Z = 220 20 = 0.051 100 π = 16 Ω Z = R + Z L2 = 20 Ω = 11,0 A Câu 10 : Một máy phát điện pha mắc hình có hiệu điện dây 220V tần số 50Hz Tính điện áp pha A 127V B 254V C.110V D 220V Câu 11 : Một máy phát điện xoay chiều ba pha mắc theo hình có điện áp pha 127V tần số 50Hz Người ta đưa dòng ba pha vào ba tải mắc theo hình tam giác, tải có điện trở 100Ω cuộn dây có độ tự cảm 0,318H Cường độ dịng điện qua tải cơng suất tải tiêu thụ nhận giá trị sau đây? A.I=1,56A ; P=728W B.I=5,16A ; P=752W C.I=1,8A ; P=678W D.Một cặp giá trị khác Đáp án: Ud=Up =127 =220v ZL=2πfL=100Ω, Z= R + Z L2 = 100 2Ω , I= Ud = 1,56 A Z P=3UIcosφ=728w Câu 17 : Một máy phát điện ba pha mắc hình có điện áp pha 127V tần số 50Hz Mắc vào pha bóng đèn có điện trở 44Ω Dịng điện dây pha dịng điện dây trung hồ nhận giá trị giá trị sau đây? A.Iph=1,5A ; Ith=0,2A B.Iph=5A ; Ith=0A C.Iph=5,5A ; Ith=0,1A D.Iph=1,7A ; Ith=0,25A Đáp án: Iph= U 220 = = 5A R 44 ith=i1+i2+i3= Câu 18 : Hãy xác định phát biểu sai động không đồng ba pha A Roto quay theo chiều quay từ trường chậm hơndo lực ma sát tác dụng B Roto quay theo chiều quay từ trường tượng cảm ứng điện từ,nghiệm định luật len –xơ C Có thể biến đổi động khơng đồng ba pha thành máy phát điện xoay chiều ba phA D Có thể đổi chiều quay động khơng đồng ba pha cách đổi hồn đổi hai ba pha dòng điện vào stato Đ/á :+Khi từ trường quay ,quét qua diện tích khung dây rô to,làm xuất hiện tượng cảm ứng điện từ khung dây Vậy ,để trì tượng cảm ứng điện từ phải có chuyển động tương đối từ trường quay rô to Rô to phải quay chậm từ trường Câu 19: Một máy phát điện xoay chiều gồm có cặp cực, phần ứng gồm 22 cuộn dây mắc nối tiếp Từ thông cực đại phần cảm cosh qua cuộn dây có giá trị cực đại vòng/phút Suất điện động cực đại máy phát là: A 110 V B 110 V C 220 V G: f= 10 −1 Wb Rôto quay với vận tốc 375 π D 220 V np 375.8 10 −1 = = 50 Hz ; ω = π f = 100 π rad/s Eo = ωNΦ o = 100 π 22 = 220V 60 60 π Câu 20 : Hãy tìm kết Từ trường quay động không đồng ba pha có vận tốc quay 3000 vịng/phút Vậy ,trong giây từ trường quay vòng A 60 vòng /giây B 40 vòng /giây C 50vòng /giây D 75 vòng /giây Đ/á : + n = 3000 Vòng/phút = 3000 Vòng/60 giây = 50 vòng /giây Câu 22 : Máy phát pha mắc tần số dòng điện 50Hz, điện áp pha Up=220v tải mắc sao, Biết tải gồm R=6 Ω , L1=2,55.10 H Tải gồm R=6 Ω , C2=306 µ F Tải gồm R=2,55.10 R=6 Ω Dòng điện qua tải A.I1=22A; I2=18,3A; I3=34A B.I1=20A; I2=10A; I3=15A C.I1=18A; I2=20A; I3=16A D.I1=15A; I2=3A; I3=9ª Giải: −2 Z1=10 Ω , I1= −2 H C3=306 µ F U P 220 UP = 18,3( A) Z3=6,46 Ω , I3 = 34(A = =22(A Z2=12 Ω , I2= Z L 10 Z2 Câu 25: Cường độ hiệu dụng dòng điện qua qua cuộn dây động có giá trị bao nhiêu: A.19,8A B.27,63A C.18,9A D.8,9A Đáp án: Công suất tiêu thụ pha UpIcosφ ;Công suất tiêu thụ động P=3UpIcosφ Suy I= P =18,9A 3Upcosϕ Câu 26 : Một máy phát pha mắc có f=50Hz; Up=220v.Tải mắc Tải gồm R=6 Ω ; L1=2,55.10 H ;Tải gồm R=6 Ω ;C2=306 µ F Tải gồm R=6 Ω ; L3=2,55.10 H ; C3=306 µ F Cơng suất dòng pha A.P=11,876KW B.P=11KW C.P=10KW D.P=20KW Giải : 2 P=P1+P2+P3 = RI 12 +RI 22 +RI =R( I 12 +I 22 +I )=>Tính I 29b =>P=11,876Kw −2 −2 Câu 27 : Hãy tìm kết luận sai Máy biến áp máy có tác dụng : A.Làm tăng giảm điện áp dòng điện xoay chiều B.Làm tăng giảm điện áp dịng điện khơng đổi C.Làm tăng giảm cường độ dòng điện xoay chiều D.Truyền tải điện từ mạch điện nầy sang mạch điện khác Đ/á: - Dịng điện khơng đổi khơng tạo tượng cảm ứng điện từ.Vậy ,không thể thay đổi điện áp băng cách sử dụng máy biến áp Câu 29 : Nguyên tắc hoạt động máy biến áp dựa vào: A.Hiện tượng tự cảm B.Hiện tượng cảm ứng điện từ C.Việc sử dụng từ trường quay D.Tác dụng lực từ Câu 30 : Trong truyền tải điện cần làm để giảm hao phí đường dây A.Tăng trước truyền tải B.Thay dây có độ dẫn điện tốt C.Tăng tiết diện ngang dây dẫn D.Tăng cơng suất dịng điện cần truyền tải Câu 31 : Một dòng xoay chiều pha mắc Tải gồm pha đối xứng mắc sao, biết điện áp pha Up=220v Trong pha tải gồm R=60 Ω , L= A.P= 800W Giải: Mà B.P= 100W P = 3U p I p cos ϕ cos ϕ = 0,8 (H) Cơng suất dịng pha là: π Ip = ;Mà: R 60 = =0,6 ; Z 100 Up = Z C.P= 827W Up R + ZL 2 = D.P= 871,2W 226 = 2,2( A) 100 P=3.220.2,2.0,6=871,2W Bài 32(Đề 22 cục khảo thí )Một máy phát điện pha mắc hình có điện áp 127V tần số 50Hz Người ta đưa dòng điện vào tải đối xứng mắc tam giác , tải có điện trở 24Ω cảm kháng 32Ω công suất tiêu thụ tải : A.726W B.2178W C.1089W D.3276W Bài 33: Một máy phát điện ba pha mắc hình có điện áp pha U p = 115,5V tần số 50Hz Người ta đưa dòng ba pha vào ba tải mắc hình tam giác, tải có điện trở 12,4 Ω độ tự cảm 50mH Cường độ dòng điện qua tải A 8A B 10A C 20A D 5A Câu 10(C.Đ 2010): Một máy phát điện xoay chiều pha có phần cảm rơto quay với tốc độ 375 vòng/phút Tần số suất điện động cảm ứng mà máy phát tạo 50 Hz Số cặp cực ro6to A 12 B C 16 D DẠNG 18 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA A Phương pháp Sự quay khơng đồng bộ: • Khi khung dây đặt từ trường quay khung dây quay chiều với từ trường quay tốc độ quay nhỏ tốc độ quay từ trường • Giải thích: + Từ trường quay nam châm làm cho từ thông qua khung dây biên thiên, khung dây dẫn kín xuất dòng điện cảm ứng Lực từ từ trường tác dụng lên dòng điện cảm ứng khung dây + Theo định luật Lenxơ lực từ phải cos h mômen làm khung quay theo để giảm biến thiên từ thông qua khung dây Do khung dây có mơmen lực cản nên khung dây phải quay với vận tốc góc nhỏ vận tốc quay nam châm + Khi mômen lực từ mơmen cản cân khung dây quay với vận tốc góc ω < ω 2.Tạo từ trường quay dòng điện ba pha: Cho dòng điện xoay chiều ba pha chạy vào ba cuộn dây ba nam châm điện giống nhau, đặt lệch góc 1200 đường trịn stato Véc tơ cảm ứng từ tổng hợp ba cuộn dây nam châm điện gây xung quanh tâm đường tròn stato có độ lớn khơng đổi quay mặt phẳng song song với trục nam châm với vận tốc góc vận tốc góc dịng điện Lúc : Cảm ứng từ tổng hợp tâm O có độ lớn 1,5.B0 Với B0 cảm ứng từ cực đại cuộn dây gây O Cấu tạo động không đồng ba pha: • Stato: Gồm cuộn dây ba pha điện quấn lỏi thép gồm nhiều thép mỏng kĩ thuật ghép cách điện • Rơ to: Rơ to hình trụ tạo nhiều thép mỏng ghép lại Mặt ngồi có xẻ rãnh đặt kim loại, hai đầu nối với vành kim loại tạo thành lồng Lồng cách điện với lõi thép có tác dụng nhiều khung dây đồng trục đặt lệch • Khi mắc động vào mạng điện ba pha, từ trường quay tạo lịng stato, làm cho rơto quay Chuyển động quay rơto truyền ngồi làm quay máy khác • Cơng suất tiêu thụ động tổng cơng suất tiêu thụ ba cuộn dây • Hiệu suất động cơ: η= Pi ; đó:+ Pi cơng suất có ích học; P + P công suất tiêu thụ động cơ.Nếu động pha hì P tổng cơng suất ba cuộn dây B Áp dụng : Bài : Một động khơng đồng ba pha có điện áp định mức pha 220V, Biết công suất động 10, 56KW hệ số công suất 0,8 Cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn dây động là: A 2A B 6A C 20A D 60 A Giải :P = 3P1 = 10560 W (P Công suất động cơ).P1 = UIcos ϕ = P1 P = 3520 W.I = = 20A U cos ϕ Bài : Hãy xác định kết Một động không đồng ba pha đấu hình vào mạng điện xoay chiều ba pha ,có điện áp dây 380 V.Động có cơng suất 10 KW.Hệ số cơng suất 0,8.Cường độ dịng điện hiệu dụng qua cuộn dây có giá trị bao nhiêu? A 56,7A B 18,9 A C 45,36 A D 26,3A Đ/á : -Công suất tiêu thụ mổi pha Pp = Up I cos ϕ Công suất tiêu thụ động P = Pp =3 Up I cos ϕ Vậy : I = P 10.000 = 3U P cos ϕ 3.220.0,8 = 18,9 A Bài 3( ĐH10-11): Một động điện xoay chiều hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng 220 V cos h cơng suất học 170 W Biết động có hệ số cơng suất 0,85 công suất toả nhiệt dây quấn động 17 W Bỏ qua hao phí khác, cường độ dòng điện cực đại qua động A A B A C A D 3A Hướng dẫn giải :P = P + P = UI cosϕ ⇒ I =1⇒ I cực đại ⇒ Chọn A Bài 4: Động điện xoay chiều pha có cuộn dây giống hệt mắc hình Mạch điện ba pha dùng để chạy động phải dùng dây dẫn: A B C D Câu 24(C.Đ 2010): Một động khơng đồng ba pha mắc theo kiểu hình nối vào mạch điện ba pha có điện áp pha U Pha = 220V Công suất điện động 6, kW; hệ số công suất động Cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn dây động A 20 A B 60 A C 105 A D 35 A DẠNG 19 BIẾN ÁP -TRUYỀN TẢI ĐIỆN A Phương pháp: Máy biến áp : + Biến đổi điện áp dịng điện xoay chiều mà khơng làm thay đổi tần số dòng điện a Cấu tạo nguyên tắc hoạt động: • Cấu tạo : + hai cuộn dây dây dẫn có số vịng khác quấn lõi thép kín gồm nhiều thép mỏng ghép cách điện với + Hai cuộn thường đồng , cách điện có điện trở nhỏ Cuộn dây nối với mạch điện xoay chiều : cuộn sơ cấp, cuộn dây nối với tải tiêu thụ : cuộn thứ cấp Hai cuộn dây cách điện với lỏi thép + Ký hiệu máy biến áp sơ đồ • Hoạt động: + Dựa vào tượng cảm ứng điện từ + Dòng điện xoay chiều chạy cuộn sơ cấp gây từ thông biến thiên lỏi thép chung Từ thông biến thiên gây dòng điện cảm ứng xoay chiều chạy mạch tiêu thụ nối với hai đầu cuộn thứ cấp b Sự biến đổi điện áp cường độ dịng điện qua máy biến áp: • Giả thiết từ thông tiết diện lỏi thép (hoặc qua vòng cuộn dây sơ ,thứ cấp ) có biểu thức: Φ = Φ0cos(ωt+ϕ) ⇒ Suất điện động cảm ứng vòng dây hai cuộn dây có biểu thức : e0 = − dΦ = Φ0ωcos (ωt+ϕ) dt • Suất điện động xuất : • Suy ra: + Cuộn sơ cấp: e1 = n1e0 + Cuộn thứ cấp: e2 = n2e0 e1 n1 E1 n1 = = → E2 n e2 n • Nếu bỏ qua điện trở cuộn dây : U1 = E1; U2 = E2 → Đặt: k = U1 n1 = (1) U2 n n1 U1 n1 = =k gọi hệ số biến áp → U2 n n2 + k > → U1 > U2: Máy hạ + k < → U1 < U2: Máy tăng • Nếu bỏ qua mát lượng máy biến áp ( hiệu suất =1 ) xem độ lệch pha u i cuộn sơ thứ: P1= P2 ⇒ U1I1 = U2I2 → U1 I U I = (2) Nếu hiệu suất H : = H U I1 U2 I1 Vậy: Máy biến áp làm tăng điện áp lên lần cường độ dịng điện giảm nhiêu lần ngược lại II Truyền tải điện năng: • Cơng suất điện cần truyền tải (trên đường dây )là: P = U.I.cosϕ với U : điện áp đầu nguồn I : cường độ hiệu dụng đường dây tải cosϕ : Hệ số cơng suất mạch điện • Cơng suất hao phí ( toả nhiệt ) đường dây có điện trở R ∆P : ∆P = I R = P2 R U 2cos2ϕ + Độ sụt đường dây : ΔU=R.I ; điện áp tải tiêu thụ U’ U ' = U − ∆U ; cơng suất cịn nơi tiêu thụ : P’=P – ΔP +Hiệu suất trình truyền tải H = P − ∆P P l điện trở tổng cộng dây tải điện (lưu ý: Đối với việc truyền tải điện pha dẫn điện S gồm dây; dây có chiều dài l khoảng cách từ nhà máy điện pha tới nơi tiêu thụ ) +R = ρ • Nhận xét: + Các hệ thống truyền tải có U, P, R khơng đổi hệ thống có cosϕ nhỏ cơng suất hao phí lớn + Các hệ thống truyền tải có P cosϕ khơng đổi Muốn giảm cơng suất hao phí : Tăng điện áp máy biến áp nơi phát tải đường dây cao thế, đến nơi tiêu thụ dùng máy biến áp hạ dần bước xuống giá trị sử dụng * Điện áp u = U1 + U0cos(ωt + ϕ) coi gồm điện áp không đổi U1 điện áp xoay chiều u=U0cos(ωt + ϕ) đồng thời đặt vào đoạn mạch B Áp dụng Bài Bài 5-32 ( BTNC ) Cuộn sơ cấp thứ cấp máy biến áp có N1 = 600 vòng ;N2 = 120 vòng Điện trở cuộn dây không đáng kể Nối đầu sơ cấp U1= 380V a) Tính U2 ? b) Nối đầu thứ cấp với bóng đèn có R = 100 Ω Tính I1 sơ cấp ? HD : N U 76 U = 76V a) U = ;b) I = = = 0, 76( A) ; I1 = N1 R 100 U I U1 = 0,152 A Bài Cho máy biến áp lí tưởng P2 = kW ; U2 = 110V Biến áp nối với đường dây tải điện có R= Ω a) I2 ? b) Độ sụt đường dây tải điện ? ;c) Tính điện áp hiệu dụng cuối cuối đường dây ? d) Công suất tổn hao đường dây ? e) Thay biến áp biến áp có cơng suất U = 220V Tính tốn lại đại lượng nêu ? HD: P 400 400 = ( A) ;b) Độ sụp = R.I2 = a) I = ≈ 72, 7(V ) U2 11 11 c) 110V – 72,7V = 38,3V ; d) Php = R P 200 = ( A) e) I = U 11 ; I 22 = 2643,6W Độ sụt = R.I2 = 220V-36,36V = 183,64V ; 200 11 ≈ 36,36(V ) Php = R I = 661,15W Bài 3: Hãy trường hợp không phù hợp Một trạm hạ áp tải công suất điện 220KW, dịng điện tải qua dây dẫn có điện trở Rd = 100 Ω Dây tải dòng điện cực đại 10A Điện áp lấy (thứ cấp ) cung cấp cho tải : A 220 KV B 110 KV C 11 KV D.Từ:110KV đến 220KV Pm U 220 KW P + Khi U = 220KV ,thì I = m = = 1A I  I max Dây tải tốt 220 KV U 220 KW P + Khi U = 110KV , I = m = = 2A I  I max Dây tải tốt 110 KV U Đ/á:+ Dòng điện tải qua dây tải là: I = +Vậy khoảng từ 110KV đến 220KV ,dây tải tốt +Khi U = 11KV , I = 220 KW Pm = = 20A 11KV U I  I max Dây tải tải nổi.Dây tải “cháy” đóng mạch khơng có hệ thống ngắt điện tự động Bài 4( ĐH10-11): Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp lí tưởng (bỏ qua hao phí) điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở 100V Ở cuộn thứ cấp, giảm bớt n vịng dây điện áp hiệu dụng hai đầu để hở U, tăng thêm n vịng dây điện áp 2U Nếu tăng thêm 3n vòng dây cuộn thứ cấp điện áp hiệu dụng hai đầu để hở cuộn A 100V B 200V C 220V D 110V Hướng dẫn giải : Giải: Gọi điện áp đặt vào cuộn sơ cấp U0 N 100 = (1) N1 U N − n U 100 n n 100 − U = = − ⇒ = (2) Khi giảm bớt n vịng thì: N1 U U N1 N1 U0 N + n 2U 100 n = = + Khi tăng thêm n : (3) N1 U U N1 N + 3n U 100 3n = = + Khi tăng thêm 3n vịng thì: (4) N1 U U N1 200 100 − Từ (2) (3) ta có U= 200/3V thay U vào (2) ta lại có n = (5) N1 U0 Khi số vịng dây cuộn thứ cấp chưa thay đổi thì: Thay (5) vào (4) ta thu U3= 200V Hay :Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch cuộn sơ cấp không đổi, gọi số vòng của cuộn sơ cấp thứ cấp N1 N2.Khi điện áp hai đầu cuộn thứ cấp 100V, ta có U0 U U U N N1 N1 N1 U n = (1); = (2); = (3); = (4) = 1− (5) 100 N U N2 + n 2U N + n U 3n N + 3n Lấy (1): (2), ta được: 100 N2 ,lấy (3):(1), ta được: 2U n = 1+ (6) Lấy (6)+(5), ta U=200V/3, thay vao (5), ta n/N2=1/3,suy 100 N2 N2=3n,thay vao (4), ta U3n=200V Hay : Ta có: = ⇒ U = U ; Theo gt:U= (n -n), 2U= (n +n) ⇒ n= ⇒ tăng 3n vòng ⇒ n tăng lần ⇒ U tăng lần;⇒ Chọn B Bài 5( ĐH 2009): : Máy biến áp thiết bị A biến đổi tần số dịng điện xoay chiều B có khả biến đổi điện áp dòng điện xoay chiều C làm tăng cơng suất dịng điện xoay chiều D biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện chiều Bài 6: (Bài SGK) Chiều dài dây tải điện l =2.3=6(m) ρ = 2, 5.10−8 Ω.m ; S = 0,5cm2 ;U = 6kV; P = 540kW ;cos ϕ = 0,9 Tính cơng suất hao phí đường dây hiệu suất truyền tải điện GIẢI : P l Điện trở dây tải điện: R = ρ = 3Ω ;Cường độ dòng điện dây:I = =100 A Ucosϕ S Cơng suất hao phí dây:Php = RI2 = 30Kw;Hiệu suất truyền tải: η = P − Php ≈ 94, 4% P Bài máy biến áp lí tưởng P2 = kW ; U2 = 110V Biến áp nối với đường dây tải điện có R= 2Ω a) I2 ? b) Độ sụt đường dây tải điện ? c) Tính điện áp hiệu dụng cuối cuối đường dây ? d) Công suất tổn hao đường dây ? e) Thay biến áp biến áp có cơng suất U = 220V Tính tốn lại đại lượng nêu ? HD: P 400 = ( A) a) I = U 11 b) Độ sụp = R.I2 = I2 d) Php = R = 2643,6W e) 220V-36,36V = 183,64V 400 11 ≈ 72, 7(V ) P 200 I2 = = ( A) U2 11 c) 110V – 72,7V = 38,3V 200 Độ sụp = R.I2 = 11 ≈ 36,36(V ) Php = R I = 661,15W Bài Điện trạm phát điện truyền điện áp kV công suất 150 kW Hiệu số công tơ điện trạm phát nơi thu sau ngày đêm chênh lệch thêm 360 kWh Hiệu suất trình truyền tải điện A 80% B 85% C 90% D 95% Hướng dẫn: : Cơng suất hao phí đường dây tải điện ∆P =360:24= 15kW, suy hiệu suất truyền tải H= P − ∆P 150 − 15 = = 90% P 150 Bài Điện trạm phát điện truyền điện áp 2kV, hiệu suất trình truyền tải H = 80% Muốn hiệu suất trình truyền tải tăng đến 95% ta phải A tăng điện áp lên đến 4kV B tăng điện áp lên đến 8kV C giảm điện áp xuống 1kV D giảm điện áp xuống cịn 0,5kV Hướng dẫn: : Cơng suất truyền tải không thay đổi, áp dụng công thức tính hao phí dây dẫn toả nhiệt r ∆P = P2 → hiệu suất truyền tải điện xa : U r r 1− H1 U 22 P − ∆P ∆P r = ⇒ 1− H = = P , suy 1− H1 = P 1− H2 = P ⇒ U1 U2 1− H2 U12 P P U 1− 0,80 ⇒ U 22 = 22 = 16⇒ U = 4kV 1− 0,95 H= Bài 10Một máy phát điện xoay chiều có cơng suất 1000 kW Dịng điện phát sau tăng truyền xa đường dây có điện trở 20 Ω Hãy tính cơng suất hao phí đường dây, điện áp tăng đến: a) kV b) 110 kV So sánh hiệu suất truyền tải hai trường hợp Hướng dẫn: : Cơng thức tính hao phí đường dây ΔP = I2.R = P2 Hiệu suất H = R , U2 P − ∆P P Với U = 5kV ΔP = 8.105W Hiệu suất H = 20% Với U = 110kV ΔP = 1652,8W Hiệu suất H = 99,8% Suy hiệu suất trường hợp b) lớn Bài 10 bis : (Bài SGK) Chiều dài dây tải điện =2.3=6(m) ρ = 2, 5.10−8 Ω.m ; S = 0,5cm2 U = 6kV; P = 540kW.cos ϕ = 0,9 Tính cơng suất hao phí đường dây hiệu suất truyền tải điện Giải : P l Điện trở dây tải điện: R = ρ = 3Ω ;Cường độ dòng điện dây:I = =100 A Ucosϕ S Công suất hao phí dây:Php = RI2 = 30kW ;Hiệu suất truyền tải: η = P − Php P ≈ 94, 4% Bài 11 (Đề 21 cục khảo thí )Điện áp đặt vào đầu cuộn sơ cấp máy biến áp 220V > số vòng dây cuộn sơ thứ cấp N1=1000 vòng ;N2=50 vòng mạch thứ cấp gồm điện trở R=8Ω; cuộn cảm có điện tở 2Ω tụ điện cường độ dòng điện chạy qua cuộn thứ cấp 0,032A bỏ qua hao phí máy biến áp Độ lệch pha cường độ điện áp cuộn thứ cấp ; A π B π C + π − π D + π − π Bài 12Một đường dây có điện trở 4Ω dẫn dịng điện xoay chiều pha từ nơi sản xuất đến nơi tiêu dùng Điện áp hiệu dụng nguồn điện lúc phát U = 5000V, công suất điện 500kW Hệ số công suất mạch điện cosφ = 0,8 Có phần trăm cơng suất bị mát đường dây tỏa nhiệt? A 10% B 12,5% C 16,4% D 20% Bài 13: Điện trạm phát điện truyền điện áp kV công suất 200 k W Hiệu số công tơ điện trạm phát nơi thu sau ngày đêm chênh lệch thêm 480 kWh Hiệu suất trình truyền tải điện A H = 95 % B H = 80 % C H = 90 % D H = 85 % Bài 14 Chọn câu Sai Trong trình tải điện xa, cơng suất hao phí: A tỉ lệ với thời gian truyền tải B tỉ lệ với chiều dài đường dây tải điện C tỉ lệ nghịch với bình phương điện áp hai đầu dây trạm phát điện D tỉ lệ với bình phương công suất truyền Bài 15 : Hiện người ta chủ yếu dùng cách sau để làm giảm hao phí điện q trình truyền tải xa? A.Tăng điện áp trước truyền tải điện xa B.Xây dựng nhà máy điện gần nơi tiêu thụ C.Dùng dây dẫn vật liệu siêu dẫn D.Tăng tiết diện dây dẫn dùng để truyền tải Bài 16 : Trong truyền tải điện cần làm để giảm hao phí đường dây A.Tăng trước truyền tải B.Thay dây có độ dẫn điện tốt C.Tăng tiết diện ngang dây dẫn D.Tăng cơng suất dịng điện cần truyền tải Bài 17 Trong trình truyền tải điện xa, biện pháp làm giảm hao phí đường dây tải điện sử dụng chủ yếu A giảm công suất truyền tải B tăng chiều dài đường dây C giảm tiết diện dây D.tăng điện áp trước truyền tải Bài 18 Trong truyền tải điện xa để giảm hao phí điện q trình truyền tải người ta chọn cách: A Tăng điện áp trước truyền tải B Thay dây dẫn có điện trở suất nhỏ C Giảm điện áp trước truyền tải D Tăng tiết diện dây dẫn để giảm điện trở đường dây Bài 19 Trong truyền tải điện xa để giảm hao phí điện trình truyền tải người ta chọn cách: A Tăng điện áp trước truyền tải.B Thay dây dẫn có điện trở suất nhỏ C Giảm điện áp trước truyền tải D.Tăng tiết diện dây dẫn để giảm điện trở đường dây Bài 20 Trong truyền tải điện xa để giảm hao phí điện q trình truyền tải người ta chọn cách: A Thay dây dẫn có điện trở suất nhỏ B Tăng điện áp trước truyền tải C Giảm điện áp trước truyền tải D Tăng tiết diện dây dẫn để giảm điện trở đường dây Bài 21 Điện trạm phát điện truyền điện áp 2kV công suất 200kW Hiệu số công tơ điện trạm phát nơi thu sau ngày đêm chênh lệch thêm 480kWh Cơng suất điện hao phí đường dây tải điện A ∆P = 20kW B ∆P = 40kW C ∆P = 83kW D ∆P = 100kW Bài 22 Điện trạm phát điện truyền điện áp 2kV công suất 200kW Hiệu số công tơ điện trạm phát nơi thu sau ngày đêm chênh lệch thêm 480kWh Công suất điện hao phí đường dây tải điện A ∆P = 20kW B ∆P = 40kW C ∆P = 83kW D ∆P = 100kW Bài 23Điện trạm phát điện truyền điện áp 2kV, hiệu suất trình truyền tải H = 80% Muốn hiệu suất trình truyền tải tăng đến 95% ta phải A tăng điện áp lên đến 4kV B tăng điện áp lên đến 8kV C giảm điện áp xuống 1kV D giảm điện áp xuống 0,5kV Bài 24Với công suất cần truyền tải, tăng điện áphiệu dụng nơi truyền lên 25 lần cơng suất hao phí đường dây sẽ: A giảm 25 lần B giảm 625 lần C tăng 25 lần D tăng 625 lần Bài 25 Điện trạm phát điện truyền điện áp kV công suất kW Hiệu số công tơ trạm phát công tơ tổng nơi tiêu thụ sau ngày đêm chênh lệch 480kWh Cơng suất hao phí đường dây hiệu suất trình truyền tải điện A 100kW ; 80% B 83kW ; 85% C 20kW ; 90% D 40kW ; 95% Bài 26Chuyển tải điện xa Với điện áp chuyển tải kV cơng suất tỏa nhiệt dây kW Tăng điện áp chuyển tải lên 500 kV Công suất tỏa nhiệt dây dẫn là: A 10 W B 100 W C W D 0,1 W Bài 27 Khi tăng hiệu điện áp nơi truyền lên 50 lần cơng suất hao phí đường dây A giảm 50 lần B tăng 50 lần C tăng 2500 lần D giảm 2500 lần Bài 28: Điện tải từ nhà máy đến nơi tiêu thụ với hiệu suất tải điện 60% Để hiệu suất tải điện 90% phải thay đường dây có chất với đường kính : A tăng lần B tăng lần C tăng lần D tăng lần Bài 29: Hiệu số công tơ điện (máy đếm điện năng) trạm phát điện nơi tiêu thụ điện sau ngày đêm chênh lệch thêm 480kWh Công suất điện hao phí đường dây tải điện A ΔP=100kW B ΔP=20kW C ΔP=40kW D ΔP=83kW Bài 30: Hao phí điện q trình truyền tải giảm lần trước truyền tải, hiệu điện áp tăng lên 10 lần cịn đường kính tiết diện dây tăng lên hai lần? A 100 B 200 C 400 D 50 Bài 31Ta cần truyền công suất điện 10 (W) đến nơi tiêu thụ đường dây pha, điện áp hiệu dụng 10(kV) Mạch điện có hệ số cơng suất cos ϕ = 0,85 Muốn cho cơng suất hao phí đường dây khơng q 5% cơng suất truyền điện trở đường dây phải có giá trị A R = 3,61( Ω ) B R = 361( Ω ) C R= 3,61(k Ω ) D R = 36,1( Ω ) Bài 32 Trong việc truyền tải điện xa, để giảm cơng suất hao phí đường dây k lần điện áp hai đầu đường dây phải … A tăng k lần B giảm k lần C giảm k2 lần D Tăng k lần Bài 33 Khi điện áp hai đầu dây tải tăng 50 lần cơng suất hao phí đường dây: A giảm 50 lần B tăng 50 lần C tăng 2500 lần D giảm 2500 lần Bài 34: Dùng máy biến áp có số vòng cuộn dây thứ cấp gấp 10 lần số vòng cuộn dây sơ cấp để truyền tải điện cơng suất tổn hao điện dây tăng hay giảm ? A Tăng 10 lần B Giảm 10 lần C Giảm 100 lần D Tăng 100 lần Bài 35Với công suất cần truyền tải, tăng điện áp hiệu dụng nơi truyền lên 20 lần cơng suất hao phí đương dây A giảm 400 lần B giảm 20 lần C tăng 400 lần D tăng 20 lần Bài 36(TN2007)Với công suất điện xác định truyền đi, tăng điện áp hiệu dụng trước truyền tải 10 lần cơng suất hao phí đường dây (điện trở đường dây không đổi) giảm A 40 lần B 20 lần C 50 lần D 100 lần Bài 37 Người ta truyền tải điện xoay chiều pha từ trạm phát điện cách nơi tiêu thụ 10km Dây dẫn làm kim loại có điện trở suất 2,5.10 -8Ωm, tiết diện 0,4cm2, hệ số công suất mạch điện 0,9 Điện áp công suất truyền trạm phát điện 10kV 500kW Hiệu suất truyền tải điện là: A 93,75% B 96,14% C 97,41% D 96,88% Bài 38 Hiệu suất trình truyền tải H = P − ∆P Điện trạm phát điện truyền P điện áp kV, hiệu suất trình truyền tải H = 80% Muốn hiệu suất trình truyền tải tăng đến 95% ta phải: A Tăng điện áp lên đến 4kV B.Tăng điện áp lên đến 8kV C Giảm điện áp lên đến 1kV D.Tăng điện áp lên đến 0,5kV Bài 39: Dùng đường dây có điện trở R= 2( Ω ).Để truyền tải điện xa Biết công suất nguồn điện 100000(W) ; điện áp trước truyền tải 200(kV) Vậy cơng suất hao phí ∆P dây A ∆P =200(kW).; B ∆P =200(W).; C ∆P =400(W).; D ∆P 20(kW) Bài 40: Chuyển tải điện xa Với điện áp chuyển tải kV cơng suất tỏa nhiệt dây kW.Tăng điện áp chuyển tải lên 500 kV Công suất tỏa nhiệt dây dẫn là: A 10 W B 100 W C W D 0,1 W Bài 41 Điện trạm phát điện truyền điện áp 2kV, hiệu suất trình truyền tải 80% Muốn hiệu suất trình truyền tải tăng đến 95% ta phải A tăng điện áp lên đến 4kV B tăng điện áp lên đến 8kV C giảm điện áp xuống 1kV D giảm điện áp xuống cịn 0,5kV Bài 42 Hiệu suất q trình truyền tải H = P − ∆P Một nhà máy điện cos h công suất 100 000 P (KW) cần truyền tải điện đến nơi tiêu thụ Biết hiệu suất truyền tải 90% Công suất hao phí đường dây truyền : A 100000 (KW) B 1000(KW) C 200 (KW) D 10(KW) Bài 43 Người ta cần truyền công suất điện 200(KW) từ nguồn điện có điện áp 5000(V) đường dây có điện trở tổng cộng 20 ( Ω ) Độ giảm đường dây truyền tải : A 40 (V) B 400(V) C 80 (V) D 800 (V) Bài 44 Với công suất cần truyền tải, tăng điện áp hiệu dụng nơi truyền lên 40 lần cơng suất hao phí đường dây sẽ: A giảm 1600 lần B giảm 40 lần C tăng 40 lần D tăng 1600 lần Bài 45 Chọn câu trả lời ĐÚNG.Để giảm công suất hao phí dây n lần phải : A/Giảm điện áp n lần B/ Tăng điện áp n lần C/ Giảm điện áp n2 lần D/ Tăng điện áp tiết diện dây dẫn lên n lần Bài 46:Cơng suất hao phí dọc đường dây tải có điện áp 500 kV, truyền cơng suất điện 12000 kW theo đường dây có điện trở 10 Ω ? A 1736 Kw B 576 kW C 5760 W D 57600 W Bài 47 Người ta truyền tải dòng điện xoay chiều pha từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ Khi điện áp nhà máy điện 6kV hiệu suất truyền tải 73% Để hiệu suất truyền tải 97% điện áp nhà máy điện A 18kV B 2Kv C 54kV D Đáp án khác Bài 48 Người ta truyền tải điện xoay chiều pha từ trạm phát điện cách nơi tiêu thụ 10km Dây dẫn làm kim loại có điện trở suất 2,5.10 -8Ωm, tiết diện 0,4cm2, hệ số công suất mạch điện 0,9 Điện áp công suất truyền trạm phát điện 10kV 500kW Hiệu suất truyền tải điện là: A 97,41% B 93,75% C 96,88% D 96,14% Bài 49 Trong trình truyền tải điện năng, biện pháp giảm hao phí đường dây tải điện sử dụng chủ yếu là: A giảm công suất truyền tải B tăng điện áp trước truyền tải C tăng chiều dài đường dây D giảm tiết diện dây Bài 50: Điện trạm phát điện truyền điện áp kV công suất nguồn 200 k W Hiệu số công tơ điện trạm phát nơi thu sau ngày đêm chênh lệch thêm 480 kWh Hiệu suất trình truyền tải điện A H = 95 % B H = 85 % C H = 80 % D H = 90 % Bài 51Với công suất điện xác định truyền đi, tăng điện áp hiệu dụng trước truyền tải 10 lần cơng suất hao phí đường dây (điện trở đường dây không đổi) giảm A 40 lần B 20 lần C 50 lần D 100 lần Bài 52: Người ta cần truyền công suất điện pha 10000kW điện áp hiệu dụng 50kV xa Mạch điện có hệ số cơng suất cosϕ = 0,8 Muốn cho tỷ lệ lượng đường dây không 10% điện trở đường dây phải có giá trị A R < 20Ω B R < 25Ω C R < 4Ω D R < 16Ω Bài 53: Một trạm phát điện có cơng suất 100 KW điện truyền dây dẫn có điện trở ,sau ngày đêm cơng tơ điện nơi truyền nơi tiêu thụ chênh lệch 240KW.h Hiệu suất truyền tải điện là: A 90% B 10% C 80% D 20% Bài 54: Máy phát điện xoay chiều có cơng suất 1000(KW) Dịng điện phát sau tăng lên đến 110(KV) truyền xa dây dẫn có điện trở 20(Ω) Hiệu suất truyền tải là: A 90% B 98% C 97% D 99,8% Bài 55: Điện trạm phát điện truyền điện áp kV công suất 200 k W Hiệu số công tơ điện trạm phát nơi thu sau ngày đêm chênh lệch thêm 480 kWh Hiệu suất trình truyền tải điện A H = 95 % B H = 85 % C H = 80 % D H = 90 % Bài 56:Cho biến áp có số vịng cuộn : 10000 vòng; 200 vòng Muốn làm máy tăng áp cuộn thứ cấp cuộn ?Cuộn có tiết diện lớn hơn? a) dùng tăng áp : N2 =10000 vòng U = N2 U1 N1 b) Cuộn sơ chịu cường độ I1> I2: cuộn có tiết diện lớn Câu 23: Điện trạm phát điện có cơng suất khơng đổi truyền điện áp kV hiệu suất trình truyền tải điện 60% Muốn hiệu suất trình truyền tải điện lên đến 90% ta phải A.giảm điện áp truyền xuống 1kV B.giảm điện áp truyền xuống kV C.tăng điện áp truyền lên đến kV D.tăng điện áp truyền lên đến 16 kV Câu 34: Người ta cần truyền tải cơng suất P dịng điện xoay chiều pha từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ Khi điện áp nhà máy điện U hiệu suất truyền tải 50%.Nếu dùng biến áp để tăng điện áp nhà máy lên lần hiệu suất truyền tải là: A 80% B 90% C 96% D 98% ... điện xoay chiều tụ điện + Dịng điện xoay chiều có tần số cao (cao tần) chuyển qua tụ điện dễ dàng dòng điện xoay chiều tần số thấp + ZC có tác dụng làm cho i sớm pha π/2 so với u 3.Mạch điện xoay. .. gian gọi điện áp xoay chiều B Dịng điện có cường độ biến đổi điều hoà theo thời gian gọi dòng điện xoay chiều C Suất điện động biến đổi điều hoà theo thời gian gọi suất điện động xoay chiều D Cho... nghĩa cảm kháng + ZL đại lượng biểu cản trở dòng điện xoay chiều cuộn cảm + Cuộn cảm có L lớn cản trở nhiều dòng điện xoay chiều, dòng điện xoay chiều cao tần + ZL có tác dụng làm cho i trễ pha