Chủ đề 03 điện xoay chiều có 2 phần tử

CHỦ ĐỀ 3: ĐIỆN XOAY CHIỀU CÓ PHẦN TỬ I LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI Mạch gồm điện trở R nối tiếp với cuộn dây cảm L Giả sử biểu thức cường độ dòng điện chạy đoạn mạch là: Suy (giá trị tức thời có cơng thức này) Do Đặc điểm: +) Điện áp: +) Tổng trở mạch: +) Định luật Ôm: +) Quan hệ pha: Điện áp tức thời sớm pha dòng điện mạch góc +) Do nên thỏa mãn: Chú ý: Cuộn dây không cảm (L; r): Khi mắc cuộn dây có điện trở r độ tự cảm L vào mạch điện xoay chiều, ta xem cuộn dây đoạn mạch r nối tiếp với L Mạch điện trở R nối tiếp với tụ điện C Giả sử biểu thức cường độ dòng điện chạy đoạn mạch là: Suy Do Đặc điểm: +) Điện áp: +) Tổng trở mạch: +) Định luật Ôm: +) Quan hệ pha: Điện áp tức thời chậm pha dịng điện mạch góc +) Do thỏa mãn: nên Mạch gồm cuộn cảm L nối tiếp với tụ điện C Giả sử biểu thức cường độ dịng điện chạy đoạn mạch là: Ta có: Đặc điểm: +) Điện áp: +) Tổng trở: +) Định luật Ôm: +) Quan hệ pha:  Khi  Khi : Mạch có tính cảm kháng : Mạch có tính dung kháng Ví dụ minh họa 1: Tính độ lệch pha u i, tổng trở đoạn mạch điện xoay chiều RL biết tần số dòng điện 50 Hz a) b) HD giải: Áp dụng cơng thức ta được: a) b) Ví dụ minh họa 2: Cho mạch điện xoay chiều gồm hai phần tử R, L với Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức a) Tính tổng trở mạch b) Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch c) Viết biểu thức điện áp hai đầu cuộn cảm thuần, hai đầu điện trở HD giải: a) Từ giả thiết ta tính b) Ta có Độ lệch pha điện áp dòng điện thỏa mãn Mà điện áp hai đầu đoạn mạch nhanh pha dòng điện nên Vậy biểu thức cường độ dòng điện qua mạch c) Viết biểu thức Ta có Do nhanh pha i góc Do pha với i nên nên II VÍ DỤ MINH HỌA Ví dụ 1: [Trích đề thi Đại học năm 2008] Cho đoạn mạch gồm điện trở R nối tiếp tụ điện có điện dung C Khi dịng điện xoay chiều có tần số góc chạy qua tổng trở đoạn mạch A B HD giải: Tổng trở mạch: C Chọn A D Ví dụ 2: Một đoạn mạch điện gồm điện trở mắc nối tiếp với cuộn cảm có Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều Biểu thức cường độ dòng điện qua đoạn mạch là: A B C D HD giải: Ta có Mạch gồm điện trở cuộn cảm Do Lại có: Vậy Chọn A Ví dụ 3: [Trích đề thi Cao đẳng năm 2009] Khi đặt hiệu đến không đổi 30V vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm dịng điện đoạn mạch dịng điện chiều có cường độ A Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp biểu thức cường độ dòng điện đoạn mạch là: A B C D HD giải: Ta có: Ban đầu dịng điện dịng chiều ta coi có điện trở R Suy Khi Mặt khác Do Chọn D Ví dụ 4: [Trích đề thi Cao đẳng năm 2012] Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở mắc nối tiếp với tụ điện Biết điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở hai tụ điện 100V V Độ lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch điện áp hai tụ điện có độ lớn bằng: A B C D HD giải: Mạch điện gồm điện trở tụ điện Ta có: Khi Chọn A Ví dụ 5: [Trích đề thi Cao đẳng năm 2012] Đặt điện áp vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L, cường độ dịng điện mạch Biết A B , không đổi Hệ thức là: C D HD giải: Mạch điện gồm điện trở tụ điện Ta có: Trong Suy Chọn C Ví dụ 6: [Trích đề thi Cao đẳng năm 2010] Đặt điện áp vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R tụ điện C mắc nối tiếp Biết điện áp hai đầu điện trở điện áp hai tụ điện có giá trị hiệu dụng Phát biểu sau sai? A Cường độ dòng điện qua mạch trễ pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch B Điện áp hai đầu điện trở sớm pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch C Cường độ dòng điện qua mạch sớm pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch D Điện áp hai đầu điện trở sớm pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch HD giải: Ta có: chậm pha i góc Do u suy A sai Chọn A Ví dụ 7: [Trích đề thi Cao đẳng năm 2010] Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở tụ điện mắc nối tiếp Biết điện áp hai đầu đoạn mạch lệch pha cường độ dòng điện đoạn mạch Dung kháng tụ điện bằng: A B C D so với HD giải: Ta có Chọn A Ví dụ 8: [Trích đề thi Cao đẳng năm 2010] Đặt điện áp vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R cuộn cảm có độ tự cảm L mắc nối tiếp cường độ dịng điện qua đoạn mạch Tỉ số điện trở R cảm kháng cuộn cảm là: A B HD giải: Ta có: C D Do Chọn B Ví dụ 9: Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây cảm (cảm thuần) mắc nối tiếp với điện trở hiệu điện xoay chiều cảm kháng cuộn dây lần giá trị điện trở Pha dòng điện đoạn mạch so với pha hiệu điện hai đầu đoạn mạch là: A chậm góc B Nhanh góc HD giải: Ta có: i góc hay dịng điện chậm pha C Nhanh góc D Chậm góc nên u nhanh pha so với điện áp hai đầu mạch Chọn A Ví dụ 10: Một đoạn mạch gồm cuộn dây cảm (cảm thuần) mắc nối tiếp với điện trở Nếu đặt điện vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuộn dây V Khi đó, hiệu điện hiệu dụng hai đầu điện trở bằng: A B C D HD giải: Ta có: Mạch điện gồm điện trở cuộn dây cảm nên Chọn C Ví dụ 11: [Trích đề thi Đại học năm 2007] Trong đoạn mạch xoay chiều khơng phân nhánh, cường độ dịng điện sớm pha (với ) so với hiệu điện hai đầu đoạn mạch Đoạn mạch đó: A gồm điện trở tụ điện B có cuộn cảm C gồm cuộn cảm (cảm thuần) tụ điện D gồm điện trở cuộn cảm (cảm thuần) HD giải: Cường độ dòng điện sớm pha so với hiệu điện nên mạch gồm điện trở tụ điện Chọn A Ví dụ 12: [Trích đề thi Cao đẳng năm 2007] Đặt hiệu điện lên hai đầu đoạn mạch gồm điện trở , cuộn dây cảm (cảm thuần) có độ tự cảm ampe kế nhiệt mắc nối tiếp Biết ampe kế có điện trở khơng đáng kể Số ampe kế là: A 2,0 A HD giải: Ta có: B 2,5 A C 3,5 A D 1,8 A Mạch gồm điện trở cuộn cảm ta có: Cường độ dịng điện mạch Chọn B Ví dụ 13: Cho nguồn xoay chiều ổn định Nếu mắc vào nguồn điện trở R dịng điện qua R có giá trị hiệu dụng Nếu mắc tụ C vào nguồn dịng điện có cường độ hiệu dụng Nếu mắc R C nối tiếp mắc vào nguồn dịng điện qua mạch có giá trị hiệu dụng là; A A B 0,5 A C A D HD giải: Ban đầu mạch gồm điện trở ta có: Nếu mắc tụ C vào nguồn ta có: Khi mắc nối tiếp R C thì: Chọn D Ví dụ 14: Cho mạch điện xoay chiều nối tiếp R, C Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện Tại thời điểm t = 1/150s hiệu điện tụ có giá trị bằng: A B C D HD giải: Ta có: Do Điện áp tụ chậm pha điện áp hai đầu mạch góc Tại suy Chọn B Ví dụ 15: Một đoạn mạch điện gồm cuộn dây cảm có độ tự cảm với điện trở Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều dịng điện mạch có biểu thức Biểu thứ sau điện áp hai đầu đoạn mạch: A C mắc nối tiếp B D HD giải: Ta có: Lại có: Mặt khác: Do Chọn D Ví dụ 16: Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm cuộn cảm L điện trở R Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp cường độ dòng điện mạch Giá trị R L là: A B C D HD giải: Ta có: Mặt khác Do Chọn A Ví dụ 17: Một đoạn mạch điện gồm cuộn dây cảm có độ tự cảm điện trở Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều thức sau điện áp hai đầu cuộn cảm thuần: A B C biểu D HD giải: Ta có: Do Chọn D Ví dụ 18: Một đoạn mạch điện gồm tụ điện có điện dung Đặt vào hai đầu mạch điện áp có biểu thức biểu thức cường độ dịng điện mạch là: A điện trở B C D HD giải: Ta có: Lại có: Mặt khác Do Chọn C Ví dụ 19: Hai cuộn dây nối tiếp với mạch điện xoay chiều Cuộn có điện trở lớn gấp lần cảm kháng nó, điện áp cuộn có giá trị hiệu dụng lệch pha A 3/2 Tỷ số độ tự cảm B 1/3 cuộn dây: C 1/2 D 2/3 HD giải: Ta có: (Chú ý loại cuộn dây có ) Suy cuộn cuộn cảm Chọn C Ví dụ 20: [Trích đề thi Đại học năm 2012] Khi đặt vào hai đầu cuộn dây có độ tự cảm hiệu điện chiều 12 V cường độ dịng điện qua cuộn dây 0,4 A Sau đó, thay hiệu điện điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz giá trị hiệu dụng 12 V cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn dây bằng: A 0,30 A B 0,40 A C 0,24 A D 0,17 A HD giải: Ta có: Khi đặt hiệu điện chiều vào hai đầu dây ta có: Khi đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu dây ta có: Chọn C Ví dụ 21: [Trích đề thi chuyên Phan Bội Châu 2017] Cho đoạn mạch gồm cuộn cảm L điện trở R mắc nối tiếp Nếu mắc vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều dịng điện mạch có biểu thức L là: A B C D HD giải: Điện áp sớm pha so với dòng điện nên Giá trị R Tổng trở mạch Chọn A BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: Đoạn mạch điện xoay chiều gồm hai phần tử R L Độ lệch pha điện áp dòng điện mạch cho công thức A B C D Câu 2: Chọn phát biểu nói mạch điện xoay chiều có cuộn cảm điện trở ? A Dịng điện mạch ln nhanh pha điện áp B Khi dịng điện pha với điện áp C Khi điện áp nhanh pha so với dịng điện góc D Khi điện áp nhanh pha so với dịng điện góc Câu 3: Chọn phát biểu nói mạch điện xoay chiều có cuộn cảm điện trở ? A Khi điện áp nhanh pha so với dịng điện góc B Khi C Khi D Khi dịng điện chậm pha so với điện áp góc điện áp pha với dịng điện dịng điện nhanh pha so với điện áp góc Câu 4: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm L, biết điện trở có giá trị gấp lần cảm kháng Gọi điện áp tức thời hai đầu điện trở R hai đầu cuộn cảm L thời điểm Hệ thức A B C D Câu 5: Đoạn mạch điện xoay chiều gồm hai phần tử cuộn cảm có độ tự cảm L Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức Biết điện áp dịng điện mạch lệch pha góc A B Giá trị L C D Câu 6: Đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở R cuộn cảm có độ tự cảm Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức Tìm giá trị R để dịng điện chậm pha so với điện áp góc ? A B C D Câu 7: Một đoạn mạch điện gồm cuộn dây cảm mắc nối tiếp với điện trở Nếu đặt vào hai đầu mạch điện áp có biểu thức điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm 5V Khi điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở có giá trị A V B V C V D V Câu 8: Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở R cuộn cảm có hệ số tự L Điện áp hai đầu đoạn mạch có biểu thức Biết dịng điện chậm pha điện áp góc Điện áp hai đầu cuộn cảm có giá trị A 50 V B V C 100V D V Câu 9: Một cuộn dây có lõi thép, độ tự cảm L = 318 (mH) điện trở Người ta mắc cuộn dây vào mạng điện khơng đổi có điện áp 20 V cường độ dịng điện qua cuộn dây A 0,2 A B 0,14 A C 0,1 A D 1,4 A Câu 10: Một cuộn dây có độ tự cảm L = 318 (mH) điện trở Người ta mắc cuộn dây vào mạng điện xoay chiều 20 V, 50 Hz cường độ dòng điện qua cuộn dây A 0,2 A B 0,14 A C 0,1 A D 1,4 A Câu 11: Một đoạn mạch điện gồm cuộn dây cảm có độ tự cảm điện trở Đặt vào hai đầu mạch điện áp có biểu thức biểu thức cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch A B C D Câu 12: Một đoạn mạch điện gồm điện trở mắc nối tiếp với cuộn cảm có Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều Biểu thức cường độ dòng điện qua đoạn mạch A B C D Câu 13: Một đoạn mạch điện gồm cuộn dây cảm có độ tự cảm với điện trở mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều dịng điện mạch có biểu thức mạch? A Biểu thức sau điện áp hai đầu đoạn B C D Câu 14: Một đoạn mạch điện gồm cuộn dây cảm có độ tự cảm điện trở Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều thức sau điện áp hai đầu cuộn cảm thuần? A B C D Câu 15: Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở Để điện áp dòng điện lệch pha góc biểu cuộn cảm có hệ số tự cảm tần số dịng điện có giá trị sau đây? A B C D Câu 16: Cho đoạn mạch RL nối tiếp, điện áp hai đầu đoạn mạch có dạng biểu thức dịng điện qua mạch Tìm giá trị R, L A B C D Câu 17: Cho đoạn mạch điện xoay chiều AB gồm điện trở R nối tiếp cuộn dây cảm L Khi tần số dịng điện 100 Hz điện áp hiệu dụng cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch 0,1 A Giá trị R L A B C D Câu 18: Đoạn mạch xoay chiều AB chứa phần tử: điện trở thuần, cuộn dây tụ điện Khi đặt điện áp lên hai đầu A B dịng điện mạch có biểu thức Đoạn mạch AB chứa A điện trở B Cuộn dây có điện trở C cuộn dây cảm D Tụ điện Câu 19: Chọn phát biểu nói mạch điện xoay chiều có tụ điện điện trở thuần? A Dịng điện mạch chậm pha điện áp B Khi dịng điện pha với điện áp C Khi điện áp chậm pha so với dịng điện góc D Dịng điện ln nhanh pha điện áp Câu 20: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở R mắc nối tiếp với tụ điện C Điện áp hai đầu mạch u Nếu dung kháng cường độ dịng điện chạy qua điện trở A nhanh pha so với u B Nhanh pha so với u C chậm pha so với u D Chậm pha so với u Câu 21: Một đoạn mạch điện gồm điện trở mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng , tần số 50 Hz Tại thời điểm t, cường độ dịng điện qua mạch có giá trị – 1A giảm điện áp hai đầu tụ điện sau A B C Câu 22: Một đoạn mạch điện xoay chiều RC có D Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều dịng điện mạch có biểu thức là điện áp hai đầu đoạn mạch? A B Biểu thức sau C D Câu 23: Cho đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở tụ điện có điện dung C, f= 50Hz Biết tổng trở đoạn mạch cường độ dòng điện lệch pha góc so với điện áp Giá trị điện dung C A B C D Câu 24: Một đoạn mạch điện gồm điện trở mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng , tần số 50 Hz Tại thời điểm t, cường độ dịng điện qua mạch có giá trị – A giảm điện áp hai đầu mạch sau A B C Câu 25: Một đoạn mạch điện gồm điện trở D mắc nối tiếp với cuộn cảm có Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều cường độ dịng điện qua mạch có giá trị Tại thời điểm t, giảm điện áp hai đầu mạch sau A 136,6 V B 36,6 V C 100 V Câu 26: Một đoạn mạch gồm tụ điện có dung kháng D – 100 V cuộn dây có cảm kháng mắc nối tiếp Điện áp hai đầu tụ điện có dạng thức điện áp hái đầu cuộn cảm có dạng nào? A B C Biểu D Câu 27: Đặt điện áp xoay chiều có vào hai đầu mạch gồm điện trở R nối tiếp với tụ C có Tại thời điểm điện áp tức thời điện trở 50 V tăng điện áp tức thời tụ A – 50 V B C D Câu 28: Một mạch điện AB gồm tụ C nối tiếp với cuộn cảm L Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có tần số Điểm C L M Khi A 160 V B -30 V C -120 V Câu 29: Một đoạn mạch điện xoay chiều có điện trở R tụ điện C với mạch có biểu thức có giá trị D 200 V Điện áp hai đầu Vào thời điểm t điện áp tức thời hai đầu điện trở có giá trị A Câu 1: B tăng điện áp hai đầu tụ điện C 50 V D LỜI GIẢI CHI TIẾT Chọn D Câu 2: Mạch điện có cuộn cảm điện trở Khi Điện áp nhanh pha so với dòng điện góc Chọn C Câu 3: điện có cuộn cảm điện trở Khi Điện áp nhanh pha so với dịng điện góc Chọn C Câu 4: Điện áp hai đầu điện trở vuông pha với điện áp hai đầu cuộn cảm Mặt khác Chọn D Câu 5: Chọn C Câu 6: Chọn B Câu 7: có Chọn D Câu 8: Chọn A Câu 9: Mắc vào dịng điện khơng đổi Cường độ dịng điện chạy qua là: Chọn A Câu 10: Ta có: Mắc vào dòng điện xoay chiều: Cường độ dòng điện chạy qua là: Chọn B Câu 11: Chọn B Câu 12: Chọn D Câu 13: Chọn A Câu 14: Do sớm pha so với i nên Chọn D Câu 15: Ta có: Chọn C Câu 16: Ta có Chọn A Câu 17: Ta có: Chọn A Câu 18: Độ lệch pha u i: : u trễ pha so với i mạch chứa tụ điện Chọn D Câu 19: Mạch chứa tụ điện điện trở i ln nhanh pha u Chọn D Câu 20: Độ lệch pha u i: so với u góc : tức u trễ pha so với i hay i nhanh pha Chọn B Câu 21: Ta có: Cường độ dòng điện chạy qua: Giả sử biểu thức cường độ dòng điện Biểu thức hai đầu tụ điện Tại thời điểm t, cường độ dòng điện qua mạch có giá trị –1 A giảm Sau thời điểm Chọn D Câu 22: Chọn A Câu 23: i lệch so với u u lệch - so với i: Ta có: Chọn C Câu 24: Độ lệch pha u i: :u chậm pha i góc Sử dụng đường trịn lượng giác, biểu diễn đại lượng thời điểm: tăng Chọn B Câu 25: : u nhanh pha Sử dụng đường tròn lượng giác: so với i Chọn A Câu 26: Mạch chứa L C sớm pha góc Cường độ dòng điện mạch Biểu thức điện áp hai đầu cuộn cảm Chọn B Câu 27: Điện áp tụ trễ pha điện áp điện trở góc Ta có Lại có Dựa vào đường tròn lượng giác điện áp tức thời điện trở 50 V tăng điện áp tức thời tụ Chọn B Câu 28: Ta có Khi Chọn C Câu 29: điện áp tụ ln trễ pha điện trở góc Ta có Lại có Dựa vào đường trịn lượng giác điện áp tức thời điện trở tức thời tụ Chọn A tăng điện áp ... qua mạch có giá trị – 1A giảm điện áp hai đầu tụ điện sau A B C Câu 22 : Một đoạn mạch điện xoay chiều RC có D Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều dịng điện mạch có biểu thức là điện áp hai... nói mạch điện xoay chiều có tụ điện điện trở thuần? A Dịng điện mạch ln chậm pha điện áp B Khi dịng điện pha với điện áp C Khi điện áp chậm pha so với dịng điện góc D Dịng điện nhanh pha điện áp... Ví dụ 20 : [Trích đề thi Đại học năm 20 12] Khi đặt vào hai đầu cuộn dây có độ tự cảm hiệu điện chiều 12 V cường độ dịng điện qua cuộn dây 0,4 A Sau đó, thay hiệu điện điện áp xoay chiều có tần