Điện xoay chiều vật lý tốt nghiệp PTTH

2012 Trường THPT TRẦN PHÚ – HOÀN KIẾM Le Minh Trung [DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU] Một số dạng bài tập định lượng từ cơ bản đến nầng cao thuộc chương trình Vật lí 12 DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 2 Kí hiệu của các đại lượng vật lí trong các công thức B: Cảm ứng từ (T) e: Suất điện động tức thời(V) E: Suất điện động hiệu dụng (V) E 0 : Suất điện động cực đại (V) f: Tần số dòng điện (Hz)  : Từ thông (Wb) i: Cường độ dòng điện tức thời (A) I: Cường độ dòng điện hdụng (A) I 0 : Cường độ dòng điện cđại (A) k=cos: Hệ số công suất. n: tốc độ của rôto m.phát (vòng/s) p: Số cặp cực từ trong máy 1 pha. P: Công suất tiêu thụ tr.bình (W) S : tiết diện của vòng dây (m 2 ) u: Hiệu điện thế tức thời(V) U: Hiệu điện thế hiệu dụng (V) U 0 : Hiệu điện thế cực đại (V) R: Điện trở thuần (Ω) Z L : Cảm kháng (Ω) Z C : Dung kháng (Ω) Z: Tổng trở của đoạn mạch (Ω) : Tần số góc của d.điện (rad/s) Từ thông qua 1 vòng dây phẳng, trong một từ trường đều:  cosBS (Wb) Suất điện động cảm ứng: '   dt d e (V) Định nghĩa cường độ dòng điện: 'q dt dq i  (A) Mối quan hệ giữa các giá trị hiệu dụng với giá trị cực đại: 2 0 E E  , 2 0 U U  , 2 0 I I  Cảm kháng của cuộn cảm: fLLZ L  2 (Ω); Dung kháng của tụ điện: fCC Z C  2 11  Tổng trở của đoạn mạch RLC:   2 2 CL ZZRZ  Độ lệch pha giữa điện áp ở 2 đầu đoạn mạch RLC và cường độ dòng điện R ZZ CL    tan Công suất tiêu thụ điện trên đoạn mạch RLC: RIUIP 2 cos   Hiện tượng cộng hưởng điện xảy ra khi: LC 1   hay CL ZZ  Tính chất của đoạn mạch nối tiếp: U R : U L : U C : U = R : Z L : Z C : Z. Tần số dòng điện của máy phát điện xoay chiều một pha: f = p.n Trong máy biến thế lí tưởng: TC C S SC TC SC TC I I N N U U  Công suất hao phí trên dây tải điện: R U P P truyen haophi . cos 2 2   DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 3 A – Suất điện động, hiệu điện thế và cường độ dòng điện xoay chiều. 1. Hiệu điện thế tức thời giữa hai đầu của một mạch điện là tu  120cos180 (trong đó t đo bằng giây, u đo bằng von). Tính giá trị hiệu dụng, tần số, chu kỳ của hiệu điện thế đó. Tính pha của hiệu điện thế khi u=90V. 2. Điện áp xoay chiều có biểu thức tu  100cos120 (trong đó t đo bằng giây, u đo bằng von). Tìm thời điểm t nhỏ nhất điện áp có giá trị 60V và đang tăng. 3. Một khung dây hình chữ nhật phẳng, có kích thước 20cm x 30cm, gồm 100 vòng dây, được đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ 0,2T. Trục đối xứng của khung dây vuông góc với các đường cảm ứng từ. Khung dây quay xung quanh trục đối xứng với tốc độ 120 vòng/phút. (a) Viết phương trình suất điện động cảm ứng trong khung dây, chọn gốc thời gian là lúc mặt phẳng khung dây vuông góc với các đường cảm ứng từ. (b) Tính suất điện động tức thời tại thời điểm t=10s. 4. Một chiếc đèn ống mắc vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 119V, tần số 50Hz. Biết rằng đèn sáng khi điện áp tức thời có giá trị lớn hơn hoặc bằng 84V. Tính thời gian đèn sáng trong một chu kỳ. 5. Một chiếc đèn ống mắc vào mạng điện xoay chiều 220V – 50Hz. Biết đèn sáng khi điện áp giữa hai cực không nhỏ hơn 155V. (a) Trong một giây, đèn sáng bao nhiêu lần? (b) tính tỉ số giữa thời gian đèn sáng và thời gian đèn tắt trong một chu kỳ. 6. Cường độ dòng điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng I, tần số f. Thời điểm ban đầu là lúc i=0. Tính điện lượng qua tiết diện thẳng của mạch (a) trong nửa chu kỳ đầu, (b) trong cả chu kỳ đầu. 7. Một cuộn dây có 200 vòng, diện tích mỗi vòng 300cm 2 , được đặt vào trong một từ trường đều, cảm ứng từ 0,015T. Cuộn dây quay đều quanh trục đối xứng nằm vuông góc với các đường cảm ứng từ. Biết suất điện động cảm ứng cực đại là 7,1V. Tính suất điện động tức thời trong cuộn dây tại thời điểm 0,01s, kể từ lúc cuộn dây nằm vuông góc với các đường cảm ứng từ. 8. 2009 –ĐH. Từ thông qua một vòng dây dẫn là ) 4 100cos( 10.2 2      t (Wb). Lập biểu thức suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây (Đs: ) 9. 2010 – CĐ. Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có 500 vòng dây, diện tích mỗi vòng là 220cm 2 . Khung dây quay đều với tốc độ 50 vòng/giây quanh một trục đối xứng nằm trong mặt phẳng của khung dây, trong từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ B vuông góc với trục quay và có độ lớn  5 2 T. Tính suất điện động cực đại trong khung dây (Đs : 2220 V) 10. 2011 – ĐH. Một khung dây dẫn phẳng quay đều với tốc độ góc  quanh một trục cố định nằm trong mặt phẳng của khung dây, trong một từ trường đều có vec tơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay của khung. Suất điện động cảm ứng trong khung có biểu thức ) 2 cos( 0    tEe . Tại thời điểm t=0, véc tơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây hợp với véc tơ cảm ứng từ một góc bằng bao nhiêu? (Đs:180 0 ) DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 4 B – Định luật Ôm trong các đoạn mạch chỉ có điện trở thuần, tụ điện hoặc cuộn thuần cảm. 1. Một cuộn dây có độ tự cảm 0,75H và điện trở thuần không đáng kể. Tính hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn dây, biết rằng dòng điện chạy qua cuộn dây có cường độ hiệu dụng bằng 0,93A và tần số 50Hz. 2. Một cuộn dây có độ tự cảm 0,05H, điện trở thuần không đáng kể. Tính cường độ hiệu dụng chạy quay cuộn dây khi mắc nó vào hiệu điện thế (a) 220V – 60Hz; (b) 220V – 1000Hz. 3. Tính cảm kháng của một cuộn dây có độ tự cảm 0,5H khi mắc nó vào hiệu điện thế xoay chiều có tần số (a) 50Hz, (b) 2000Hz. 4. Một dây dẫn có điện trở thuần không đáng kể được cuộn lại và nối vào mạng điện xoay chiều 127V – 50Hz. Cường độ dòng điện cực đại trong mạch là 10A. Tính độ tự cảm của cuộn dây. 5. Tính dung kháng của một tụ điện có điện dung 5F khi lần lượt mắc nó vào mạng điện xoay chiều có tần số (a) 50Hz; (b) 4000Hz. 6. Một mạch điện gồm một tụ điện và một miliampe kế mắc nối tiếp. Miliampe kế chỉ 60mA, điện dung của tụ điện là 10F và tần số của dòng điện là 50Hz. Tính hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu của đoạn mạch. Bỏ qua trở kháng của miliampe kế. 7. Một tụ điện có điện dung 10F được mắc vào mạng điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220V và tần số thay đổi được. Tính cường độ dòng điện hiệu dụng chạy trong mạch khi tần số hiệu điện thế là (a) 50Hz, (b) 1000Hz. 8. Một tụ điện có điện được mắc vào hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220V, tần số thay đổi được. Khi tần số là 60Hz thì cường độ dòng điện hiệu dụng là 0,5A. Tính điện dung của tụ. Nếu muốn cường độ dòng điện hiệu dụng là 8A thì tần số của hiệu điện thế phải bằng bao nhiêu? 9. Một tụ điện có điện dung 31,8F khi mắc vào mạch điện thì có cường độ )100cos(5,0 ti   (A) chạy qua. Tính dung kháng và viết biểu thức điện áp ở hai cực của tụ điện. C – Định luật Ôm trong đoạn mạch nối tiếp RLC. 1. Một cuộn dây có lõi thép, có độ tự cảm 2H và điện trở thuần 100Ω. Tính cường độ dòng điện hiệu dụng chạy trong mạch khi lần lượt mắc cuộn dây vào (a) hiệu điện thế một chiều không đổi 20V; (b) hiệu điện thế xoay chiều 20V – 60Hz. 2. Cuộn dây có điện trở thuần 10Ω khi được mắc vào hiệu điện thế )100cos(5 tu   (V) thì cường độ hiệu dụng trong mạch là 0,25A. Tính tổng trở và độ tự cảm của cuộn dây. 3. Một cuộn dây nếu mắc vào điện áp một chiều 9V thì cường độ dòng điện chạy trong mạch là 0,5A, nếu mắc vào hiệu điện thế xoay chiều 9V thì cường độ dòng điện hiệu dụng là 0,3A. Xác định điện trở thuần và cảm kháng của cuộn dây. 4. Một đoạn mạch gồm điện trở thuần R=100Ω và một tụ điện mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu của đoạn mạch một hiệu điện thế xoay chiều 100V – 1000Hz thì cường độ dòng điện hiệu dụng chạy trong mạch là 3,2A. Tìm điện dung của tụ điện. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 5 5. Một đoạn mạch gồm điện trở thuần R=20Ω và một cuộn thuần cảm mắc nối tiếp được mắc vào hiệu điện thế xoay chiều thì thấy độ lệch pha giữa cường độ dòng điện và hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch là 60 0 . Tính cảm kháng của cuộn dây và tổng trở của mạch. 6. Một đoạn mạch gồm điện trở thuần R=24Ω và một cuộn dây thuần cảm, có độ tự cảm L=102mH mắc nối tiếp rồi mắc vào hiệu điện thế xoay chiều 240V – 50Hz. Tính (a) cường độ dòng điện hiệu dụng chạy trong mạch, (b) hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu điện trở và ở hai đầu cuộn dây, (c) độ lệch pha giữa cường độ dòng điện và hiệu điện thế ở hai đầu của đoạn mạch. 7. Một đoạn mạch gồm điện trở thuần 10Ω và một tụ điện có điện dung 50F mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu của đoạn mạch một hiệu điện thế xoay chiều 200V. Tính tổng trở và cường độ dòng điện hiệu dụng chạy trong mạch khi tần số của hiệu điện thế lần lượt là 50Hz và 1000Hz. 8. Một đoạn mạch gồm điện trở thuần 150Ω và một tụ điện, có điện dung 16F mắc nối tiếp rồi mắc vào hiệu điện thế xoay chiều 100V – 50Hz. Tính (a) cường độ dòng điện hiệu dụng chạy trong mạch, (b) hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu điện trở và ở hai đầu tụ điện, (c) độ lệch pha giữa cường độ dòng điện và hiệu điện thế ở hai đầu của đoạn mạch. 9. Một hộp kín (bên trong chỉ chứa một tụ điện hoặc một cuộn dây thuần cảm) mắc nối tiếp với một điện trở thuần 60Ω rồi mắc vào mạng điện xoay chiều có tần số 50Hz thì thấy hiệu điện thế ở hai đầu của đoạn mạch trễ pha 42 0 so với cường độ dòng điện chạy trong mạch. Hỏi trong hộp là tụ điện hay cuộn cảm? Tính trở kháng của hộp kín và tổng trở của đoạn mạch. (bài tập tương tự trên, giải bài tập với hiệu điện thế ở hai đầu của đoạn mạch sớm pha 58 0 so với cường độ dòng điện chạy trong mạch). 10. Một cuộn dây thuần cảm mắc nối tiếp với một tụ điện rồi mắc vào một mạng điện xoay chiều thì cường độ dòng điện chạy trong mạch là )100cos(4,0 ti   (A). Thay thế tụ điện bằng điện trở R=Z L =2Z C . Viết biểu thức cường độ dòng điện tức thời trong mạch. 11. Một đoạn mạch RLC nối tiếp có R=30Ω, L=0,2H, C=50F được mắc vào hiệu điện thế xoay chiều 120V – 50Hz. Tính (a) tổng trở của đoạn mạch, (b) cường độ dòng điện hiệu dụng chạy trong mạch, (c) độ lệch pha giữa hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện. 12. Một đoạn mạch RLC nối tiếp có R=4Ω, L=2mH, C=8F được mắc vào hiệu điện thế xoay chiều 36V – 1000Hz. Tính (a) tổng trở của đoạn mạch, (b) cường độ dòng điện hiệu dụng chạy trong mạch, (c) độ lệch pha giữa hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện. 13. Một đoạn mạch gồm điện trở thuần R=60Ω, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L=382mH và tụ điện có điện dung C=53F mắc nối tiếp. Điện áp ở hai đầu đoạn mạch tu  100cos90 (V). Tính (a) tổng trở của đoạn mạch, (b) cường độ dòng điện hiệu dụng và điện áp hiệu dụng trên mỗi phần tử của đoạn mạch. 14. Một đoạn mạch RLC nối tiếp có điện trở thuần 30Ω. Biết cường độ dòng điện sớm pha 60 0 so với điện áp ở hai đầu của đoạn mạch, cuộn dây có cảm kháng là 70Ω. Tìm tổng trở của đoạn mạch và dung kháng của tụ điện. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 6 15. 2002 – ĐH. Đoạn mạch AB gồm đoạn mạch AM nối tiếp với đoạn mạch MB: Đoạn mạch AM gồm điện trở R 1 = 200 Ω nối tiếp cuộn cảm thuần  3 L H, đoạn mạch MB gồm điện trở R 2 mắc nối tiếp tụ điện C. Đặt vào A, B một hiệu điện thế xoay chiều 120V – 100Hz. Biết hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch MB có giá trị hiệu dụng là 60V và trễ pha 60 0 so với hai đầu đoạn mạch AB. Tìm R 2 , C. (Đs: 3 200 Ω, 1,38.10 – 5 F) 16. 2003 – ĐH. Đoạn mạch AB gồm điện trở thuần R=80 Ω, cuộn cảm có điện trở thuần r=20 Ω, độ tự cảm L=0,318H và một tụ điện C=15,9F mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện thế )100cos(2200 tu   (V). Viết biểu thức hiệu điện thế giữa hai bản cực của tụ điện. (Đs: ) 4 100cos(400    tu V) 17. 2005 – ĐH. Đoạn mạch MN gồm điện trở R=30 Ω, tụ điện C và cuộn cảm có điện trở thuần r, độ tự cảm L mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng U, tần số f=50Hz. Biết cường độ hiệu dụng trong mạch bằng 2 A, hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn cảm có giá trị hiệu dụng bằng 60V và lệch pha 0,25 so với cường độ dòng điện trong mạch, lệch pha 0,5 so với hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch MN. Tìm U, r, L và C. (Đs: 120V, 30 Ω, 95,5H, 35,4F) 18. 2006 – ĐH. Đoạn mạch gồm điện trở thuần 100 Ω nối tiếp với tụ điện C. Hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch )100cos(2200 tu   V. Biết cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch bằng 1A. Tính C. (Đs: 18,38F) 19. Một đoạn mạch nối tiếp gồm  30R ,  4 10 3 C F,  1,0 L H được mắc vào một mạng điện xoay chiều 120V – 50Hz. Tính cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch và độ lệch pha giữa điện áp ở hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện. 20. Cho mạch điện có  20R ,  2,0 L H,  4 10 3 C F mắc vào điện áp )100cos(80 tu   V. Tính cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch và độ lệch pha giữa điện áp ở hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện. 21. Một đoạn mạch nối tiếp gồm  40R ,  7 10 3 C F,  3,0 L H được mắc vào một mạng điện xoay chiều 160V – 50Hz. Tính cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch và độ lệch pha của điện áp ở hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện. 22. Tính I trong một đoạn mạch R, L, C nối tiếp. Biết U=160V, f=50Hz,  40R và độ lệch pha giữa điện áp ở hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện là 4  23. Một đoạn mạch R, L, C nối tiếp có  40R ,  5,0 L H và tụ C mắc vào điện áp )100cos(2220 tu   thì cường độ hiệu dụng trong mạch là I=4,4A. Tìm C và độ lệch pha giữa u và i. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 7 24. Tính I và L. Cho  30R , U=240V, f=50Hz. Khi cho điện dung của tụ lần lượt là  3 1 10  C F và  7 10 3 2  C F cường độ hiệu dụng trong mạch đều có giá trị như nhau. 25. Một đoạn mạch R, L, C có  6,0 L H mắc vào điện áp )100cos(2240 tu   V thì cường độ dòng điện tức thời trong mạch là ) 6 100cos(24    ti A. Tìm R và C. 26. Một đoạn mạch R, L, C có  30R ,  1 L H,  8,10 10 3 C F mắc vào điện áp xoay chiều U=220V. Biết i chậm pha hơn u là 4  . Tính I và f. 27. Đoạn mạch có  40R ,  7 10 3 C F và cuộn thuần cảm có L biến đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều 60V – 50Hz thì thấy cường độ dòng điện lệch pha 4  so với điện áp u. Tìm I và L 28. Đoạn mạch R, L, C có  5,0 L H,  7 10 3 C F và điện trở R được mắc vào điện áp xoay chiều 120V – 50Hz. Biết I= 23 A. Tìm R và   29. (TSĐH – 2010) Một đoạn mạch R, L, C có C biến đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có tần số 50Hz thì thấy khi điện dung của tụ bằng  4 10 4 1  C F hoặc bằng  2 10 4 2  C F thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch đều bằng nhau. Tính L. 30. (TSĐH – 2011) Đặt một điện áp xoay chiều không đổi lần lượt vào hai đầu điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L và tụ điện C thì cường độ hiệu dụng qua mạch tương ứng là 0,25A; 0,5A; 0,2A. Nếu đặt điện áp trên vào hai đầu của đoạn mạch gồm R, L, C nói trên mắc nối tiếp thì I bằng bao nhiêu? 31. Một cuộn dây có hệ số tự cảm HL  2,0  , điện trở thuần  310r mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung FC  3 10   . Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện thế tu  100cos2100 V. (a) Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy trong mạch. (b) Để công suất trên đoạn mạch đạt cực đại, ta phải ghép thêm vào mạch tụ điện có điện dung C’. Hãy cho biết cách ghép và tính C’. 32. 2009 – ĐH. Đặt điện áp xoay chiều tUu  cos 0  có U 0 không đổi và  thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Thay đổi  thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch khi = 1 bằng cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch khi = 2 . Lập hệ thức liên hệ giữa  1 ,  2 và . (Đs: LC 1 21   ) DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 8 33. 2011 – CĐ. Môt đoạn mạch điện xoay chiều gồm một tụ điện và một cuộn thuần cảm mắc nối tiếp. Độ lệch pha giữa điện áp ở hai đầu tụ điện và điện áp ở hai đầu đoạn mạch có thể nhận được các giá trị nào? (Đs: 0 hoặc ) 34. 2010 – CĐ. Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở 40 Ω và tụ điện mắc nối tiếp. Biết điện áp giữa hai đầu đoạn mạch lệch pha 3  so với cường độ dòng điện trong đoạn mạch. Tính dung kháng của tụ điện (Đs: 340 Ω) 35. 2010 – CĐ. Đặt điện áp ) 6 cos( 0    tUu (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện qua đoạn mạch là ) 12 5 sin( 0    tIi (A). Tỉ số giữa điện trở thuần R và cảm kháng của cuộn cảm bằng bao nhiêu? (Đs: 1) 36. 2009 – ĐH. Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Biết R=10Ω, cuộn cảm thuần có  10 1 L H, tụ điện có điện dung  2 10 3 C F. và điện áp tức thời giữa hai đầu cuộn cảm thuần là ) 2 100cos(220    tu L (V). Tìm biểu thức điện áp giữa hai đầu đoạn mạch. (Đs: ) 4 100cos(40    tu (V)) D – Công suất tiêu thụ điện năng trên đoạn mạch RLC. Hệ số công suất. 1. Hiệu điện thế ở hai đầu của một đoạn mạch RLC nối tiếp có giá trị hiệu dụng là 127V và lệch pha 60 0 so với cường độ dòng điện. Cho điện trở thuần của đoạn mạch là 50Ω tính công suất tiêu thụ điện của đoạn mạch. 2. Một đoạn mạch được nối vào nguồn điện xoay chiều có hiệu điện thế cực đại là 310V thì công suất tiêu thụ điện của đoạn mạch là 0,9kW và cường độ dòng điện cực đại trong mạch là 7A. Tính hệ số công suất của đoạn mạch. 3. Một đoạn mạch RLC có điện trở thuần 200Ω được mắc vào hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng là 220V thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là 0,8A. Tính (a) tổng trở của đoạn mạch, (b) công suất tiêu thụ điện của đoạn mạch. 4. Một đoạn mạch RLC nối tiếp có R=20Ω, L=0,5H, C=100F được mắc vào hiệu điện thế xoay chiều 110V – 50Hz. Tính (a) cường độ dòng điện hiệu dụng chạy trong mạch, (c) công suất tiêu thụ của đoạn mạch. 5. Đoạn mạch gồm điện trở mắc nối tiếp với một tụ điện. Điện năng mà đoạn mạch tiêu thụ trong 3 giờ là 0,15 kW.h. Biết điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch và hai đầu tụ điện lần lượt là 50V và 30V. Tính (a) công suất tiêu thụ của đoạn mạch, (b) điện trở R. 6. Một động cơ điện, điện trở của các cuộn dây là 32Ω, khi mắc vào điện áp xoay chiều 220V thì sản ra công suất 43W. Biết hệ số công suất của động cơ là 0,9. Tính cường độ dòng điện hiệu dụng chạy qua động cơ. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 9 7. 2002 – ĐH. Đoạn mạch AB gồm điện trở R, cuộn cảm thuần L, được mắc vào hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi U, tần số f=100Hz. Biết cường độ hiệu dụng trong mạch bằng 0,3A, dòng điện lệch pha 60 0 so với hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch, công suất tỏa nhiệt trong mạch P = 18W. Tìm R, L, U. (Đs: 200 Ω, 0,55H, 120V) 8. 2005 – ĐH. Đoạn mạch MN gồm điện trở R=30 Ω, tụ điện C và cuộn cảm có điện trở thuần r, độ tự cảm L mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng U, tần số f=50Hz. Biết cường độ hiệu dụng trong mạch bằng 2 A, hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn cảm có giá trị hiệu dụng bằng 60V và lệch pha 0,25 so với cường độ dòng điện trong mạch, lệch pha 0,5 so với hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch MN. Tìm công suất tiêu thụ điện trên mạch MN. (Đs: 120W) 9. 2010 – ĐH. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số 50Hz vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn thuần cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Điều chỉnh điện dung C đến giá trị  4 10 4 F hoặc  2 10 4 F thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đều có giá trị bằng nhau. Giá trị của L bằng bao nhiêu? (Đs:  3 H ) 10. 2010 – ĐH. Trong giờ học thực hành, học sinh mắc nối tiếp một quạt điện xoay chiều với điện trở R rồi mắc hai đầu đoạn mạch này vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 380 V. Biết quạt điện này có các giá trị định mức: 220V – 88W và khi hoạt động đúng công suất định mức thì độ lệch pha giữa điện áp ở hai đầu quạt và cường độ dòng điện qua nó là  với cos=0,8. Để quạt điện này chạy đúng công suất định mức thì R bằng bao nhiêu? (Đs: 361 Ω) 11. 2010 – ĐH. Một động cơ điện xoay chiều hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng 220V thì sinh ra công suất cơ học là 170W. Biết động cơ có hệ số công suất 0,85 và công suất tỏa nhiệt trên dây quấn động cơ là 17W. Bỏ qua các hao phí khác, tính cường độ dòng điện cực đại qua động cơ (Đs: 2 A.) 12. 2011 – CĐ. Đặt điện áp tu  100cos2150 (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở thuần là 150V. Tính hệ số công suất của đoạn mạch. (Đs : 1) 13. 2011 – ĐH. Đặt điện áp ftUu  2cos2 (U không đổi, tần số f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn thuần cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C. Khi tần số là f 1 thì cảm kháng và dung kháng của đoạn mạch có giá trị lần lượt là 6Ω và 8Ω. Khi tần số là f 2 thì hệ số công suất của đoạn mạch bằng 1. Tìm hệ thức liên hệ giữa f 1 và f 2 (Đs: 12 3 2 ff  ) 14. 2011 – ĐH. Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM gồm điện trở thuần R 1 mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C, đoạn mạch MB gồm điện trở thuần R 2 mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L. Đặt điện áp xoay chiều có tần số và giá trị hiệu dụng không đổi vào hai đầu đoạn mạch AB. Khi DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 10 đó đoạn mạch AB tiêu thụ công suất bằng 120W và có hệ số công suất bằng 1. Nếu nối tắt hai đầu tụ điện thì điện áp hai đầu đoạn mạch AM và MB có cùng giá trị hiệu dụng nhưng lệch pha nhau 3  , công suất tiêu thụ trên đoạn mạch AB trong trường hợp này bằng bao nhiêu? (Đs: 90 W) 15. 2011 – ĐH. Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM gồm điện trở thuần R 1 = 40Ω mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung  4 10 3 C F, đoạn mạch MB gồm điện trở thuần R 2 mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần. Đặt vào A, B điện áp xoay chiều có tần số và giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp tức thời ở hai đầu đoạn mạch AM và MB lần lượt là ) 12 7 100cos(250    tu AM (V) và tu MB  100cos150 (V). Tính hệ số công suất của đoạn mạch AB. (Đs: 0,84) E – Cộng hưởng điện 1. Một đoạn mạch RLC nối tiếp có R=20Ω, L=0,5H, điện dung của tụ thay đổi được được. Mắc đoạn mạch vào hiệu điện thế xoay chiều 110V – 50Hz. Điều chỉnh tụ điện sao cho trong mạch có cộng hưởng điện. Tính (a) điện dung của tụ (b) cường độ dòng điện hiệu dụng chạy trong mạch, (c) công suất tiêu thụ của đoạn mạch. 2. Một đoạn mạch RLC nối tiếp có R=30Ω, L=0,8H, C=50F. Mắc đoạn mạch vào hiệu điện thế xoay chiều tu 100cos260 (V). (a) Viết biểu thức ở hai đầu tụ điện. (b) Để trong mạch có cộng hưởng, cần mắc thêm tụ điện C’ nối tiếp hay song song với tụ C và tính giá trị của C’. 3. Đoạn mạch nối tiếp gồm cuộn dây có điện trở thuần r, độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C. Khi mắc đoạn mạch vào hiệu điện thế tu 100cos260 (V) thì hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn dây và tụ điện lần lượt là 80V và 28V. Cường độ dòng điện hiệu dụng chạy trong mạch là 0,1A. (a) Tính dung kháng của tụ, điện trở thuần và cảm kháng của cuộn dây. (b) Nếu cho tần số của dòng điện là 250 rad/s thì cường độ dòng điện cùng pha với hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch. Tìm độ tự cảm và điện dung. 4. Một cuộn dây có độ tự cảm  2 H, điện trở thuần r mắc nối tiếp với tụ điện có điện dụng biến đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện thế tu  100cos258 (V) và điều chỉnh điện dung thì thấy khi C=C 0 thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn dây có giá trị cực đại bằng 105V. Tìm R và C. F – Quan hệ giữa hiệu điện thế hiệu trên các phần của đoạn mạch RLC. 1. Trên một đoạn mạch RLC nối tiếp người ta đo được hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thuần cảm, tụ điện và điện trở thuần lần lượt là U L =20V, U C =8V, U R =16V. Tính (a) hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch. (b) độ lệch pha giữa hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy trong mạch. [...]... Đặt điện áp xoay chiều u  U 2 cos100t (V) vào hai đầu đoạn mạch nối 1 tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm H và tụ điện có điện dung 5 C thay đổi được Điều chỉnh điện dung C của tụ điện để điện áp hiệu dụng ở hai bản tụ điện đạt giá trị cực đại Giá trị cực đại đó bằng U 3 Điện trở R bằng bao nhiêu ? (Đs : 10 2 Ω.) H – Truyền tải điện năng, máy biến thế 1 Một máy phát điện xoay chiều. .. 8.10 5   so với điện áp hai đầu 2 F) 6 2009 – ĐH Một đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp Biết cảm kháng gấp đôi dung kháng Dùng vôn kế xoay chiều (có điện trở rất lớn) đo điện áp giữa hai đầu tụ điện và điện áp giữa hai đầu điện trở thì số chỉ của vôn kế là như nhau Tìm độ lệch pha của điện áp giữa hai đầu đoạn mạch so với  cường độ dòng điện trong đoạn...DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 11 2 Trên một đoạn mạch RLC nối tiếp người ta đo được hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thuần cảm, tụ điện và điện trở thuần lần lượt là U L=50V, UC=100V, UR=120V Tính (a) hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch (b) nếu mắc thêm tụ điện có cùng điện dung và song song với tụ điện nói trên thì hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu điện trở thuần R bằng... tăng điện áp, độ giảm điện áp trên đường dây tải điện bằng 15% điện áp ở hai đầu của trạm phát điện Coi cường độ dòng điện cùng pha với điện áp 6 2010 – ĐH Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng (bỏ qua hao phí) một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở của nó là 100V Ở cuộn thứ cấp, nếu giảm bớt n vòng dây thì điện. .. (Đs: 100 vòng)  7 2011 – CĐ Trong máy phát điện xoay chiều ba pha đang hoạt động, suất điện động xoay chiều xuất hiện trong mỗi cuộn dây của stato có giá trị cực đại là E 0 Khi suất điện động tức thời trong một cuộn dây bằng 0 thì suất điện động tức thời trong mỗi E0 3 ) 2 8 Một động cơ không đồng bộ ba pha đấu hình sao vào mạng điện xoay chiều ba pha có hiệu điện thế dây 380V Động cơ có công suất 5kW... truyền điện năng có công suất P từ nơi phát điện xoay chiều đến nơi tiêu thụ thì công suất hao phí trên đường dây là P Để công suất hao phí trên đường P dây chỉ còn là (với n>1), ở nơi phát điện người ta sử dụng một máy biến áp (lí n tưởng) có tỉ số giữa số vòng dây của cuộn sơ cấp và số vòng dây của cuộn thứ cấp là 1 bao nhiêu? (Đs: ) n I – Máy phát điện, động cơ điện xoay chiều 1 Một máy phát điện xoay. .. bao nhiêu để suất điện động có giá trị hiệu dụng 220V và tần số 50Hz? 5 2010 – CĐ Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần cảm là rô to quay với tốc độ 375 vòng/phút Tần số của suất điện động cảm ứng mà máy phát tạo ra là 50Hz Tìm số cặp cực của rô to (Đs: 8) 6 2011 – ĐH Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần ứng gồm bốn cuộn dây giống nhau mắc nối tiếp Suất điện động xoay chiều do máy phát... tự cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi Gọi N là điểm nối giữa cuộn cảm thuần và tụ điện Các giá trị R, L, C hữu hạn và khác không Với C=C1 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu biến trở R có giá trị không đổi và khác không khi thay đổi giá DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 13 trị R của biến trở Với C  C1 thì điện áp hiệu dụng giữa A và N bằng bao nhiêu? 2 (Đs: 200 V.) 9 2009 – ĐH Đặt điện áp xoay chiều có giá... hiệu điện thế xoay chiều 200V – 50Hz Thay đổi R để công suất tiêu thụ trong đoạn mạch AB đạt cực đại Khi đó cường độ dòng điện trong mạch có giá trị hiệu dụng bằng 2 A Biết cường độ dòng điện sớm pha hơn hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AB Hỏi hộp kín chữa tụ điện hay cuộn cảm? Tính điện dung hay độ tự cảm đó (Đs: 31,6F) 4 2005 – ĐH Đoạn mạch MN gồm biến trở R, tụ điện C=35,4F và cuộn cảm có điện. .. chiều có giá trị hiệu dụng 380V (a) tính điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp (b) nối hai đầu cuộn thứ cấp với điện trở thuần R=100Ω Tính cường độ dòng điện hiệu dụng chạy trong mạch sơ cấp Bỏ qua hao phí trên máy biến thế DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 14 4 Điện năng được truyền tải từ trạm tăng áp đến trạm hạ áp bằng đường dây tải điện một pha có điện trở 30Ω Biết điện áp ở hai đầu cuộn sơ cấp và thứ cấp