Dạng bài tập công suất điện xoay chiều pdf

DẠNG : Công Suất tiêu thụ đoạn mạch điện xoay chiều A Mạch điện xoay chiều không phân nhánh RLC I.Công suất tiêu thụ mạch RLC không phân nhánh: +Công suất tức thời: P = UIcosϕ + UIcos(2ωt + ϕ) +Cơng suất trung bình: P = UIcosϕ = RI2 + Công suất tiêu thụ mạch điện xoay chiều: P = UI cos ϕ R +Hệ số công suất: cos ϕ = ( Cos ϕ có giá trị từ đến 1) Z +Biến đổi ở các dạng khác: U2 P = RI = U R I = R R U2R , P= P = ZI cosϕ Z UR cosϕ = U (1) (2) (3) (4) (5) (6) II Ý nghĩa hệ số công suất cosϕ +Trường hợp cosϕ = -> ϕ = 0: mạch có R, mạch RLC có cộng hưởng điện U2 (ZL = ZC) thì: P = Pmax = UI = (7) R π +Trường hợp cosϕ = tức ϕ = ± : Mạch có L, C, có L C mà khơng có R thì: P = Pmin = rP +Cơng suất hao phí đường dây tải là: Php = rI2 = (8) U cos ϕ Với r (Ω) điện trở của đường dây tải điện +Từ (8) =>Nếu cosϕ nhỏ Php lớn, người ta phải tìm cách nâng cao cosϕ Quy định cosϕ ≥0,85 +Với điện áp U dụng cụ dùng điện tiêu thụ công suất P, tăng cosϕ để giảm cường độ hiệu dụng I từ giảm được hao phí tỏa nhiệt dây +Để nâng cao hệ số công suất cosϕ mạch cách thường mắc thêm tụ điện thích hợp vào mạch điện cho cảm kháng dung kháng mạch xấp xỉ để cosϕ ≈ III.Các dạng tập: 1.R thay đổi để P =Pmax Khi L,C, ω khơng đổi mối liên hệ ZL ZC không thay đổi nên thay đổi R không gây tượng cộng hưởng C L R + Tìm cơng suất tiêu thụ cực đại đọan mạch: A B U2 U2 P Ta có P=RI2= R = (Z L − Z C ) , R + (Z L − Z c ) R+ R Pmax (Z L − Z C ) Do U=Const nên để P=Pmax ( R + ) đạt giá trị R P< Pmax Áp dụng bất dẳng thức Cosi cho số dương R (ZL-ZC)2 ta được: (Z L − Z C ) (Z L − Z C ) 2 Z − Z = R+ ≥ R L C R R O R RM R2 R Trang (Z L − Z C ) Vậy ( R + ) Z L − Z C lúc dấu “=” bất đẳng thức xảy nên ta có R R= Z L - Z C (9) Khi đó: Z=R 2, I= U π R ; cosϕ= = , ϕ = ± => tan ϕ = (10) R Z U2 , 2R U2 = Z L − ZC Pmax = (11) Pmax (12) I = Imax= U Z L − ZC a Ví dụ : Cho mạch điện hình vẽ: A R L C B −4 2.10 H, C = F , uAB = 200cos100πt(V) π π R phải có giá trị để công suất toả nhiệt R lớn ? Tính cơng suất A.50 Ω;200W B.100 Ω;200W C.50 Ω;100W D.100 Ω;100W Giải: Ta có :ZL = ωL = 100 Ω; ZC = = 50 Ω; U = 100 V ωC U2 U 2R Công suất nhiệt R : P = I2 R = = (Z − Z C ) R + (Z L − Z C ) R + L R (Z − Z C ) Theo bất đẳng thức Cosi : Pmax R = L hay R = ZL -ZC = 50 Ω R U2 => Pmax = = 200W Chọn đáp án A 2R Ví dụ : Cho mạch R,L,C R thay đổi được, U = URL = 100 V, UC = 200V Xác định công suất 10−4 tiêu thụ mạch Biết tụ điện có điện dung C = ( F ) tần số dòng điện f= 50Hz 2π A 100W B 100 W C 200W D 200 W U C 200 = = 1A Từ liệu đề cho, dễ dàng chứng minh cosϕ = Giải: I = Z C 200 Biết L = Công suất P= UIcosϕ= 100 2 =100W Chọn A b.Trắc nghiệm: Câu 1: (ĐH-2008) Đoạn mạch điện xoay chiều gồm biến trở R, cuộn dây cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Biết hiệu điện hiệu dụng hai đầu đoạn mạch U, cảm kháng Z L, dung kháng ZC (với ZC ≠ ZL) tần số dịng điện mạch khơng đổi Thay đổi R đến giá trị R cơng suất tiêu thụ đoạn mạch đạt giá trị cực đại Pm, U2 Z2 A R0 = ZL + ZC B Pm = C Pm = L D R = ZL − ZC R0 ZC HD: Theo (9) Chọn D Trang 10 −3 H tụ điện C= F mắc nối tiếp π 4π Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u=120 cos100πt(V) Điện trở biến trở phải có giá trị để công suất mạch đạt giá trị cực đại? A R=120Ω B R=60Ω C R=400Ω D R=60Ω HD: ZL= 100Ω, ZC= 40Ω, theo (9) R=|ZL− ZC| = 60 Ω Chọn A 10 −3 Câu 3: Cho đoạn mạch xoay chiều gồm biến trở R, cuộn cảm L= H tụ điện C= F mắc nối tiếp π 4π Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u=120 cos100πt(V) Điều chỉnh giá trị của biến trở để công suất mạch đạt giá trị cực đại Giá trị cực đại công suất bao nhiêu? A Pmax=60W B Pmax=120W C Pmax=180W D Pmax=1200W U HD: ZL= 100Ω, ZC= 40Ω, theo (12) Pmax = = 60W Chọn A ZL − ZC Câu 4: Cho đoạn mạch xoay chiều gồm biến trở R, cuộn cảm L tụ điện C mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u=220 cos100πt(V) Điều chỉnh biến trở đến giá trị R = 220Ω thì công suất mạch đạt giá trị cực đại Giá trị cực đại công suất bao nhiêu? A Pmax=55W B Pmax=110W C Pmax=220W D Pmax=110 W Câu 2: Cho đoạn mạch xoay chiều gồm biến trở R, cuộn cảm L= HD: Theo (11) Pmax = U2 = 110W Chọn B 2R Câu 5: Cho đoạn mạch RLC mắc nối tiếp: cuộn dây cảm kháng có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C, R điện trở thay đổi Đặt điện áp xoay chiều ổn định hai đầu đoạn mạch AB có biểu thức: uAB=200cos100πt (V) Khi R=100Ω thì thấy mạch tiêu thụ công suất cực đại Xác định cường độ dòng điện mạch lúc này? A 2A B A C 2 A D A U HD: Theo (10) I = = A Chọn B R Câu 6: Cho đoạn mạch RLC mắc nối tiếp: cuộn dây cảm kháng có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C, R điện trở thay đổi Đặt hai đầu mạch điện áp xoay chiều ổn định Điều chỉnh R để mạch tiêu thụ công suất cực đại Xác định góc lệch pha của điện áp và cường độ dòng điện mạch? π π A B C D π HD: Theo (10) ϕ = ± chọn B Câu 7: Cho đoạn mạch RLC mắc nối tiếp: cuộn dây cảm kháng có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C, R điện trở thay đổi Đặt hai đầu mạch điện áp xoay chiều ổn định Điều chỉnh điện trở đến giá trị R=60Ω thì mạch tiêu thụ công suất cực đại Xác định tổng trở của mạch lúc này? A 30 Ω B 120Ω C 60Ω D 60 Ω HD: Theo (10) Z = R =60 Ω Chọn D Trang R thay đổi để có cơng suất P (P U2 = 400R = Không đổi (1) Khi C = C2 hệ số cơng suất mạch R 0, 25 R R cosϕ = ⇔ 0, 75  R + ( Z L − Z C )  = R ⇒ (Z L − Z C ) = =   0, 75 R + ( Z L − ZC )2 A cos ϕ1 = P2 = R.I = R U2 400 R = R = 300W 2 R + ( Z L − Z C2 ) R2 R + Trang 37 Câu 10 mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, R biến trở Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định u = U cos ωt (V) Khi thay đổi giá trị biến trở ta thấy có hai giá trị R = R = 45 Ω R=R2 = 80 Ω tiêu thụ cơng suất P Hệ số công suất đoạn mạch điện ứng với hai trị biến trở R 1, R2 A cos ϕ1 = 0,5 ; cos ϕ2 = 1,0 B cos ϕ1 = 0,5 ; cos ϕ2 = 0,8 C cos ϕ1 = 0,8 ; cos ϕ = 0,6 D cosφ1 =0,6 ; cos ϕ2 = 0,8 3.HỆ SỐ CÔNG SUẤT LIÊN QUAN ĐẾN TẦN SỐ DÒNG ĐIỆN Câu 1: Cho mạch điện RLC, cuộn cảm có điện trở r Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch có dạng u=125 cos100πt(W) , ω thay đổi Đoạn mạch AM gồm R C, đoạn mạch MB chứa cuộn dây Biết uAM vuông pha với uMB r = R Với hai giá trị tần số góc ω1= 100π rad/s ω2= 56,25πrad/s mạch có hệ số công suất Hãy xác định hệ số công suất đoạn mạch A 0,96 B 0,85 C 0,91 D 0,82 R+r R+r 1 Giải: cosϕ1 =cosϕ2 => = => Z1 = Z2 => ω1L = - ω2L Z1 Z2 ω1C ω C 1 1 + ) => LC = => (ω1+ω2 )L = ( hay ZC1 = ZL2 (1) ω1ω C ω1 ω − Z C1 Z tanϕAM = L1 ; tanϕMB = uAM vuông pha với uMB r = R R r R => ZL1ZC1 = R2 => ZL1.ZL2 = R2 =>L = ω1ω 2R 2R 2R R+r cosϕ1 = = = = Z1 R + ( Z L1 − Z C1 ) R + ( Z L1 − Z L ) R + (ω1 − ω ) L2 2R cosϕ1 = R + (ω1 − ω ) R2 = ω1ω 4+ (ω1 − ω ) = 0,96 Chọn A ω1ω Câu 2: Mắc vào đoạn mạch RLC không phân nhánh gồm nguồn điện xoay chiều có tần số thay đổi Ở tần số f1 = 60 Hz , hệ số công suất đạt cực đại cos ϕ = Ở tần số f = 120 Hz , hệ số công suất nhận giá trị cos ϕ = 0, 707 Ở tần số f = 90 Hz , hệ số công suất mạch A 0,874 B.0,486 C 0,625 D 0,781 Giải 1:Ta có mạch cộng hưởng nên ta có: ω0 LC = tan ϕ tan ϕ L L tan ϕ ω LC = = = ωL − ωL − 2 f 02 tanϕ = ωC = ωC => R f − f Theo đề dễ dàng ta có tỉ số : R f − f f3 − f2 f3 R R f Thay số ta với tan ϕ2 = 1=> tanϕ3 = 5/9 => cos ( shift tanϕ3 ) = 0,874 Giải 2: TH1: ZL1 = ZC1 TH2: f2 = 2f1  ZL2 = 4ZC2 cosϕ2 = 0,707 ≈ => ϕ2 = 450 => R = ZL2 - ZC2  ZC2 = R/3  C = 2πf R Trang 38 TH3: f3 = 1,5f1  ZL3 = 2,25ZC3  cos ϕ3 = R R + (1,25) ZC = R (2πf ) R 2 R + 1,5625 (2πf3 ) = 0,874 Giải 3:Với f1=60Hz cosφ1=1 => ZL1=ZC1 Với f2 = 2.f1 Z L2 = 2ZL1 ; Z C2 = 0,5ZC1 = 0,5ZL1 cos ϕ2 = R R + (ZL2 − ZC2 ) R = R + (2ZL1 − 0,5ZL1 ) Với f3 = 1,5f1; ZL3=1,5ZL1 ; ZC3= cos ϕ3 = R = = 0,707 => ZL1 = R (1) 1,5 ZC1 ZL1 = 1,5 1,5 R Z (2) R + (1,5Z L1 − L1 ) 1,5 R R cos ϕ3 = = = 0,874 ZL1 Thay (1) vào (2) ta được 25 R 2 R + ( ) R + (1,5ZL1 − ) 36 1,5 1,5 R + (ZL3 − ZC3 ) 1 => LC = (1) (120π ) 120πC Z − ZC2 cosϕ2 = 0,707 => ϕ2 = 450 => tanϕ2 = L =1 => R = ZL2 - ZC2 R ω3 L − ω ω 32 LC − f 4π f 32 LC − ω3C Z − Z C Z L3 − ZC tanϕ3 = L = = = = Z L2 − ZC ω ω LC − f 4π f 22 LC − R ω2 L − ω2C 2 4π 90 −1 25 106 f f 32 LC − 120 π 5 = 1+ = tanϕ3 = = = = => (tanϕ3)2 = 25/91=> 2 2 cos ϕ 81 81 f f LC − 4π 120 12 −1 120 π => cos2ϕ3 = 81/106 => cosϕ = 0,874 Chọn A Giải 4: Ta có ZL1 = ZC1 => 120πL = Câu 3: Cho mạch điện hình vẽ Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu dụng khơng đổi tần số thay đổi Khi tần số f = f1 hệ số cơng suất đoạn AN k1 = 0,6, Hệ số cơng suất tồn mạch k = 0,8 Khi f = f2 = 100Hz cơng suất tồn mạch cực đại Tìm f1 ? C L; r A 80Hz B 50Hz C 60Hz D 70Hz R Giải: cosϕ1 = 0,6 => tanϕ1 = B N A M 4 ZL tanϕ1 = = => ZL = (R + r) (1) 3 R+r cosϕ = 0,8 => tanϕ = ± 3 Z − ZC tanϕ = L = ± => ZL – ZC = ± (R +r) (2) 4 R+r ZL Z L ω12 f 12 ZL 2 = ω1 LC ω LC = => = = => f1 = f2 ZC Z C ω2 ZC f2 Trang 39 ZL f2 16 (R +r) => ZC = (R +r) => = => f1 = = 151,2 Hz => Bài tốn vơ nghiệm ZC 12 7 ZL ZL 25 16 -Khi ZL – ZC = - (R +r) => ZC = (R +r) > = => f1 = f2 = f2 = 80Hz Chọn A ZC ZC 12 25 -Khi ZL – ZC = Câu Đặt điện áp xoay chiều u = U0cos(2πft) V (với f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch gồm R, L, C mắc nối tiếp Các giá trị R, L, C hữu hạn khác không Khi f = f1 = 30 Hz hệ số cơng suất đoạn mạch cosφ1 = 0,5 Còn f = f2 = 60 Hz hệ số cơng suất đoạn mạch cosφ2 = Khi điều chỉnh f = f3 = (f1 + f2) hệ số cơng suất đoạn mạch cosφ3 A 0,866 B 0,72 C 0,966 D 0,5 R Giải 1: cosϕ = 2 Khi f = f2 = 60Hz mạch có cộng hưởng := LC = ω2 R + (Z L − Z C ) cosϕ1 = R R + ( Z L1 − Z C1 ) 2 = = 4R2 = R2 + (ω1L ) ω1C ω12 − (ω12 − ω ) ω12 LC − 3ω12ω C 2 = (ω1L ) = 3R2 => = ω2 = = 3R2 => = (*) ω1C ω12 C ω12ω C (ω12 − ω ) R 2 ω1 C 1 R 2 cosϕ3 = R + (Z L3 − Z C ) = (Z L3 − Z C ) 2 = R + (Z L3 − Z C ) 1+ R2 R2 2 (ω 32 LC − 1) (ω 32 − ω ) ) ( Z L − Z C ) (ω L − Xét biểu thức: A = = = 2 Thay (*) ta có ω3C = ω32 C R ω ω3 C R R2 R 2 2 (ω − ω ) 3ω12ω C ω12 (ω 32 − ω ) f 12 ( f 32 − f 22 ) 30 (90 − 60 ) A= =3 =3 =3 2 2 ω ω 32 C (ω12 − ω ) ω3 (ω12 − ω ) f ( f 12 − f 22 ) 90 (30 − 60 ) 1 25 25 27 A = = cosϕ3 = = = 0,7206 = 0,72 Chọn B 9 27 1+ A 52 Giải 2: + f1 = 30Hz: R cosϕ1 = R + (2π f1 L − + f2 = 60Hz: ta có L = 1 ⇔ (2π f1 L − ) = 3R 2π f1C (1) (2π f ) C = Từ (1) (2), ta có: C ( (2) 3R = f1 − ) 2π f 2π f1 R cos ϕ3 = + f3 = f1 + f2: R + (2π f L − Từ (2), (3), (4), ta có: )2 2π f1C = cosϕ3 = 3R (2π f1 f 22 ) ( f12 − f 22 )2 )2 2π f 3C f ( f 32 − f 22 ) 1+ f ( f12 + f 22 ) 2 = 0, 72 (3) (4) CHỌN B Trang 40 Câu 5:Cho mạch điện AB gồm hai đoạn mạch AM nối tiếp với MB, AM gồm điện trở R nối tiếp với tụ điện có điện dung C, MB có cuộn cảm có độ tự cảm L Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u = U cosωt Biết uAM vuông pha với uMB với tần số ω Khi mạch có cộng hưởng điện với tần số ω0 UAM = UMB Khi ω = ω1 uAM trễ pha góc α1 uAB UAM = U1 Khi ω = ω2 uAM trễ pha π góc α2 uAB UAM = U1’ Biết α1 + α2 = U1 = U’1 Xác định hệ số công suất mạch ứng với ω1 ω2 CM L R A A cosϕ = 0,75; cosϕ’ = 0,75 B.cosϕ = 0,45; cosϕ’ = 0,75 B C cosϕ = 0,75; cosϕ’ = 0,45 D cosϕ = 0,96; cosϕ’ = 0,96 Giải 1: Ta có mạch điện hình vẽ Khi mạch cộng hưởng UAM = UMB suy R = r hay UR = Ur hai trường hợp uAM vuông pha với uMB với tần số ω Ta có giản đồ véc tơ : Theo giản đồ véc tở ta có UAB.cos = UAM = U UAB.cos UMB UR+r UR = UAM = U’ Từ suy U’/cos = U/cos Ta : = 0,75cos (1) = /2 (2) cos Mặt khác ta lại có: Nên cos cos + với 0,75U’ = U UAB = sin = U/UAB ; cos UAM = U’/UAB suy : (sin )2 = 1-(U’/UAB )2 suy UAB = 5U/3 Khi : cos = UR+r / UAB = 2UR / UAB = 2U.cos /UAB = 1.2cos (4) Và = UR+r / UAB = 2UR / UAB = 2U’.cos /UAB = 1.6cos (5) cos Từ (1),( 4), (5) ta nhận thấy ; cos = cos (3) Từ (1) và( 2) dựa vào công thức cos(a+b) = cosa.cosb – sin a.sinb = cos( /2) = B ta suy cos = cos thay (6) vào biểu thức (4) (5) ta cos Giải 2: tanϕAM = − ZC Z ; tanϕMB = L (r = RL) R r = = cos (6) A α1 = 0,96 Và chọn đáp án D UR E UC UL ϕMB M Ur = UR F Trang 41 uAM vuông pha với uMB với tần số ω.nên − ZC Z L tanϕAMtanϕMB = -1 Hay = - => Rr = ZLZC R r Khi ω = ω0 mạch có cộng hưởng UAM = UMB => r = R => R2 = ZLZC Vẽ giãn đồ vec tơ hình vẽ Ta ln có UR = Ur UAM = UAB cosα = U cosα (α góc trễ pha uAM so với uAB) U1 = Ucosα1 (1) π U’1 = Ucosα2 = Usinα1 (2) ( α1 + α2 = ) U '1 4 Từ (1) (2) Suy ra: tanα1 = = => UMB = UAM tanα1 = U1 U1 3 Hai tam giác vuông EAM FBM đồng dạng ( có ∠ MAE = ∠ MBF = ϕAM phụ với ϕMB ) Từ suy ra: U1 UC UR U AM = = =4 = => UL = UR (1); UC = UR (2) U1 UL UR U MB 4 625 25 2 2 2 U AB = U2 = U AM + U MB = U R + U L + U C = U R > U = UR 144 12 24 2U R cosϕ = = = 0,96 25 U Tương tự ta có kết trường hợp ω2 U1 = Ucosα1 = Usinα2 (*) E U’1 = Ucosα2 = (**) UR A U1 3 α2 Từ (*) (**) Suy ra: tanα2 = = => UMB = UAM tanα2 = U’1 U '1 4 B UC Hai tam giác vuông EAM FBM đồng dạng ( có ∠ MAE = ∠ MBF = ϕAM phụ với ϕMB ) Từ suy ra: UL ϕMB U '1 UC UR U AM 4 M = = =3 = => UC = UR (1); UL = UR (2) Ur = UR F UL UR U MB U '1 3 4 625 25 2 2 U AB = U2 = U ' + U ' = U R + U L + U C = U R => U = UR AM MB 144 12 24 2U R cosϕ’ = = = 0,96 Chọn D: cosϕ = 0,96; cosϕ’ = 0,96 25 U Câu 6: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, cuộn dây cảm Các giá trị điện trở R, độ tự cảm L L điện dung C thỏa điều kiện R = Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định, có tần số C dịng điện thay đổi Khi tần số góc dịng điện ω1 ω2 = 4ω1 mạch điện có hệ số cơng suất Hệ số cơng suất đoạn mạch 3 A B C D 13 12 12 13 Giải: cosϕ1 = cosϕ2 => Z1 = Z2 > (ZL1 – ZC1)2 = (ZL2 – ZC2)2 =>ZL1 – ZC1 = - (ZL2 – ZC2) n -> ZL1 + ZL2 = ZC1 + ZC2 1 1 -> (ω1 + ω2)L = ( + ) -> LC = = -> 4ZL1 = ZC1 (*) ω1ω 4ω12 C ω1 ω Trang 42 R L -> R2 = ZL1ZC1 = 4ZL12 (**) -> ZL1 = ; ZC1 = 2R C R R R cosϕ1 = Chọn D 2 = 2 = R + ( − R) R + (Z L − Z C ) 13 Câu 6b Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, cuộn dây cảm Biết L=CR2 Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định, mạch có hệ số công suất với hai giá trị tần số góc ω1 =50π(rad/s) Từ R = ω1 =200π(rad/s) Hệ số công suất đoạn mạch 1 B C D 13 12 2 Câu 7: Một cuộn dây mắc nối tiếp với tụ điện C, điện áp hai đầu đoạn mạch u = 120 cos100π t (V ) , điện áp hai đầu cuộn dây có giá trị hiệu dụng 120(V) nhanh pha π/2 so với điện áp hai đầu đoạn mạch Tìm hệ số cơng suất mạch? A ; B ; C.1/2; D.0,8 2 Câu 8: Cơng suất hao phí đường dây tải 500W Sau người ta mắc vào mạch tụ điện nên cơng suất hao phí giảm đến cực tiểu 245W Tìm hệ số công suất lúc đầu A 0,65 B 0,80 C 0,75 D 0,70 2 P R P R ∆P2 = 0, Giải: ∆P = 2 => ∆P2 = ⇒ cosϕ = U cos ϕ U ∆P A Câu 9: Cho mạch điện RLC, L cảm Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch có dạng u = U cos ωt (V ) , L ω thay đổi , biết = R Mạch có hệ số cơng suất 0,35 ( ) ứng với hai giá trị tần số ω Biết 73 C ω1 = 100π (rad / s) Xác định giá trị thứ hai ω2 100π 100π 100π (rad / s) (rad / s) (rad / s) A 100π (rad / s ) B C D Câu 10: Dưới hiệu điện xoay chiều 87V ≈ 50 V, 50Hz, người ta mắc nối tiếp điện trở R = 20(Ω) cuộn dây Dùng vôn kế điện trở lớn để đo hiệu điện hai đầu điện trở cuộn dây 50V 70V Công suất tiêu thụ điện trở cuộn dây A 125W 0W B 125W 4,2W C 217,5W 0W D 125W 42W 4.TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP Câu 1: Mắc nối tiếp điện trở R với cuộn dây có độ tự cảm L mắc vào nguồn xoay chiều Dùng vôn kế có điện trở lớn đo hiệu điện hai đầu cuộn cảm, hai đầu điện trở đoạn mạch giá trị tương ứng 100 V, 100 V 173,2 V Hệ số công suất cuộn cảm A B 0,866 C 0,5 D 0,707 Câu 2: Một mạch điện xoay chiều không phân nhánh gồm điện trở R, cuộn dây cảm L tụ điện C Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có tần số điện áp hiệu dụng không đổi Dùng vôn kế có điện trở lớn, đo điện áp hai đầu mạch, hai đầu tụ địên hai đầu cuộn dây số vơn kế tương ứng U, UC UL Biết U = UC = 2UL Hệ số công suất mạch điện là: A cosϕ = B cosϕ = 1/2 C cosϕ = /2 D cosϕ = /2 Câu 3: Cho đoạn mạch xoay chiều gồm biến trở R cuộn dây khơng cảm có điện trở r mắc nối tiếp Khi điều chỉnh giá trị R nhận thấy với R = 20Ω, cơng suất tiêu thụ R lớn điện áp hai đầu cuộn dây sớm pha π/3 so với điện áp hai đầu điện trở R Hỏi điều chỉnh R cơng suất tiêu thụ mạch lớn nhất? A 10Ω B 10 Ω C 7,3Ω D 14,1Ω Trang 43 Câu Đoạn mạch AM cuộn dây cảm mắc nối tiếp với đoạn mạch MN điện trở đoạn mạch NB tụ điện Đặt A B điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng tần số f không đổi Hệ số công suất đoạn AN , đoạn mạch MB Hệ số công suất đoạn mạch AB bao nhiêu? 2 A 0,92 B 0,96 C 0,85 D 0,72 Câu Đặt hai đầu cuộn dây, có độ tự cảm L điện trở R, điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng tần số f không đổi, hệ số công suất đoạn mạch Nếu mắc cuộn dây nối tiếp với tụ điện có điện dung C, với , đặt điện áp xoay chiều vào đoạn mạch hệ số cơng suất đoạn mạch π 2 A B C D C f R = Câu 6: Đoạn mạch R, L(thuần cảm) C nối tiếp đặt điện áp xoay chiều không đổi, tần số thay đổi π π Khi điều chỉnh tần số dịng điện f1 f2 pha ban đầu dòng điện qua mạch − cịn 12 cường độ dịng điện hiệu dụng khơng thay đổi Hệ số công suất mạch tần số dòng điện f1 A 0,8642 B 0,9239 C 0,9852 D 0,8513 u = 160cos 2π ft (V) ổn định vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở hoạt động Câu 7: Đặt điện áp 80Ω, cuộn cảm có điện trở hoạt động 20 Ω tụ điện có điện dung thay đổi Cho C thay đổi Khi dòng điện qua mạch có cường độ hiệu dụng lớn cơng suất tiêu thụ mạch A 128 W B 256 W C 160 W D 80 W Câu 8: Điện áp u = 200cos ωt (V) vào hai đầu mạch RLC không phân nhánh với cuộn cảm có độ tự cảm H π Khi đó, điện áp hiệu dụng hai đầu phần tử R,L C có độ lớn Cơng suất tiêu thụ đoạn mạch A 100W B 200W C 350W D 250W Câu 9: Cho đoạn mạch điện khơng phân nhánh gồm cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi được, tụ điện C biến trở R Biết điện áp xoay chiều A B có giá trị hiệu dụng tần số không đổi Ban đầu L = L 1, cho R thay đổi R = R1 cơng suất tiêu thụ mạch AB lớn (P1)max = 92W Sau có định R = R1, cho L thay đổi, L = L2 cơng suất tiêu thụ mạch AB lớn (P2)max Giá trị (P2)max A 276W B 46W C 184W D 92W Câu 10: Cho đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM nối tiếp MB Đoạn mạch AM gồm điện trở R nối tiếp với tụ điện có điện dung C, đoạn mạch MB có cuộn cảm có độ tự cảm L điện trở r Đặc vào AB điện áp L xoay chiều u = U cos ωt (V ) Biết R = r = ; điện áp hiệu dụng hai đầu MB lớn gấp n = điện áp C hai đầu AM Hệ số cơng suất đoạn mạch có giá trị A 0,887 B 0755 C 0,865 D 0,975 Câu 11: Cho đoạn mạch xoay chiều hình vẽ C R Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều 175V – 50Hz, dùng vơn kế nhiệt có điện • • • • trở lớn đo điện áp hai điểm ta N M A B kết quả: UAM = 25V; UMN = 175V UNB = 25V Hệ số công suất mạch điện A cosϕ = 0,04 B.cosϕ = 0,28 C cosϕ = 0,20 D.cosϕ = 0,143 Trang 44 Câu 12 Hai đầu đoạn mạch RLC, cuộn dây cảm, trì điện áp uAB = U0cosωt (V) Thay đổi R, điện trở có giá trị R = 24Ω cơng suất đạt giá trị cực đại 300W Hỏi điện trở 18Ω mạch tiêu thụ cơng suất ? A 288 W B 168W C 248 W D 144 W Câu 13 Đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở R, tụ điện C thay đổi được, cuộn dây có độ từ cảm L = ( H) π điện trở r = 20(Ω) mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 60(V) tần số f = 50(Hz) Điều chỉnh điện dung tụ điện đến giá trị C1 cơng suất tiêu thụ mạch đạt cực đại 30(W) Điện trở R điện dung C1 có giá trị 10 −4 10 −4 A R = 120( Ω ); C1 = B R = 120( Ω ); C1 = (F) (F) 2π π 10 −4 C R = 100( Ω ); C1 = 2π (F) D R = 100( Ω ); C1 = 10 −4 (F) π Câu 14: Một đoạn mạch RLC mắc nối tiếp , R = 50Ω, C = 2.10 -4/ π (F) Điện áp hai đầu mạch có biểu thức u = 100cos(100 π t - π /2)(v) ,cuộn dây cảm có L thay đổi Với giá trị công suất mà có hai giá trị L thoả mãn giá trị cơng suất nhỏ A.50W B.150W C 200W D 100W Câu 15: Một đoạn mạch điện xoay chiều AB gồm điện trở thuần, cuộn dây tụ điện ghép nối tiếp hình vẽ Điện áp hai đầu đoạn mạch có dạng : u AB = 175 cos(100πt ) (V) Biết hiệu điện hiệu dụng: U AM = U MN = 25V , U NB = 175V a Chứng minh cuộn dây có điện trở r? b Tìm hệ số cơng suất đoạn mạch AB? C R A M N B Hãy để mồ hôi rơi trang sách! Đừng để nước mắt rớt cuối mùa thi! Ngun tắc thành cơng: Suy nghĩ tích cực; Cảm nhận đam mê; Hành động kiên trì ! Chúc em học sinh THÀNH CÔNG học tập! Sưu tầm chỉnh lý: GV: Đoàn Văn Lượng  Email: doanvluong@yahoo.com ; doanvluong@gmail.com;  ĐT: 0915718188 – 0906848238 Trang 45 ... mạch có công suất cực đại ZC = Pmax = U2 R 2C1.C ZC1 + ZC2 , C= C1 + C2 C Hệ số công suất mạch điện xoay chiều không phân nhánh I XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÔNG SUẤT TRONG MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU DÙNG... số công suất cuộn cảm A B 0,866 C 0,5 D 0,707 Câu 2: Một mạch điện xoay chiều không phân nhánh gồm điện trở R, cuộn dây cảm L tụ điện C Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có tần số điện. .. tự cảm L điện trở R, điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng tần số f không đổi, hệ số công suất đoạn mạch Nếu mắc cuộn dây nối tiếp với tụ điện có điện dung C, với , đặt điện áp xoay chiều vào