70 bài tập dòng điện xoay chiều hay và khó

Coi cường độ dòng điện luôn cùng phavới điện áp... Coi cường độ dòng điện luôn cùngpha với điện áp... Cần phải tăng điện áp của nguồn lên bao nhiêu lần để giảm công s

Trang 1

DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

Câu 1 Xét một mạch điện gồm một động cơ điện ghép nối tiếp với một tụ điện Đặt vào hai đầu

mạch một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U= 100V thì mạch có hệ số công suất là 0,9 Lúcnày động cơ hoạt động bình thường với hiệu suất 80% và hệ số công suất 0,75 Biết điện trở trongcủa động cơ là 10Ω Điện áp hiệu dụng hai đầu động cơ và cường độ dòng điện hiệu dụng qua động

cơ lần lượt:

Công thức áp dụng:

Động cơ coi như một cuộn dây có điện trở trong r = 10Ω

Đối với cả mạch:

Mà P toàn phần =P hao phí + P có ích => P toàn phần =P hao phí + 0,8P toàn phần => P hao phí = 0,2P toàn phần

=> r.I 2 = 0,2.U d Icosφφ =>r.I 2 = 0,2.U d I.0,75=>I = 0,015U d (1)

Câu 2: Một máy biến thế lõi đối xứng gồm ba nhánh có tiết diện bằng nhau, hai nhánh được cuốn

hai cuộn dây Khi mắc một hiệu điện thế xoay chiều vào một cuộn thì các đường sức do nó sinh rakhông bị thoát ra ngoài và được chia đều cho hai nhánh còn lại Khi mắc cuộn 1 vào một hiệu điện

các cuộn dây không đáng kể

Giải:

của cuộn 1 và cuộn 2

A: Công cơ học (công mà động cơ sản ra) đv: kWh

P có ích : (công suất mà động cơ sản ra) đv:kW t: thời gian đv: h

R: điện trở dây cuốn đv: Ω

P hao phí : công suất hao phí đv:kW

P toàn phần : công suất toàn phần ( công suất tiêu thụ của động cơ) đv:kW

cosφφ: Hệ số công suất của động cơ.

U: Điện áp làm việc của động cơ Đv: V I: Dòng điện hiệu dụng qua động cơ Đv: A

Trang 2





là độ biến thiên từ thông qua mỗi vòng

dây cuộn sơ cấp

2

->

2

1 2

N E

2

->

1

2 1

2 2

1 2

2

''

'2

'

''

'

U

U U

U N

N E

Câu3: Mạch điện xoay chiều R, L, C mắc nối tiếp Điện áp ở hai đầu đoạn mạch là u U cos t 0 

điện hiệu dụng đều nhỏ hơn cường độ hiệu dụng cực đại n lần (n > 1) Biểu thức tính R là

C L R

trên tụ điện có giá trị tức thời tương ứng là 40V và 30V thì hiệu điện thế giữa hai đầu mạch điện là:

Giải

Câu5: Mắc vào đoạn mạch RLC không phân nhánh gồm một nguồn điện xoay chiều có tần số thay

Trang 3

Câu 6 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 60V vào hai đầu đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp



 t I



t I

Câu 7 Điên áp giữa 2 cực của máy phát điện cần tăng lên bao nhiêu lần để công suất hao phí giảm

100 lần với điều kiện công suất truyền đến tải tiêu thu không đổi và khi chưa tăng thi độ giảm điệnáp trên đường dây bằng 15% điện giữa hai cực máy phát Coi cường độ dòng điện luôn cùng phavới điện áp

A 10 lần B 8,515 lần C 10,515 lần D Đáp án khác

Bài giải: Gọi P là công suất nơi tiêu thu, R điện trở đường dây

Công suất hao phí khi chưa tăng điện áp

0,15U P

Trang 4

Câu 8: Cho mạch điện xoay chiều AB gồm đoạn mạch AM nối tiếp với đoạn mạch MB Đoạn

lớn thì hệ số công suất của mạch đạt giá trị cực đại Số chỉ của vôn kế là

n N

(2)

Chú ý: Khi cuộn sơ cấp bị cuốn ngược n vòng thì suất điện động cảm ứn xuất hiện ở các cuộn sơ

cấp và thứ cấp lấn lượt là

2

1 2

U E

E e

e N

n N

Trang 5

Câu 10: Cho mạch điện xoay chiều gồm R,L,C mắc nối tiếp Tần số của hiệu điện thế thay đổi được.

Câu 11 Cho mạch điện RLC, cuộn cảm có điện trở thuần r Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch có

thì mạch có cùng hệ số công suất Hãy xác định hệ số công suất của đoạn mạch

R



2 1

R



2 1

4

2

L R

2 2 2 1

2 2

(4

Trang 6

Câu 12: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, cuộn dây thuần cảm Biết L = CR2 Đặt vào

2 đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định, mạch có cùng hệ số công suất với hai giá trị của tần

Câu 13: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 30 2 V vào hai đầu đoạn mạch RLC nối

tiếp Biết cuộn dây thuần cảm, có độ cảm L thay đổi được Khi điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dâyđạt cực đại thì hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu tụ điện là 30V Giá trị hiệu điện thế hiệu dụng cựcđại hai đầu cuộn dây là:

A 60V B 120V C 30 2 V D 60 2 V

C C

Bài 14 Đặt một điện áp u = U0 cost( U0 không đổi,  thay đổi được) váo 2 đầu đoạn mạch gồm

đầu R, L, C Khi tăng dần tần số thì thấy trên mỗi vôn kế đều có 1 giá trị cực đại, thứ tự lần lượt cácvôn kế chỉ giá trị cực đại khi tăng dần tần số là

Giải:

Trang 7

Câu 15: Một máy phát điện xoay chiều có điện trở trong không đáng kể Mạch ngoài là cuộn cảm thuần

Khi tăng tốc độ quay của rôto lên gấp đôi thì ampe kế chỉ:

I không phụ thuộc tốc độ góc ω nên I = 0,1 A Chọn đáp án A

Câu 16 Trong một giờ thực hành một học sinh muốn một quạt điện loại 180 V - 120W hoạt động

bình thường dưới điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220 V, nên mắc nối tiếp với quạt một biến

mạch là 0,75A và công suất của quạt điện đạt 92,8% Muốn quạt hoạt động bình thường thì phảiđiều chỉnh biến trở như thế nào?

A giảm đi 20  B tăng thêm 12  C giảm đi 12  D tăng thêm 20 

Giải :

trở khi quạt hoạt động bình thường khi điện áp U = 220V

1 0

220 )

( )

U Z

)(R R Z L Z C

Câu 17: Một máy phát điện xoay chiều một pha có điện trở không đáng kể, được mắc với mạch

ngoài là một đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, tụ điện C và cuộn cảm thuần L Khi tốc

Trang 8

Với f = np n tốc độ quay của roto, p số cặp cực từ

1

f f

0

2 2

2 1

211

n n

= 220V Một nồi cơm điện 220V-550W được mắc vào pha thứ 3 của lưới điện này, thì cả

3 dụng cụ đều hoạt động bình thường (đúng định mức) Khi đó dòng điện chạy trong dây trung hòacó giá trị bằng

A 2.5A B 4.17A C 12,5A D 7.5A

Giải: Gọi dòng điện qua hai bàn ủi là I1 = I2 = 5A; qua bóng đèn I3 = 2,5A

Dùng phương pháp cộng véc tơ ta có

Đặt liên tiếp các véc tơ

cường độ dòng điện

như hình vẽ, ta được

tam giác đều

Chọn đáp án A: 2,5A

Câu 18 Cho ba linh kiện: điện trở thuần R = 60  , cuộn cảm thuần L và tụ điện C Lần lượt đặt điện

áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp RL hoặc RC thì biểu thức cường

2 2 cos(100 7 /12)( )

điện trong mạch có biểu thức:

Giải: Ta thấy cường độ hiệu dụng trong đoạn mạch RL và RC bằng nhau suy ra ZL = ZC độ lệch pha

Giả sử điện áp đặt vào các đoạn mạch có dạng: u = U 2 cos(100πt + φ) (V)

tan(φ + π/12) + tan( φ – 7π/12) = 0 - sin(φ + π/12 +φ – 7π/12) = 0

Trang 9

 ZL = R 3

u = U 2 cos(100πt + π/4)

Vậy i = 2 2 cos(100πt + π/4) (A).t + πt + π/4) (A)./4) (A) Chọn đáp án C

Câu 19 Người ta truyền tải dòng điện xoay chiều từ tram phát điện cách nơi tiêu thu 10km bằng

0,9 Điện áp và công suất ở trạm là 10kV và 500kw Hiệu suất của của quá trình truyền tải điện là:

R

8 4

4 8 5

81 , 0 10 10 4 , 0

10 2 10 5 , 2 10 5 ) cos (

l P P

R

(2)H’ =

P

P P

n H n

1 '

1 ' 1

1 ) 1 (

' 1

H

Câu 21 Điên áp giữa 2 cực của máy phát điện cần tăng lên bao nhiêu lần để công suất hao phí

giảm 100 lần với điều kiện công suất truyền đến tải tiêu thu không đổi và khi chưa tăng thi độ giảmđiện áp trên đường dây bằng 15% điện giữa hai cực máy phát Coi cường độ dòng điện luôn cùngpha với điện áp

A 10 lần B 8,515 lần C 10,515 lần D Đáp án khác

Trang 10

Công suất hao phí khi chưa tăng điện áp

0,15U P

Câu 22.Đoạn mạch xoay chiều AB gồm điện trở R nối tiếp cuộn dây thuần cảm có L thay đổi được,

1 2

1 L Z L Z L Z L

U Z

R

U Z

1 2

2 L Z L Z L Z L

U Z

R

U Z

1

L L L

L Z Z Z

UZ



)( 1 12

2

L L L

L Z Z Z

Trang 11

Câu 23 Mạch điện xoay chiều gồm biến trở mắc nối tiếp với cuộn dây thuần cảm và tụ điện Mắc

vào mạch điện này một hiệu điện thế xoay chiều ổn định Người ta điều chỉnh giá trị của biến trởđến khi công suất của mạch điện là 100căn3 W thì khi đó dòng điện trễ pha so với hiệu điện thế 2đầu đoạn mạch góc pi/3 Tiếp tục điều chỉnh giá trị của biến trở tới khi công suât mạch đạt giá trịcực đại Giá trị cực đại đó bằng bao nhiêu

Câu 24 Đặt điện áp xoay chiều u = 100 2cos(t) V vào hai đầu mạch gồm điện trở R nối tiếp với

trên tụ là

R U I R

đoạn nguyên tụ C:

Câu 25.Mạch điện xoay chiều RLC ghép nối tiếp, đặt vào hai đầu mạch một điện áp u = U0cos t

Giải

Trang 12

Câu 26 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U=100V vào 2 đầu doạn mạch AB Đoạn

mạch AB gồm 2 đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM gồm có điện trở thuần R và cuộn cảm thuần L; đoạn mạch MB có điện trở thuần R và tụ điện C Biết điện áp hiệu dụng ở 2 đầu đoạn AM và MB lần lượt là 60V và 80V Tìm hệ số công suất của đoạn mạch AB?

602

Câu 27 Đoạn mạch gồm 2 đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp Đoạn AM gồm điện trở thuần R1

Giải

Dùng máy tính để suy ra biểu thức của UAB khi đó có ngay công suất

Câu 28.Một máy biến thế lõi đối xứng gồm 3 nhánh có tiết diện bằng nhau, hai nhánh được cuốn 2

cuộn dây Khi mắc một hiệu điện thế xoay chiều vào một cuộn thì đường sức do nó sinh ra không bịthoát ra ngoài và được chia đều cho 2 nhánh còn lại Khi mắc cuộn 1 vào một hiệu điện thế xoay

cuộn dây không đáng kể

Trang 13

Với 1 và 2 là từ thông cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp, với 1

qua cuộn thứ cấp đã chia đều cho hai nhánh còn lại)

Câu 29 Một máy phát điện xoay chiều một pha tốc độ của rôto có thể thay đổi được Bỏ qua điện

trở của các dây quấn máy phát Nối hai cực của máy phát điện đó với một đoạn mạch AB gồm điệntrở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Khi rôto của

đến đấy nhìn vào đáp án có ngay D.nếu làm tự tuận thì sử

dụng nốt dữ kiện cuối cùng là OK

Câu 30 Một đoạn mạch AB gồm cuộn cảm thuần độ tự cảm L, điện trở thuần R và tụ điện có điện

dung C thay đổi được theo thứ tự đó mắc nối tiếp M và N lần lượt là điểm nối giữa L và R; giữa R

hai điểm AN lệch pha

2



Trang 14

Câu 31: Đặt điện áp u U 0cost vào 2 đầu cuộn cảm thuần có L H

3

1

Tìm ω

Giải

Do mạch chỉ có L nên u và I luôn vuông pha nhau Phương trình của i có dạng

t I

100 5

, 2

1 100

3 5 , 2

2 0 2

0

2 0 2

0

U I



V U

I

200 5

0 0

L Z

Câu 32 Ba điện trở giống nhau đấu hình sao và nối vào nguồn ổn định cũng đấu hình sao nhờ các

đường dây dẫn Nếu đổi cách đấu ba điện trở thành tam giác (nguồn vẫn đấu hình sao) thì cường độdòng điện hiệu dụng qua mỗi đường dây dẫn:

A tăng 3 lần B tăng 3 lần C giảm 3 lần D giảm 3 lần

Câu 33 Trong giờ thực hành một học sinh mắc nối tiếp một quạt điện xoay chiều với điện trở R,

rồi mắc vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 380V Biết quạt có các giá trị địnhmức 220V – 88W Khi hoạt động đúng công suất định mức thì độ lệch pha giữa điện áp hai đầuquạt và dòng điện qua nó là , với cos = 0,8 Để quạt hoạt động đúng công suất thì R =?

Giải:

Trang 15

Câu 34 Đoạn mạch R, L(thuần cảm) và C nối tiếp được đặt dưới điện áp xoay chiều không đổi, tần

còn cường độ dòng điện hiệu dụng không thay đổi Hệ số công suất của mạch khi

A 0,8642 B 0,9239 C 0,9852 D 0,8513.

Giải:

Câu 35 Một cuộn dây không thuần cảm nối tiếp với tụ điện C trong mạch xoay chiều có điện áp

Giải:

Câu 36 Mạch điện xoay chiều R, L, C mắc nối tiếp Điện áp ở hai

điện hiệu dụng đều nhỏ hơn cường độ hiệu dụng cực đại n lần (n >

Trang 16

Bài giải:

Câu 37 Một người định cuốn một biến thế từ hiệu điên thế U1 = 110V lên 220V với lõi khôngphân nhánh, không mất mát năng lượng và các cuộn dây có điện trở rất nhỏ , với số vòng các cuộnứng với 1,2 vòng/Vôn Người đó cuốn đúng hoàn toàn cuộn thứ cấp nhưng lại cuốn ngược chiềunhững vòng cuối của cuộn sơ cấp Khi thử máy với nguồn thứ cấp đo được U2 = 264 V so với cuộn

n N

(2)

Câu 38 Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa, ở cuối nguồn không dùng máy hạ thế Cần phải

tăng điện áp của nguồn lên bao nhiêu lần để giảm công suất hao phí trên đường dây 100 lần nhưngvẫn đảm bảo công suất nơi tiêu thụ nhận được là không đổi Biết điện áp tức thời u cùng pha vớidòng điện tức thời i và ban đầu độ giảm điện áp trên đường dây bằng 10% điện áp của tải tiêu thụ

A 9,1 lần B 10 lần C 10 lần D 9,78 lần.

Công suất hao phí khi chưa tăng điện áp và khi tăng điện áp

Độ giảm điện áp trên đường dây khi chưa tăng điện áp

Trang 17

Mặt khác P1 = 2

1

2 1

2 1 2 1

P U

1

1 1

P

P P

P

P U

U

:

Câu 39 Đặt vào hai đầu mạch điện gồm hai phần tử R và C với R = 100 một nguồn điện tổng hợp

có biểu thức u = 100 + 100cos(100t + /4) (V) Tính công suất tỏa nhiệt trên điện trở:

A 50W B 200W C 25W, D, 150W

Giải: Nguồn điên tổng hợp gồm nguồn điện một chiều có U1chieu = 100V và nguồn điện xoay chiều

Do đó công suất tỏa nhiệt trên R < Pmax (do Z > R)

= 50W Chọn đáp án C: P = 25W.

Câu 40: Một mạch tiêu thụ điện là cuộn dây có điện trở thuần r= 8ôm,tiêu thụ công suất P=32W

với hệ số công suất cos=0,8 Điện năng được đưa từ máy phát điện xoay chiều 1 pha nhờ dây dẫncó điện trở R= 4ôm.Điện áp hiệu dụng 2 đầu đường dây nơi máy phát là

20

2

20 = 10

Câu 41 Cho đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp.Đặt vào 2 đầu mạch 1 điện áp xoay chiều có

cuộn cảm thuần đạt cực đại Khi tần số của điện áp 2 đầu mạch là f = 50Hz thì điện áp 2 đầu cuộn

)

1 (

C L R

L U

Trang 18

2 2

) 1 (

C L R

1 '

(

'

C L R

(

C L R



 

C L R

2 0 2

Câu 42 Cho đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM nt với MB Biết đoạn AM gồm R nt với C và

MB có cuộn cảm có độ tự cảm L và điện trở r Đặt vào AB một điện áp xoay chiều u = U 2 cosωt

số công suất của đoạn mạch có giá trị là

2

C R

U   = I2(R2 +ZC2)

2 2

2

L r

L R MB

U

2

3

Câu 43 Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa, ở cuối nguồn không dùng máy hạ thế Cần phải

tăng điện áp của nguồn lên bao nhiêu lần để giảm công suất hao phí trên đường dây 100 lần nhưng

Trang 19

vẫn đảm bảo công suất nơi tiêu thụ nhận được là không đổi Biết điện áp tức thời u cùng pha vớidòng điện tức thời i và ban đầu độ giảm điện áp trên đường dây bằng 10% điện áp của tải tiêu thụ

Giải

Vì điện áp cùng pha với cường độ dòng điện => cos = 1

hao phí đường dây



Câu 44 Đặt một điện áp u U 2 osc t(U, ω không đổi) vào đoạn mạch AB nối tiếp Giữa hai

đồng thời có biến trở R tiêu thụ công suất cực đại và thêm bất kỳ tụ điện C’ nào vào đoạn NB dù

A 21; 120 B 128; 120 C 128; 200 D 21; 200

2

)(

)(R r Z L Z C

R U





r R

Z Z r R

(  

=

L Z

r

R )2

( 

Câu 45 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng là 60V vào 2 đầu mach R,L,C nối tiếp thì

4

cos(

0

12

cos(

0

2

1 Z R (Z L Z C) R Z L

L C C



Định dạng
Số trang	31
Dung lượng	1,5 MB