chuyên đề ôn thi đại học môn vật lý phần điện xoay chiều

Giá trị của cường độ hiệu dụng được tính bởi công thức I  2I0, trong đó I là cường độ cực đại 0 của dòng điện xoay chiều.. Trong khoảng thời gian từ 0 s đến 0,01 s, cường độ tức thời củ

Trang 1

Kiến thức trọng tõm mụn Vật Lý 12 Biờn soạn: Đinh Hoàng Minh Tõn

“Thiờn tài: 99% là nhờ mồ hụi và nước mắt, chỉ cú 1% là bẩm sinh” - 1 -

Chuyên đề 1 :

ĐẠI CƯƠNG VỀ DềNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

A Tóm tắt lí thuyết

I Suất điện động xoay chiều

Cho một khung dõy dẫn phẳng quay đều với tốc độ gúc ω

quanh một trục ∆ vuụng gúc với cỏc đường sức của một từ trường

Từ đú hỡnh thành trong mạch một dũng điện biến thiờn điều

hũa với tần số  gọi là dũng điện xoay chiều Khi khung dõy quay

một vũng (một chu kỡ) dũng điện trong khung dõy đổi chiều 2 lần

1 Từ thụng: gởi qua khung dõy dẫn gồm N vũng dõy cú diện

tớch S quay trong từ trường đều B



Giả sử tại t = 0,  n B   ,   

thỡ :

)cos(

)

Với :  = NBS là từ thụng cực đại ; ω là tần số gúc bằng tốc độ quay của khung (rad/s)

Đơn vị:  : Vờbe (Wb) ; N : vũng ; B : Tesla (T) ; S : m2

2 Suất điện động xoay chiều tức thời:

2cos

)sin(

II Điện ỏp xoay chiều - Dũng điện xoay chiều

1 Biểu thức điện ỏp tức thời: nếu nối hai đầu khung dõy với mạch ngoài thành mạch kớn thỡ biểu

thức điện ỏp tức thời ở mạch ngoài là: u = e – ir

Xem khung dõy cú r2  0 thỡ ueE0cos t0

Tổng quỏt: uU0cos( t u)

2 Biểu thức cường độ dũng điện tức thời: iI0cos( t i)

3 Độ lệch pha giữa điện ỏp u và cường độ dũng điện i

Đại lượng:  u  i gọi là độ lệch pha của u so với i

Nếu φ > 0 thỡ u sớm pha (nhanh pha) so với i

Nếu φ < 0 thỡ u trễ pha (chậm pha) so với i

Nếu φ = 0 thỡ u đồng pha (cựng pha) với i

III Giỏ trị hiệu dụng

B



Khi khung dõy quay đều trong từ trường, trong khung dõy xuất hiện suất điện động xoay chiều

B

U



Trang 2

Dũng điện xoay chiều cũng cú tỏc dụng toả nhiệt như dũng điện một chiều Xột về mặt toả nhiệt trong một thời gian dài thỡ dũng điện xoay chiều iI0cos( t i) tương đương với dũng điện một chiều khụng đổi cú cường độ bằng

2

0

I

“ Cường độ hiệu dụng của dũng điện xoay chiều bằng cường độ của một dũng điện khụng đổi, nếu cho

hai dũng điện đú lần lượt đi qua cựng một điện trở trong những khoảng thời gian bằng nhau đủ dài thỡ nhiệt lượng toả ra bằng nhau Nú cú giỏ trị bằng cường độ cực đại chia cho 2 ”

Cỏc giỏ trị hiệu dụng của dũng điện xoay chiều: I =

* Lý do sử dụng cỏc giỏ trị hiệu dụng của dũng điện xoay chiều :

- Khi sử dụng dũng điện xoay chiều, ta khụng cần quan tõm đến cỏc giỏ trị tức thời của i và u vỡ chỳng biến thiờn rất nhanh, ta cần quan tõm tới tỏc dụng của nú trong một thời gian dài

- Tỏc dụng nhiệt của dũng điện tỉ lệ với bỡnh phương cường độ dũng điện nờn khụng phụ thuộc vào chiều dũng điện

- Ampe kế đo cường độ dũng điện xoay chiều và vụn kế đo điện ỏp xoay chiều dựa vào tỏc dụng nhiệt của dũng điện nờn gọi là ampe kế nhiệt và vụn kế nhiệt, số chỉ của chỳng là cường độ hiệu dụng và điện

ỏp hiệu dụng của dũng điện xoay chiều

B Phân dạng và phương pháp giải bài tập

Dạng 1: XÁC ĐỊNH SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG Phương phỏp:

Thụng thường bài tập thuộc dạng này yờu cầu ta tớnh từ thụng, suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dõy quay trong từ trường Ta sử dụng cỏc cụng thức sau để giải:

- Tần số gúc: 2 n o, Với no là số vũng quay trong mỗi giõy bằng tần số dũng điện xoay chiều

- Biểu thức từ thụng:  cos( t), Với  = NBS

- Biểu thức suất điện động: eE0sin t, Với Eo = NBS ;     B n ,

của diện tớch S của khung dõy cựng chiều với vectơ

cảm ứng từ B

và chiều dương là chiều quay của khung dõy

a) Viết biểu thức xỏc định từ thụng qua khung dõy

b) Viết biểu thức xỏc định suất điện động e xuất hiện trong khung dõy

c) Vẽ đồ thị biểu diễn sự biến đổi của e theo thời gian

Bài giải :

a) Tại thời điểm ban đầu t = 0, vectơ phỏp tuyến n

của diện tớch S của khung dõy cú chiều trựng với

chiều của vectơ cảm ứng từ B

của từ trường => Biểu thức của từ thụng qua khung dõy là :

)100cos(

05,0)

Trang 3

Kiến thức trọng tâm môn Vật Lý 12 Biên soạn: Đinh Hoàng Minh Tân

“Thiên tài: 99% là nhờ mồ hôi và nước mắt, chỉ có 1% là bẩm sinh” - 3 -

2100cos

1 Ta sử dụng tính chất hình chiếu của một chất điểm chuyển động tròn đều lên một đường thẳng nằm

trong mặt phẳng quỹ đạo là một dao động điều hoà với cùng chu kì để giải các dạng toán này

2 Tính thời gian đèn huỳnh quang sáng và tắt :

Khi đặt điện áp u = U0cos(t + u) vào hai đầu bóng đèn, biết đèn chỉ sáng lên khi u ≥ U1

Bài 1 : Biểu thức cường độ dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch là iI0cos(100 t)(A) Tính

từ lúc 0 s, xác định thời điểm đầu tiên mà dòng điện có cường độ tức thời bằng cường độ hiệu dụng

Bài giải : Sử dụng đường tròn ta có:

400

1100.44

U c

Trang 4

Bài 2 : Tại thời điểm t, điện áp 200 2 cos(100 )

2

u  t (trong đó u tính bằng V, t tính bằng s) có giá trị

100 2 V và đang giảm Sau thời điểm đó 1

300s , điện áp này có giá trị bao nhiêu ?

Bài giải : Sử dụng góc quét    t  để giải dạng toán này, ta được u = 100 2 V

Bài 3 : Một đèn neon đặt dưới điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U 127( )V và tần số f  50 Hz( ) Biết đèn chỉ sáng lên khi điện áp giữa hai cực của nó không nhỏ hơn 90 V Tính thời gian đèn sáng trong mỗi phút

Bài giải : Sử dụng công thức tính thời gian đèn sáng trong một phút ta có: t = 30s

Dạng 3: TÍNH ĐIỆN LƯỢNG CHUYỂN QUA TIẾT DIỆN CỦA DÂY SAU THỜI GIAN t Phương pháp:

( )

1

t dq

cos

điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn đoạn mạch trong thời gian:

a) một phần tư chu kì, tính từ thời điểm 0 s

b) một phần hai chu kì, tính từ thời điểm 0 s

2cos

2

0 0

4 0 0 4

0

T I t T

T I dt t T I

dt t T I

q

T T

2cos

2 0 0

2 0 0 2

T

t T

T I dt t T I

dt t T I



C C©u hái vµ bµi tËp tr¾c nghiÖm ¸p dông

Câu 1: Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều dựa trên

Câu 2: Khung dây kim loại phẳng có diện tích S, có N vòng dây, quay đều với tốc độ góc ω quanh trục

vuông góc với đường sức của một từ trường đều B

Chọn gốc thời gian t = 0 s là lúc pháp tuyến n 

của

khung dây có chiều trùng với chiều của vectơ cảm ứng từ B

Biểu thức xác định từ thông qua khung dây là

A   NBS sin( t  ) B   NBS cos( t  ) C    NBS sin( t  ) D    NBS cos( t  )

Câu 3: Khung dây kim loại phẳng có diện tích S = 50 cm2, có N = 100 vòng dây, quay đều với tốc độ 50 vòng/giây quanh trục vuông góc với đường sức của một từ trường đều B = 0,1 T Chọn gốc thời gian t = 0

s là lúc pháp tuyến n

của khung dây có chiều trùng với chiều của vectơ cảm ứng từ B

Biểu thức xác định từ thông qua khung dây là

A  0,05sin(100 t)(Wb) B  500sin(100 t)(Wb)

Trang 5

C  0,05cos(100 t)(Wb) D  500cos(100 t)(Wb)

Câu 4: Khung dây kim loại phẳng có diện tích S, có N vòng dây, quay đều với tốc độ góc ω quanh trục

vuông góc với đường sức của một từ trường đều B

Chọn gốc thời gian t = 0 s là lúc pháp tuyến n 

của

khung dây có chiều trùng với chiều của vectơ cảm ứng từ B

Biểu thức xác định suất điện động cảm ứng

e xuất hiện trong khung dây là

A e NBS sin( t  ) B e NBS cos( t  ) C e NBS sin( t  ) D e NBS cos( t  )

Câu 5: Khung dây kim loại phẳng có diện tích S = 100 cm2, có N = 500 vòng dây, quay đều với tốc độ 3

000 vòng/phút quanh quanh trục vuông góc với đường sức của một từ trường đều B = 0,1 T Chọn gốc thời gian t = 0 s là lúc pháp tuyến n

của khung dây có chiều trùng với chiều của vectơ cảm ứng từ B

Biểu thức xác định suất điện động cảm ứng e xuất hiện trong khung dây là

A e 15,7sin(314t)(V) B e 157sin(314t)(V)

C e 15,7cos(314t)(V) D e 157cos(314t)(V)

Câu 6: Khung dây kim loại phẳng có diện tích S = 40 cm2, có N = 1 000 vòng dây, quay đều với tốc độ 3

000 vòng/phút quanh quanh trục vuông góc với đường sức của một từ trường đều B = 0,01 T Suất điện động cảm ứng e xuất hiện trong khung dây có trị hiệu dụng bằng

Câu 7: Cách nào sau đây không thể tạo ra một suất điện động xoay chiều (suất điện động biến đổi điều

hoà) trong một khung dây phẳng kim loại ?

A Làm cho từ thông qua khung dây biến thiên điều hoà

B Cho khung dây quay đều trong một từ trường đều quanh một trục cố định nằm trong mặt phẳng

khung dây và vuông góc với đường sức từ trường

C Cho khung dây chuyển động thẳng đều theo phương cắt các đường sức từ trường của một từ trường

đều

D Cho khung dây quay đều trong lòng của một nam châm vĩnh cửu hình chữ U (nam châm móng

ngựa) xung quanh một trục cố định nằm trong mặt phẳng khung dây và vuông góc với đường sức từ trường của nam châm

Câu 8: Phát biểu nào sau đây là đúng nhất khi nói về điện áp dao động điều hoà (gọi tắt là điện áp xoay

chiều) ?

A Điện áp dao động điều hòa là một điện áp biến thiên đều đặn theo thời gian

B Biểu thức điện áp dao động điều hoà có dạng uU0cos( t u), trong đó U , 0  là những hằng

số, còn  u là hằng số phụ thuộc vào điều kiện ban đầu

C Điện áp dao động điều hòa là một điện áp tăng giảm đều đặn theo thời gian

D Điện áp dao động điều hòa là một điện áp biến thiên tuần hoàn theo thời gian

Câu 9: Phát biểu nào sau đây là đúng nhất khi nói về dòng điện xoay chiều hình sin ?

A Cường độ biến đổi tuần hoàn theo thời gian

B Chiều dòng điện thay đổi tuần hoàn theo thời gian

C Chiều và cường độ thay đổi đều đặn theo thời gian

D Chiều thay đổi tuần hoàn và cường độ biến thiên điều hoà theo thời gian

Câu 10: Phát biểu nào sau đây là đúng nhất khi nói về dòng điện xoay chiều hình sin ?

Dòng điện xoay chiều hình sin có

A cường độ biến thiên tuần hoàn theo thời gian

B cường độ biến thiên điều hoà theo thời gian

C pha biến thiên tuần hoàn theo thời gian

D chiều dòng điện biến thiên điều hoà theo thời gian

Câu 11: Phát biểu nào sau đây là không đúng khi nói về dòng điện xoay chiều hình sin ?

Trang 6

Dòng điện xoay chiều hình sin có

A chiều thay đổi tuần hoàn theo thời gian

B cường độ biến thiên điều hoà theo thời gian

C cường độ trung bình trong một chu kì là khác không

D cường độ hiệu dụng bằng cường độ cực đại chia cho 2

Câu 12: Khi có một dòng điện xoay chiều hình sin iI0cos( t) chạy qua một điện trở thuần R trong thời gian t khá lớn (

Câu 14: Một dòng điện xoay chiều đi qua điện trở R = 25 Ω trong thời gian t = 120 s thì nhiệt lượng toả ra

trên điện trở là Q = 6 000 J Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều này là

Câu 15: Xét về tác dụng toả nhiệt trong một thời gian dài thì dòng điện xoay chiều hình sin

)cos(

Câu 17: Chọn phát biểu đúng khi nói về cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều

A Cường độ hiệu dụng đo được bằng ampe kế một chiều

B Giá trị của cường độ hiệu dụng đo được bằng ampe kế xoay chiều

C Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều bằng cường độ dòng điện không đổi

D Giá trị của cường độ hiệu dụng được tính bởi công thức I  2I0, trong đó I là cường độ cực đại 0

của dòng điện xoay chiều

Câu 18: Một dòng điện xoay chiều hình sin có biểu thức ( )

3100

B Chu kì của dòng điện là 0,02 s

C Biên độ của dòng điện là 1 A

D Cường độ hiệu dụng của dòng điện là 2 A

3100cos

   , t tính bằng giây (s) Trong giây

đầu tiên tính từ 0 s, dòng điện xoay chiều này đổi chiều được mấy lần ?

Trang 7

3100cos2

2100cos2

Câu 22: Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có biểu thức i 2 2cos100 t(A), t tính bằng giây (s) Vào thời điểm t =

300

1

s thì dòng điện chạy trong đoạn mạch có cường độ tức thời bằng bao nhiêu

và cường độ dòng điện đang tăng hay đang giảm ?

Câu 23: Giá trị của điện áp hiệu dụng trong mạng điện dân dụng ở nước ta

C thay đổi từ - 220 V đến + 220 V D thay đổi từ - 110 V đến + 110 V

Câu 24: Điện áp giữa hai đầu một đoạn mạch có biểu thức u110 2cos(100 t)(V), t tính bằng giây (s)

Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu của đoạn mạch này là

Câu 25: Vôn kế và ampe kế xoay chiều là những dụng cụ dùng để đo

A giá trị tức thời của điện áp và cường độ dòng điện xoay chiều

B giá trị trung bình của điện áp và cường độ dòng điện xoay chiều

C giá trị cực đại của điện áp và cường độ dòng điện xoay chiều

D giá trị hiệu dụng của điện áp và cường độ dòng điện xoay chiều

Câu 26: Dòng điện chạy qua một đoạn mạch có biểu thức iI0cos(100 t0,5), t tính bằng giây (s) Trong khoảng thời gian từ 0 (s) đến 0,01 (s), cường độ tức thời của dòng điện có giá trị bằng 0,5I 0 vào những thời điểm

Câu 28: Điện áp xoay chiều giữa hai đầu một đoạn mạch biến đổi điều hoà theo thời gian được mô

tả bằng đồ thị ở hình dưới đây Biểu thức điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch này là

Trang 8

3

2100cos

Câu 31: Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có cường độ biến đổi điều hoà theo thời

gian được mô tả bằng đồ thị ở hình dưới đây Biểu thức cường độ tức thời của dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch điện này là

3

2100cos

Trang 9

Câu 32: Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có biểu thức i 2cos120 t(A), t tính bằng

giây (s) Trong giây đầu tiên tính từ thời điểm 0 s, dòng điện có cường độ bằng không được mấy lần ?

Câu 37: Hình bên là đồ thị biểu diễn sự biến

đổi của điện áp giữa hai đầu một đoạn mạch

xoay chiều và cường độ dòng điện chạy trong

đoạn mạch đó theo thời gian Kết luận nào sau

đây là đúng khi nói về độ lệch pha giữa u (t) và

Câu 38: Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có biểu thức i0,5cos100 t(A), t tính bằng

giây (s) Tính từ lúc 0 s , dòng điện có cường độ bằng không lần thứ ba vào thời điểm ( )

0

Trang 10

5

s

2100cos2

i đều có cùng giá trị tức thời là 0,5 2I nhưng một dòng điện đang giảm, còn một 0

dòng điện đang tăng Kết luận nào sau đây là đúng ?

A Hai dòng điện dao động cùng pha

B Hai dòng điện dao động ngược pha

C Hai dòng điện dao động lệch pha nhau góc 1200

D Hai dòng điện dao động vuông pha (lệch pha nhau góc 900)

Câu 42: Vào cùng một thời điểm nào đó, hai dòng điện xoay chiều i1 I0cos( t1) và

2100cos2

bằng giây (s) Vào một thời điểm nào đó, dòng điện đang có cường độ tức thời bằng 2 2(A) thì sau đó

ít nhất là bao lâu để dòng điện có cường độ tức thời bằng 6 A ? ( )

Trang 11

Z

U

I0  0hoặc

L

L L

Z

U

I0  0hoặc

C

C C

Giản đồ vectơ : Giản đồ vectơ : Giản đồ vectơ :

- Điện trở R, đơn vị Ôm (Ω) - Cảm kháng ZL = Lω, đơn

vị Ôm (Ω)

- Dung kháng

 C

Z C  1 , đơn vị Ôm (Ω)

- Điện áp giữa hai đầu

điện trở thuần biến thiên

điều hoà cùng pha với dòng điện

- Điện áp giữa hai đầu cuộn

dây thuần cảm biến thiên

điều hoà sớm pha hơn dòng điện góc

2



- Điện áp giữa hai đầu

tụ điện biến thiên điều

hoà trễ pha hơn dòng điện góc





Trang 12

- Hệ số tự cảm của cuộn dây: L = 4.10-7 n2.V với n N

l

 là số vòng dây trên đơn vị chiều

dài ; V = S.l là thể tích ống dây

- Khi đặt điện áp uU 2 cos tvào hai đầu một cuộn cảm thuần (hoặc tụ điện) thì cường

độ dòng điện qua nó có giá trị hiệu dụng là I Tại thời điểm t, điện áp ở hai đầu cuộn cảm thuần (hoặc tụ điện) là u và cường độ dòng điện qua nó là i Hệ thức liên hệ giữa các đại lượng là :

100cos(

2

u  Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều chạy trong đoạn mạch đo được

bằng ampe kế xoay chiều là I = 2 A

a) Xác định độ tự cảm L của cuộn dây

b) Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây

c) Tính cường độ dòng điện qua cuộn dây vào thời điểm

b) Biên độ của dòng điện xoay chiều là :I0  I 22 2 A

Dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây thuần cảm biến đổi điều hoà cùng tần số và trễ pha góc 2



so với điện áp nên biểu thức cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây là : ( )

2100cos2

3.100cos2

Trang 13

Bài 3: Đặt điện áp xoay chiều tần số 50Hz vào hai đầu một tụ điện Tại thời điểm t1 điện áp giữa hai đầu

tụ điện là 65V thì cường độ dòng điện trong mạch là 0,15A Tại thời điểm t2 điện áp giữa hai đầu tụ điện

là 63V thì cường độ dòng điện trong mạch là 0,25A Tính điện dung của tụ

b) Viết biểu thức điện áp giữa hai đầu điện trở thuần R

Bài 2: Đặt điện áp u = U0cost vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự cảm L Tại thời điểm điện áp giữa hai đầu cuộn cảm có độ lớn cực đại thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm bằng bao nhiêu ?

Bài 3: Đặt điện áp xoay chiều 0cos 100 ( )

(3100

a) Viết biểu thức điện áp giữa hai đầu cuộn dây thuần cảm này

b) Tính điện áp giữa hai đầu cuộn dây vào thời điểm

600

1



Bài 5 : Một đoạn mạch điện xoay chiều chỉ chứa một

trong ba phần tử điện : điện trở thuần, cuộn dây thuần

cảm, tụ điện Hình bên là đồ thị biểu diễn sự biến đổi

theo thời gian của điện áp giữa hai đầu đoạn mạch và

cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch điện đó

Đoạn mạch điện này chứa phần tử điện nào ?

i, u

t

0

Trang 14

D Bµi tËp tr¾c nghiÖm

Câu 1: Chọn phát biểu đúng khi nói về đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần R

A Dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở luôn có pha ban ban đầu bằng không

B Dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở luôn cùng pha với điện áp xoay chiều giữa hai đầu điện trở

C Nếu điện áp ở hai đầu điện trở có biểu thức dạng 

u thì biểu thức cường độ dòng

điện chạy qua điện trở R có dạng 0cos( )

t R

u  thì cường độ dòng điện chạy qua điện trở có biểu thức iI 2cos( t i), trong đó I

và  i được xác định bởi các hệ thức tương ứng là

i Biểu thức điện áp xoay chiều giữa hai đầu điện trở thuần R là

bằng giây (s) Kết luận nào sau đây là không đúng ?

A Dòng điện xoay chiều chạy qua hai điện trở thuần cùng pha với nhau

B Dòng điện xoay chiều chạy qua hai điện trở thuần có cùng cường độ hiệu dụng I = 2 A

C Dòng điện xoay chiều chạy qua hai điện trở thuần có biểu thức i2 2sin(100 t)(A)

D Dòng điện xoay chiều chạy qua hai điện trở thuần R1 và R2 có cường độ cực đại lần lượt là I01 = 2

6 A và I02 = 3 2 A

Câu 5: Đặt vào giữa hai đầu một đoạn mạch điện chỉ có điện trở thuần R = 220 Ω một điện áp xoay chiều

3100cos2

Trang 15

3100cos

   , t tính bằng giây (s) Kết luận nào sau đây là không đúng ?

A Dòng điện xoay chiều chạy qua hai điện trở cùng pha với nhau và cùng pha với điện áp đặt vào hai

Câu 8: Hai bóng đèn điện như nhau có cùng số ghi 110 V – 75 W được mắc nối tiếp nhau rồi mắc vào

điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 220 V và tần số f = 50 Hz Xem dây tóc bóng đèn chỉ có tác

dụng như một điện trở thuần Chọn gốc thời gian là lúc dòng điện qua hai bóng đèn có cường độ tức thời cực đại Biểu thức cường độ tức thời của dòng điện xoay chiều chạy qua hai bóng đèn là

2100cos682

Câu 9: Hai bóng đèn điện như nhau có cùng số ghi 220 V – 25 W được mắc song song nhau rồi mắc vào

điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 220 V và tần số f = 50 Hz Xem dây tóc bóng đèn chỉ có tác

dụng như một điện trở thuần Chọn gốc thời gian là lúc dòng điện qua hai bóng đèn có cường độ tức thời cực đại Biểu thức cường độ tức thời của dòng điện xoay chiều chạy qua mỗi bóng đèn là

A i0,114cos100 t(A) B i0,161cos100 t(A)

2100cos227

Câu 10: Một bóng đèn điện có ghi 220 V – 100 W được dùng với dòng điện xoay chiều tần số f = 50 Hz

Xem dây tóc bóng đèn chỉ có tác dụng như một điện trở thuần Cho biết đèn sáng bình thường Chọn gốc thời gian là lúc điện áp tức thời giữa hai đầu bóng đèn bằng không và ngay sau đó thì điện áp tức thời có giá trị dương Biểu thức cường độ tức thời của dòng điện xoay chiều chạy qua bóng đèn là

Trang 16

2100cos455

Câu 11: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về đặc điểm của cuộn dây thuần cảm ?

A Cuộn dây thuần cảm cho dòng điện một chiều đi qua nhưng không cho dòng điện xoay chiều đi qua

B Cuộn dây thuần cảm cho dòng điện xoay chiều đi qua nên nó không có tính cản trở dòng điện xoay

A lớn khi tần số của dòng điện nhỏ B nhỏ khi tần số của dòng điện lớn

C lớn khi tần số của dòng điện lớn D không phụ thuộc tần số của dòng điện

Câu 13: Sự phụ thuộc của cảm kháng ZL của cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L không đổi vào tần

số f của dòng điện xoay chiều hình sin chạy qua cuộn dây được diễn tả bởi đồ thị ở hình nào sau đây

Câu 15: Trong đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L, điện áp giữa hai

đầu cuộn dây có biểu thức uU0cos( t) thì cường độ điện chạy qua đoạn mạch có biểu thức

)cos(

Câu 16: Đặt vào giữa hai đầu một đoạn mạch điện chỉ có cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L một điện

áp xoay chiều có biểu thức uU0cos( t) thì dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch có biểu thức

Trang 17

chạy qua đoạn mạch có biểu thức

2100cos22,

   , t tính bằng giây (s) Dòng điện xoay

chiều chạy qua đoạn mạch có biểu thức

6100cos22

   , t tính bằng giây (s) Biểu thức điện áp xoay chiều giữa hai

đầu đoạn mạch này là

3100cos

   , t tính bằng giây (s) Mắc ampe kế xoay chiều nối tiếp vào đoạn mạch thì

ampe kế chỉ 2 A Độ tự cảm của cuộn dây này là

Câu 21: Phát biểu nào sau đây là không đúng khi nói về đặc điểm của tụ điện ?

A Tụ điện không cho dòng điện một chiều đi qua nhưng cho dòng điện xoay chiều “đi qua”

B Tụ điện cho dòng điện xoay chiều “đi qua” nên nó không có tính cản trở dòng điện xoay chiều

C Tụ điện có cản trở dòng điện xoay chiều, dòng điện xoay chiều có tần số càng lớn thì bị cản trở càng

ít

D Tụ điện có cản trở dòng điện xoay chiều, dòng điện xoay chiều có tần số càng nhỏ thì bị cản trở

càng nhiều

Trang 18

Câu 22: Đặt một điện áp xoay chiều hình sin u U0cos( t) vào hai đầu một đoạn mạch chỉ có tụ điện Nếu điện dung của tụ điện không đổi thì dung kháng của tụ điện

A lớn khi tần số của dòng điện lớn B nhỏ khi tần số của dòng điện lớn

C nhỏ khi tần số của dòng điện nhỏ D không phụ thuộc tần số của dòng điện

Câu 23: Xét công thức tính dung kháng ZC của tụ điện có điện dung C không đổi với dòng điện xoay chiều có tần số f thay đổi được :

Câu 24: So với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch, dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch chỉ có tụ điện

biến đổi điều hoà

Câu 25: Đặt vào hai đầu một tụ điện một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi và tần số 50

Hz thì cường độ hiệu dụng qua tụ là 2 A Để cường độ hiệu dụng qua tụ bằng 1 A thì tần số dòng điện là

Câu 26: Trong đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện có điện dung C, điện áp giữa hai đầu tụ điện có

biểu thức uU0cos( t) thì cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch có biểu thức iI 2cos( t i), trong đó I và  i được xác định bởi các hệ thức

C

U I

I   và

2



 i 

Câu 27: Đặt vào giữa hai đầu một đoạn mạch điện chỉ có tụ điện có điện dung C một điện áp xoay chiều

có biểu thức uU0cos( t) thì dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch có biểu thức

100cos(

2

u  , t tính bằng giây (s) Dòng điện chạy qua đoạn mạch có cường độ hiệu dụng I =

2 A Điện dung C của tụ điện này là

Trang 19

Câu 29: Đặt vào giữa hai đầu một đoạn mạch điện chỉ có tụ điện có điện dung

đoạn mạch có biểu thức

2100cos22,

(3100

10



C F mắc nối tiếp với

một tụ điện có điện dung



3

10

U L

0

U L

Trang 20

Chuyên đề 3:

MẠCH R, L, C KHễNG PHÂN NHÁNH

A Tóm tắt lí thuyết

1 Giản đồ Fre-nen:

Việc tổng hợp cỏc vectơ quay cú thể tiến hành theo quy tắc hỡnh bỡnh hành hoặc theo quy tắc

đa giỏc Cỏc giản đồ ở cỏc hỡnh sau vẽ cho trường hợp: U L > U C

- Tổng hợp cỏc vectơ theo quy tắc

hỡnh bỡnh hành:

- Tổng hợp cỏc vectơ theo quy tắc đa giỏc:

2 Biểu thức định luật ễm cho đoạn mạch RLC nối tiếp Tổng trở của mạch

- Điện ỏp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch: U U2 U U 2

- Nếu đoạn mạch cú tớnh dung khỏng, tức là Z L Z C thỡ  < 0, cường độ dũng điện sớm pha

so với điện ỏp giữa hai đầu đoạn mạch

Chỳ ý: nếu trong mạch khụng cú dụng cụ nào thỡ coi như điện trở của nú bằng khụng

4 Cụng suất của dũng điện xoay chiều - Hệ số cụng suất

- Cụng suất tiờu thụ của mạch điện xoay chiều: P = UIcos hay P = I2R = 2

2

Z

R U

Trang 21

- Hệ số công suất: cos

* Ý nghĩa của hệ số công suất cos :

- Trường hợp cos = 1 tức là  = 0 : mạch chỉ có R, hoặc mạch RLC có cộng hưởng điện

- Xác định giá trị cực đại của cường độ dòng điện Io hoặc điện áp cực đại Uo

- Xác định góc lệch pha  giữa u và i: tan

Mà   u  i  u hoặc i

- Biết biểu thức điện áp của đoạn mạch nào thì có thể suy ra biểu thức cường độ dòng điện trong đoạn mạch ấy và ngược lại:

 Nếu biết biểu thức: iI ocos t i thì suy ra: uU ocos t uU ocos t i 

 Nếu biết biểu thức: uU ocos t u thì suy ra: iI ocos t u 

Trang 22

Chú ý:

- Cũng có thể tính các độ lệch pha và các biên độ hay giá trị hiệu dụng bằng giản đồ Fre-nen

- Ta cũng có thể sử dụng máy tính FX 570 ES để giải nhanh chóng dạng toán này

Bài 1: Một mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh có R = 100  ; C = 1.10 4F





; L =2

 H cường

độ dòng điện qua mạch có dạng: i = 2cos100  t (A) Viết biểu thức tức thời điện áp ở hai đầu mạch và hai

đầu mỗi phần tử mạch điện

2200)cos(

  ; Với : U0L = I0.ZL = 2.200 = 400 V;

Trong đoạn mạch chỉ chứa L nên uL nhanh pha hơn cđdđ

2



=>

22

02

  ; Với : U0C = I0.ZC = 2.100 = 200V;

Trong đoạn mạch chỉ chứa C nên uC chậm pha hơn cđdđ

2



=>

22

02

a Tính độ tự cảm L của cuộn dây và số chỉ không đổi của ampe kế

b Lập biểu thức của cường độ dòng điện tức thời trong mạch khi K

Trang 23

50

2 2 2

d A

Z R

U Z

U I

Z R

a Tính cảm kháng của cuộn cảm, dung kháng của tụ điện và tổng trở toàn mạch

b Viết biểu thức điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở, giữa hai đầu cuộn cảm, giữa hai đầu tụ điện, giữa hai đầu mạch điện

Bài 2: Cho mạch điện như hình vẽ Biết 1

Trang 24

Bµi tËp tr¾c nghiÖm

Câu 1: Cho mạch điện xoay chiều có R = 30  , L =



1 (H), C =



7.0

104 (F); hiệu điện thế 2 đầu mạch là u=120 2 cos100t (V), thì cường độ dòng điện trong mạch là

Câu 3: Cho mạch xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp cho R = 30,L = 1

 (F) C thay đổi, hiệu điện thế 2 đầu

mạch là u = 120 2cos100t (V) Với C bằng bao nhiêu thì u,i cùng pha Tìm P khi đó

(F) , L thay đổi được cho hiệu điện

thế 2 đầu mạch là u = 100 2 cos100t (V) , để u nhanh pha hơn i góc

Trang 25

Câu 6: Mạch điện xoay chiều gồm điện trở R 40 ghép nối tiếp với cuộn cảm L Hiệu điện thế tức thời hai đầu đoạn mạch u80cos100 t và điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm U = 40V Biểu thức i qua L

A i = 2cos(100t - /2) (A) B i = 2 2 cos(100t - /4) (A)

C i = 2 2 cos100t (A) D i = 2cos100t (A)

Câu 9: Khi đặt điện áp không đổi 30V vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần

có độ tự cảm 1

4(H) thì dòng điện trong đoạn mạch là dòng điện một chiều có cường độ 1 A Nếu đặt vào hai đầu

đoạn mạch này điện áp u150 2 cos120 t (V) thì biểu thức của cường độ dòng điện trong đoạn mạch là

Z  R  



Ví dụ 1: Điện áp đặt vào hai đầu một đoạn mạch R, L, C không phân nhánh Điện áp hiệu dụng hai đầu

mạch là 100V, hai đầu L là 120V, hai bản tụ C là 60V Tính điện áp hiệu dụng hai đầu R là:

Giải :

Ta có: U R  U2(U LU C)2= 1002 (120 60)  2  80V

Trang 26

Ví dụ 2: Cho mạch như hình vẽ Các vôn kế có điện trở rất lớn, V1 chỉ UR = 5(V), V2 chỉ UL = 9(V), V chỉ

U = 13(V) Hãy tìm số chỉ V3 biết rằng mạch có tính dung kháng?

U

Câu 1: Điện áp đặt vào hai đầu một đoạn mạch R, L, C không phân nhánh Điện áp hiệu dụng hai đầu

mạch là 100V, hai đầu R là 80V , hai bản tụ C là 60V Mạch điện có tính cảm kháng Tính điện áp hiệu dụng hai đầu L:

A 200V B 20V C 80V D 120V

Câu 2: Cho đọan mạch RLC mắc nối tiếp, cuộn dây thuần cảm Đặt vào 2 đầu đoạn mạch một điện áp

xoay chiều, người ta đo được các điện áp hiệu dụng ở 2 đầu R, L, C lần lượt là UR = 30V; UL = 80V;

UC = 40V Điện áp hiệu dụng UAB ở 2 đầu đoạn mạch là :

Câu 4: Cho mạch điện như hình vẽ với UAB = 300(V), UNB =

140(V), dòng điện i trễ pha so với uAB một góc  (cos = 0,8),

cuộn dây thuần cảm Vôn kế V chỉ giá trị:

A 100(V) B 200(V)

C 300(V) D 400(V)

Câu 5: Chọn câu đúng Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ

Người ta đo được các điện áp UAM = 16V, UMN = 20V, UNB = 8V

Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AB là:

A 44V B 20V C 28V D 16V

Câu 6: Chọn câu đúng Cho mach điện xoay chiều như hình vẽ Người ta đo được các điện áp UAN = UAB

= 20V; UMB = 12V Điện áp UAM, UMN, UNB lần lượt là:

A UAM = 12V; UMN = 32V; UNB =16V

B UAM = 12V; UMN = 16V; UNB =32V

C UAM = 16V; UMN = 24V; UNB =12V

D UAM = 16V; UMN = 12V; UNB =24V

Câu 7: Cho đoạn mạch điện gồm điện trở thuần R , cảm thuần L ,tụ điện C nối tiếp , đặt vào 2 đầu đoạn

mạch điện áp hiệu dụng 100 2V, Vôn kế nhiệt đo điện áp các đoạn: 2 đầu R là 100V ; 2 đầu tụ C là 60V thì số chỉ vôn kế khi mắc giữa 2 đầu cuộn cảm thuần L là

A 40V B 120V C 160V D 80V

Câu 8*: Đặt vào hai đầu mạch điện RLC nối tiếp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi

thì điện áp hiệu dụng trên các phần tử R, L, và C đều bằng nhau và bằng 20V Khi tụ bị nối tắt thì địện áp hiệu dụng hai đầu điện trở bằng:

Trang 27

- Cường độ dòng điện và điện áp đồng pha ( 0)

- Hệ số công suất cực đại, công suất tiêu thụ cực đại

 Nếu đề bài yêu cầu mắc thêm tụ C2 với C1 để mạch xảy ra cộng hưởng, tìm cách mắc và tính

Bài 1: Cho mạch điện xoay chiều có uAB  120 2 cos100  t

(V) ổn định Điện trở R = 24, cuộn thuần cảm 1

a Tìm tổng trở của mạch và số chỉ của vôn kế

b Ghép thêm với tụ điện C1 một tụ điện có điện dung C2 sao cho vôn kế có số chỉ lớn nhất Hãy cho biết cách ghép và tính C2 Tìm số chỉ của vôn kế lúc đó

Bài giải:

100 20 5

Trang 28

được hệ số công suất của mạch điện là cos   0,8

a Biết điện áp u sớm pha hơn dòng điện i trong mạch Xác định Co

b Để công suất tiêu thụ đạt cực đại, người ta mắc thêm một tụ điện có điện dung C1 với tụ điện Co

để có bộ tụ điện có điện dung C thích hợp Xác định cách mắc và giá trị của C1

Trang 29

Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ uAB = 200 2 cos100t (V); R =100;L 1

 H; C là tụ điện biến đổi,

vôn kế có điện trở rất lớn Tìm C để vôn kế V có số chỉ lớn nhất Tính Vmax

Bài giải:

Ta có: UV =

2 2

)(

C L L

RL

Z Z R

U Z

R Z

u   t (V) Biết tụ điện C có thể thay đổi được

a Định C để điện áp đồng pha với cường độ dòng điện

b Viết biểu thức dòng điện qua mạch

Bài 2: Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ Biết R = 200,

C





 F Đặt vào hai đầu mạch điện một hiệu điện

thế xoay chiều u  100cos100  t (V)

a Tính số chỉ của ampe kế

b Khi R, L, C không đổi để số chỉ của ampe kế lớn nhất, thì tần số dòng điện phải bằng bao nhiêu? Tính số chỉ ampe kế lúc đó (Biết rằng dây nối và dụng cụ đo không làm ảnh hưởng đến mạch điện)

Câu 1: Một mạch điện RLC không phân nhánh gồm điện trở R = 100, cuộn dây thuần cảm có L = 1/

(H) và tụ có điện dung C thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u = 200 2 cos100t(V) Thay đổi điện dung C cho đến khi điện áp hai đầu cuộn dây đạt cực đại Giá trị cực đại đó bằng:

A 200V B 100 2 V C 50 2 V D 50V

Câu 2: Cho mạch điện xoay chiều gồm R, cuộn dây thuần cảm L = 0,159H và C0 = 100/π (F) Đặt vào hai đầu mạch một điện áp u = U0cos100πt(V) Cần mắc thêm tụ C thế nào và có giá trị bao nhiêu để mạch

có cộng hưởng điện?

A Mắc nối tiếp thêm tụ C = 100/π(F) B Mắc nối tiếp thêm tụ C = 2.10-4/π(F)

C Mắc song song thêm tụ C = 100/π(F) D Mắc nối tiếp thêm tụ C = 2.10-3/π(F)

Câu 3: Cho mạch RLC mắc nối tiếp có R100 ( )và L 1(H)



 , 5.10 ( )

4

F C





 Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp u120 2cos100 t(V) Để dòng điện trong mạch cùng pha với điện áp hai đầu đoạn mạch ta phải ghép nối tiếp hay song song với tụ C một tụ C1 có điện dung là bao nhiêu ?

V

C

Trang 30

Câu 5: Cho mạch điện như hình vẽ: uAB = 200cos100  t (V);

R = 100  ; C = 0,318.10-4F Cuộn dây có độ tự cảm L thay đổi

được Xác định độ tự cảm L để hệ số công suất của mạch lớn nhất

Tính công suất tiêu thụ lúc đó

Z   , thay đổi C cho đến khi Vôn kế V chỉ cực đại

105V Số chỉ của Ampe kế lúc này là :

A.0,25A B.0,3A C.0,42A D.0,35A

Câu 7: Đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở, cuộn dây thuần cảm và tụ điện mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp có dạng u = 200 2 cos (100t) V Măc các Vôn kế lần lượt vào các dụng cụ trên theo thứ tự V1 ,V2 , V3 Biết V1 và V3 chỉ 200V và dòng điện tức thời qua mạch cùng pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch trên :

Trang 31

Câu 8: Cho một đoạn mạch xoay chiều AB gồm R, L, C mắc nối tiếp có R = 200 Đặt vào hai đầu đoạn

mạch này một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220V và tần số thay đổi được Khi thay đổi tần số, công suất tiêu thụ có thể đạt giá trị cực đại bằng

A 200W B 220 2 W C 242 W D 484W

Câu 9: Cho đoạn mạch RLC nối tiếp có giá trị các phần tử cố định Đặt vào hai đầu đoạn này một điện áp

xoay chiều có tần số thay đổi Khi tần số góc của dòng điện bằng 0 thì cảm kháng và dung kháng có giá trị ZL = 100 và ZC = 25 Để trong mạch xảy ra cộng hưởng, ta phải thay đổi tần số góc của dòng điện đến giá trị  bằng:

 Đặt vào hai đầu đoạn mạch một

điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng là 50V và tần số 50Hz

Khi điện dung của tụ có giá trị là C 1 thì số chỉ của ampe kế cực đại và bằng 1A Giá trị của R và C 1 là



3 1

10



3 1

10

C R = 40  và 10 F

3 1

10

Dạng 4: CUỘN DÂY KHÔNG THUẦN CẢM (có điện trở hoạt động r) Phương pháp:

1 Cách nhận biết cuộn dây có điện trở thuần r:

- Xét cuộn dây, nếu: Ud  UL hoặc Zd  ZL hoặc Pd  0 hoặc cosd  0 hoặc d 

2



 thì cuộn dây có điện trở thuần r  0

- Xét toàn mạch, nếu: Z  R2(Z LZ C)2 ; U  U R2(U LU C)2 hoặc P  RI2; hoặc cos 

Z

R

 thì cuộn dây có điện trở thuần r  0

2 Khi cuộn dây có điện trở thuần r ta xem mạch mới như mạch RLrC mắc nối tiếp và khảo sát tương tự mạch RLC nối tiếp

- Điện trở thuần tương đương là: R + r

- Công suất tiêu thụ toàn mạch: P U I c o s = (R + r)I 2

- Công suất tiêu thụ trên R: 2

Trang 32

Bài 1: Một cuộn dây có hệ số tự cảm L được mắc nối tiếp với một tụ có điện dung C rồi mắc vào 2 điểm

A, B của một mạch điện xoay chiều có tần số f Đo điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AB, giữa hai đầu cuộn

dây và giữa hai cực của tụ điện bằng vôn kế có điện trở rất lớn, ta lần lượt được: UAB = 37,5V, UL= 50V,

UC = 17,5V Đo cường độ dòng điện bằng một ampe kế có điện trở không đáng kể, ta thấy I = 0,1A Khi

tần số f thay đổi đến giá trị fm = 330Hz thì cường độ dòng điện trong mạch đạt giá trị cực đại Tính độ tự

cảm L, điện dung C, và tần số f của điện áp đã sử dụng ở trên

Z L r

Trang 33

Bµi tËp ¸p dông

Bài 1: Cho mạch điện như hình vẽ UAB = U = 170V

UMN = UC = 70V; UMB = U1 = 170V; UAN = UR = 70V

a) Chứng tỏ cuộn dây có điện trở thuần r

a) biết công suất tiêu thụ của R là P1 = 70W

b) biết công suất tiêu thụ của cuộn dây là P0 = 90W

Bài 3: Cho đoạn mạch điện AB gồm R với UR = U1, và L với UL = U2

Điện trở thuần R = 55  mắc nối tiếp với cuộn dây có độ tự cảm L

Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp u = 200 2 cos100  t(V)

thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở R và hai cuộn dây lần lượt

là U1 = 100V và U2 = 130V

a Tính r và L

b Lập biểu thức tính điện áp tức thời u2 (uMB) giữa hai đầu cuộn dây

Bài 4: Cho mạch điện như hình vẽ Điện áp giữa hai đầu mạch

là u65 2cos t(V) Các điện áp hiệu dụng là UAM = 13V

UMB = 13V; UNB = 65V Công suất tiêu thụ trong mạch là 25W

a) Tính r, R, ZC, ZMN

b) Tính cường độ hiệu dụng và hệ số công suất tiêu thụ của mạch

Câu 1: Cho mạch điện gồm một cuộn dây có hệ số tự cảm L = 0,1

 H và có điện trở thuần r = 10 mắc nối tiếp với một tụ điện có điện dung C = 500

F

π  Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có tần số f = 50Hz

và điện áp hiệu dụng U = 100V, pha ban đầu bằng 0 Biểu thức của dòng điện qua mạch:

Câu 2: Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây mắc nối tiếp với tụ điện Độ lệch pha của hiệu điện

thế giữa hai đầu cuộn dây so với cường độ dòng điện trong mạch là

3

 Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện bằng 3 lần hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây Độ lệch pha của hiệu điện thế

giữa hai đầu cuộn dây so với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch trên là

Trang 34

Câu 3: Cho mạch điện hình vẽ, biết: R = 40 , C 2,5104F

100 



310,

50 



2,

50 



Câu 4: Một đoạn mạch ABC gồm một tụ điện (đoạn AB) và một cuộn dây (đoạn BC) Khi tần số dòng

điện xoay chiều qua mạch bằng 1000Hz người ta đo được các điện áp hiệu dụng UAB = 2V, UBC = 3 V,

UAC = 1V và cường độ hiệu dụng I = 10-3 A Tìm điện trở r và độ tự cảm L của cuộn dây

Câu 5: Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây một điện áp không đổi 9V thì cường độ dòng điện qua nó là 0,5A

Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây một điện áp xoay chiều có tần số 50Hz và có giá trị hiệu dụng là 9V thì cường độ hiệu dụng qua cuộn dây là 0,3A Điện trở thuần và cảm kháng của cuộn dây là:

C L

L

Z

U Z

U U

Cho mạch điện ABDEF như hình vẽ Đặt giữa hai

đầu A, F của mạch điện một điện áp xoay chiều có

giá trị hiệu dung UAF = 50V và tần số 50Hz Điện

áp giữa hai đầu các đoạn mạch AD và BE đo được

là UAD = 40V và UBE = 30V Cường độ dòng điện

hiệu dụng trong mạch là I = 1A

a) Tính các giá trị R, L và C

b) Tính hệ số công suất của mạch điện

c) Tính độ lệch pha giữa các hiệu điện thế UAD và UDF

Trang 35

ZLZC (Z +Z )(ZL C LZ )C (7) Thay (6) vào (7): 700 = 50 (ZLZ )C Z Z 700 14





 , điện trở các khóa K và ampe kế không đáng kể Khi khóa K chuyển

từ vị trí 1 sang 2 thì số chỉ của ampe kế không thay đổi

Tính độ tự cảm L của cuộn dây

Bài giải:

Khi khóa K ở vị trí 1 mạch là hai phần tử R và C

2 2

C

AB AB

AB

Z R

U Z

U I

L

AB AB

AB

Z R

U Z

U I

2

L AB C

AB

Z R

U Z

2 2 2

L C

Z Z Z R Z

R Z

Trang 36

Bµi tËp ¸p dông

Bài 1: Mạch điện xoay chiều gồm một cuộn dây có điện trở r = 30, độ tự cảm L 0, 4



 H mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C Điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch là: u120cos100 t(V) Với giá trị nào của C thì công suất tiêu thụ của mạch có giá trị cực đại và giá trị công suất cực đại bằng bao nhiêu?

Bài 2: Cho mạch điện gồm R, L, C nối tiếp R thay đổi, L 1



 H,

3104

C





 F Đặt vào hai đầu đoạn mạch

một điện áp xoay chiều u75 2 cos100 t(V) Công suất trên toàn mạch là P = 45W Điện trở R có giá trị bằng bao nhiêu?

Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ: u=120 2 cos(100 t)(V); cuộn

dây có r =15; ( )

25

2

H L



 , C là tụ điện biến đổi Điện trở vôn

kế vô cùng lớn Điều chỉnh C để số chỉ vôn kế lớn nhất Tìm C và

số chỉ vôn kế lúc này

Câu 1: Mạch RLC mắc nối tiếp, khi tần số dòng điện là f thì cảm kháng ZL = 25(  ) và dung kháng

ZC = 75(  ) Khi mạch có tần số f0 thì cường độ dòng điện trong mạch đạt giá trị cực đại Kết luận nào



 Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp dao động điều hoà có giá trị hiệu dụng là U = 50 V và tần số f = 50 Hz Khi điện dung của tụ điện có giá trị là C1 thì số chỉ của ampe kế là cực đại và bằng 1A Giá trị của R và C1 là

Câu 3: Cho một đoạn mạch điện xoay chiều AB gồm điện trở thuần R nối tiếp cuộn dây thuần cảm L Khi

tần số dòng điện bằng 100Hz thì điện áp hiệu dụng UR = 10V, UAB = 20V và cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch là I = 0,1A R và L có giá trị nào sau đây?

A R = 100  ; L = 3 /(2) H B R = 100  ; L = 3 / H

C R = 200  ; L = 2 3 / H D R = 200  ; L = 3 / H

Câu 4: Lần lượt đặt điện áp xoay chiều u = 5 2 cos(ωt) với ω không đổi vào hai đầu mỗi phần tử: điện

trở thuần R, cuộn dây cảm thuần có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C thì dòng điện qua mỗi phần tử trên đều có giá trị hiệu dụng bằng 50 mA Đặt điện áp này vào hai đầu đoạn mạch gồm các phần tử trên mắc nối tiếp thì tổng trở của đoạn mạch là

A 100 Ω B 200 Ω C 300 Ω D 400 Ω

V

Trang 37

Dạng 6: ĐỘ LỆCH PHA Phương pháp:

 Độ lệch pha của hai đoạn mạch ở trên cùng một mạch điện:

 hoặc dùng giản đồ vectơ

 Thay giá trị tương ứng từ hai đoạn mạch đã biết vào tan1 và tan2 (với: tan Z L Z C

Bài 2: Cho mạch điện như hình vẽ UAN = 150V, UMB = 200V,

uAN và uMB vuông pha với nhau, cường độ dòng điện tức thời

trong mạch có biểu thức i  Iocos100  t(A) Biết cuộn dây là

thuần cảm Hãy viết biểu thức uAB

Trang 38

Bài 3: Một mạch điện không phân nhánh gồm điện trở thuần R = 75  , cuộn cảm có độ tự cảm L = 5

4 H

và tụ điện có điện dung C Dòng điện xoay chiều qua mạch: i = 2 cos 100t(A) Độ lệch pha giữa điện áp

và cường độ dòng điện là /4 Tính C và viết biểu thức điện áp giữa hai đầu đoạn mạch trên

75

C

Z

 <=> 75125Z C

Bài 1: Hai cuộn dây (R1, L1) và (R2, L2) mắc nối tiếp vào mạng điện xoay chiều Tìm mối liên hệ giữa R1,

L1, R2, L2 để tổng trở đoạn mạch Z = Z1 + Z2 với Z1 và Z2 là tổng trở của mỗi cuộn dây

Bài 2: Cho vào đoạn mạch hình bên một dòng điện xoay chiều có

cường độ i  Iocos100  t(A) Khi đó uMB và uAN vuông pha

nhau, và 100 2 cos 100

3

  (V) Hãy viết biểu thức

uAN và tìm hệ số công suất của đoạn mạch MN

Bài 3: Cho mạch xoay chiều như hình vẽ

BiếtC31,8( F), f = 50(Hz); uAE lệch pha uEB một góc 1350 và

i cùng pha với uAB Tính giá trị của R

Bài 4: Cho đoạn mạch như hình vẽ : f = 50(Hz); L = 1

2(H)

thì uMB trễ pha 900 so với uAB và uMN trễ pha 1350 so với

uAB Tính giá trị của R

Trang 39

Câu 1: Cho mạch điện như hình vẽ: L =



3H; R = 100,

tụ điện có điện dung thay đổi được, điện áp giữa hai đầu mạch là uAB = 200cos100t (V)

Để uAM và uNB lệch pha một góc

Câu 5: Cho mạch điện LRC nối tiếp theo thứ tự trên Biết R là biến trở, cuộn dây thuần cảm có L =

4/(H), tụ có điện dung C = 10-4/(F) Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều ổn định có biểu thức: u = U0.cos100t (V) Để điện áp uRL lệch pha /2 so với uRC thì R bằng bao nhiêu?

A R = 300 B R = 100 C R = 100 2 D R = 200

Câu 6: Cho một mạch điện RLC nối tiếp R thay đổi được, L = 0,8/ H, C = 10-3/(6) F Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp: u = U0cos100t Để uRL lệch pha /2 so với u thì phải có

A R = 20 B R = 40 C R = 48 D R = 140

Câu 7: Cho một đoạn mạch RLC nối tiếp Biết L = 1/ H và C = 25/ F, đặt vào hai đầu mạch một điện

áp xoay chiều ổn định u = U0cos100t Ghép thêm tụ C’ vào đoạn chứa tụ C Để điện áp hai đầu đoạn mạch lệch pha /2 so với điện áp giữa hai đầu bộ tụ thì phải ghép thế nào và giá trị của C’ bằng bao nhiêu?

F Mắc vào hai đầu đoạn mạch điện áp u = U0cos100t(V) Để điện

áp hai đầu đoạn mạch cùng pha với điện áp hai đầu R thì giá trị độ từ cảm của cuộn dây là

Trang 40

Câu 9: Một cuộn dây có điện trở thuần R và độ tự cảm L mắc nối tiếp với một tụ điện, đặt vào hai đầu

đoạn mạch một một hiệu điện thế xoay chiều có hiệu điện thế hiệu dụng không đổi Khi đó hiệu điện thế hai đầu cuộn dây lệch pha

2



so với hiệu điện thế hai đầu mạch Biểu thức nào sau đây là đúng :

A R2 = ZL(ZL – ZC) B R2 = ZL(ZC – ZL) C R = ZL(ZC – ZL) D R = ZL(ZL – ZC)

Câu 10: Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ, cuộn dây thuần

cảm Biết UAM = 80V ; UNB = 45V và độ lệch pha giữa uAN và

uMB là 900, Điện áp giữa A và B có giá trị hiệu dụng là :

Câu 16: Cho đoạn mạch RLC nối tiếp, giá trị của R đã biết, L cố định Đặt một điện áp xoay chiều ổn

định vào hai đầu đoạn mạch, ta thấy cường độ dòng điện qua mạch chậm pha /3 so với điện áp trên đoạn

RL Để trong mạch có cộng hưởng thì dung kháng ZC của tụ phải có giá trị bằng

Định dạng
Số trang	140
Dung lượng	29,12 MB

chuyên đề ôn thi đại học môn vật lý phần điện xoay chiều

Mỏy biến ỏp và truyền tải điện năng

Doứng ủieọn xoay chiều coự cửụứng ủoọ  