Bí kiếp giải tóan điện xoay chiều

TÀI LIỆU LUYỆN THI ĐH 2012 NGUYỄN HOÀI NAM- THPT CHỢ GẠO 1 01694517943 Page 1 Namnhockprocr7 T14 ĐIỆN XOAY CHIỀU    Dạng I. Bài tập cách tạo ra dòng điện xoay chiều: 1. Hiêu điện thế dao động điều hoà – dòng điện xoay chiều- các giá trị hiệu dụng. + S: Là diện tích một vòng dây ; + N: Số vòng dây của khung + B  : Véc tơ cảm ứng từ của từ trường đều ( B  vuông góc với trục quay ∆) + ω : Vận tốc góc không đổi của khung dây ( Chọn gốc thời gian t=0 lúc ( , ) n B =   0 0 ) a. Chu kì và tần số của khung : 2 1 ;T f T π ω = = b. Biểu thức từ thông của khung: . . .cos .cos o N B S t t ω ω Φ = = Φ (Với Φ = L I và Hệ số tự cảm L = 4 π .10 -7 N 2 .S/l ) TÀI LIỆU LUYỆN THI ĐH 2012 NGUYỄN HOÀI NAM- THPT CHỢ GẠO 2 01694517943 Page 2 Namnhockprocr7 T14 c. Biểu thức của suất điện động cảm ứng tức thời: e = 0 ' .sin os( ) 2 NBS t E c t t π ω ω ω −∆Φ = −Φ = = − ∆ d. Biểu thức của điện áp tức thời: u = U 0 os( ) u c t ω ϕ + ( u ϕ là pha ban đầu của điện áp ) e. Biểu thức của cường độ dòng điện tức thời trong mạch: I = I 0- os( ) i c t ω ϕ + ( i ϕ là pha ban đầu của dòng điện) f. Giá trị hiệu dụng : + Cường độ dòng điện hiệu dụng:I = 0 2 I + Hiệu điện thế hiệu dụng: U = 0 2 U + Suất điện động hiệu dụng: E = 0 2 E VD: Một khung dây dẫn có N = 100 vòng dây quấn nối tiếp, mỗi TÀI LIỆU LUYỆN THI ĐH 2012 NGUYỄN HOÀI NAM- THPT CHỢ GẠO 3 01694517943 Page 3 Namnhockprocr7 T14 vòng có diện tích S = 50cm 2 . Khung dây được đặt trong từ trường đều B = 0,5T. Lúc t = 0, vectơ pháp tuyến của khung dây hợp với B  góc 3 π ϕ = . Cho khung dây quay đều với tần số 20 vòng/s quanh trục ∆ (trục ∆ đi qua tâm và song song với một cạnh của khung) vuông góc với B  . Chứng tỏ rằng trong khung xuất hiện suất điện động cảm ứng e và tìm biểu thức của e theo t. Hướng dẫn: Khung dây quay đều quanh trục ∆ vuông góc với cảm ứng từ B  thì góc hợp bởi vectơ pháp tuyến n  của khung dây và B  thay đổi → từ thông qua khung dây biến thiên → Theo định luật cảm ứng điện từ, trong khung dây xuất hiện suất điện động cảm ứng. Tần số góc: 2 2 .20 40 o n ω π π π = = = (rad/s) Biên độ của suất điện động: 4 40 .100.0,5.50.10 31,42 o E NBS ω π − = = ≈ (V) Chọn gốc thời gian lúc: ( ) , 3 n B π =   TÀI LIỆU LUYỆN THI ĐH 2012 NGUYỄN HOÀI NAM- THPT CHỢ GẠO 4 01694517943 Page 4 Namnhockprocr7 T14 Biểu thức của suất điện động cảm ứng tức thời: 31,42sin 40 3 e t π π   = +     (V) Hay 31, 42 cos 40 6 e t π π   = −     (V) Bài 4 (ĐH-2008: Một khung dây dẫn hình chữ nhật có 100 vòng, diện tích mỗi vòng 600 cm 2 , quay đều quanh trục đối xứng của khung với vận tốc góc 120 vòng/phút trong một từ trường đều có cảm ứng từ bằng 0,2T. Trục quay vuông góc với các đường cảm ứng từ. Chọn gốc thời gian lúc vectơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây ngược hướng với vectơ cảm ứng từ. Biểu thức suất điện động cảm ứng trong khung là A. e 48 sin(40 t )(V). 2 π = π π − B. e 4,8 sin(4 t )(V). = π π + π C. e 48 sin(4 t )(V). = π π + π D. e 4,8 sin(40 t )(V). 2 π = π π − TÀI LIỆU LUYỆN THI ĐH 2012 NGUYỄN HOÀI NAM- THPT CHỢ GẠO 5 01694517943 Page 5 Namnhockprocr7 T14 HD: ( ) ( ) ( ) Φ = + ⇒ = − Φ = + = + ω π ω ω π π π BS.cos t e N . ' N BS.sin t , .sin t (V ) 4 8 4 Bài 5:Một khung dây quay đều trong từ trường B  vuông góc với trục quay của khung với tốc độ n = 1800 vòng/ phút. Tại thời điểm t = 0, véctơ pháp tuyến n  của mặt phẳng khung dây hợp với B  một góc 30 0 . Từ thông cực đại gởi qua khung dây là 0,01Wb. Biểu thức của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung là : A. 0,6 cos(30 ) 6 e t Wb π π π = − . B. 0,6 cos(60 ) 3 = − e t Wb π π π . C. 0,6 cos(60 ) 6 e t Wb π π π = + . D. 60cos(30 ) 3 e t Wb π = + . TÀI LIỆU LUYỆN THI ĐH 2012 NGUYỄN HOÀI NAM- THPT CHỢ GẠO 6 01694517943 Page 6 Namnhockprocr7 T14    Dạng 2: Viết biểu thức của u và i: I.KIẾN THỨC CẦN NHỚ: a) Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần: u R cùng pha với i : I = R U R b) Đoạn mạch chỉ có tụ điện C: u C trễ pha so với i góc 2 π . - ĐL ôm: I = C C Z U ; với Z C = C ω 1 là dung kháng của tụ điện. -Đặt điện áp 2 cos u U t ω = vào hai đầu một 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 tụ điện là u và cường độ dòng điện qua nó là i. Hệ thức liên hệ giữa các đại lượng là : Ta có: 1 22 1 2 2 2 2 2 0 2 2 0 2 =+⇔=+ CC U u I i U u I i  2 2 2 2 u i 2 U I + = C B A TÀI LIỆU LUYỆN THI ĐH 2012 NGUYỄN HOÀI NAM- THPT CHỢ GẠO 7 01694517943 Page 7 Namnhockprocr7 T14 c) Đoạn mạch chỉ có cuộn dây thuần cảm L: u L sớm pha hơn i góc 2 π . - ĐL ôm: I = L L Z U ; với Z L = ωL là cảm kháng của cuộn dây. -Đặt điện áp 2 cos u U t ω = vào hai đầu một cuộn cảm thuần 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 là u và cường độ dòng điện qua nó là i. Hệ thức liên hệ giữa các đại lượng là : Ta có: 2 2 2 2 2 2 2 2 0 0L L i u i u 1 1 I U 2I 2U + = ⇔ + =  2 2 2 2 u i 2 U I + = d) Đoạn mạch có R, L, C không phân nhánh: + Độ lệch pha ϕ giữa u và i xác định theo biểu thức: tanϕ = C A B R L N M L A B TÀI LIỆU LUYỆN THI ĐH 2012 NGUYỄN HOÀI NAM- THPT CHỢ GẠO 8 01694517943 Page 8 Namnhockprocr7 T14 R ZZ CL − = 1 L C R ω − ω + Cường độ hiệu dụng xác định theo định luật Ôm: I = Z U . Với Z = 2 CL 2 ) Z- (Z R + là tổng trở của đoạn mạch. + Cộng hưởng điện trong đoạn mạch RLC: Khi Z L = Z C hay ω = LC 1 thì I max = R U , P max = R U 2 , u cùng pha với i (ϕ = 0). Khi Z L > Z C thì u nhanh pha hơn i (đoạn mạch có tính cảm kháng). Khi Z L < Z C thì u trể pha hơn i (đoạn mạch có tính dung kháng). R tiêu thụ năng lượng dưới dạng toả nhiệt, Z L và Z C không tiêu thụ năng lượng điện. TÀI LIỆU LUYỆN THI ĐH 2012 NGUYỄN HOÀI NAM- THPT CHỢ GẠO 9 01694517943 Page 9 Namnhockprocr7 T14 e) Đoạn mạch có R, L,r, C không phân nhánh: + Độ lệch pha ϕ giữa u AB và i xác định theo biểu thức: tanϕ = L C Z Z R r − + = 1 L C R r ω − ω + + Cường độ hiệu dụng xác định theo định luật Ôm: I = Z U . Với Z = 2 2 L C (R+r) (Z - Z ) + là tổng trở của đoạn mạch. + Cách nhận biết cuộn dây có điện trở thuần r -Xét toàn mạch, nếu: Z ≠ 22 )( CL ZZR −+ ;U ≠ 22 )( CLR UUU −+ hoặc P ≠ I 2 R hoặc cosϕ ≠ Z R  thì cuộn dây có điện trở thuần r ≠ 0. -Xét cuộn dây, nếu: Ud ≠ U L hoặc Z d ≠ Z L hoặc P d ≠ 0 hoặc C A B R L,r N M TÀI LIỆU LUYỆN THI ĐH 2012 NGUYỄN HOÀI NAM- THPT CHỢ GẠO 10 01694517943 Page 10 Namnhockprocr7 T14 cosϕ d ≠ 0 hoặc ϕ d ≠ 2 π  thì cuộn dây có điện trở thuần r ≠ 0. II.PHƯƠNG PHÁP GIẢI: a) Mạch điện chỉ chứa một phần tử ( hoặc R, hoặc L, hoặc C)(dễ) b) Mạch điện không phân nhánh (R L C) -Phương pháp giải: Tìm Z, I, ( hoặc I 0 )và ϕ ϕϕ ϕ Bước 1: Tính tổng trở Z: Tính L Z L ω = .; 1 1 2 C Z C fC ω π = = và 2 2 ( ) L C Z R Z Z= + − Bước 2: Định luật Ôm : U và I liên hệ với nhau bởi U I Z = ; I o = Z U o ; [...]... 20Ω, P = 720W D R = 80Ω, P = 180W Câu 14 Chọn câu đúng Cho mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây 4 có R0 = 50 Ω , L = 10π H và tụ điện có điện dung C = 10π−4 F và điện trở thuần R 1 max 1 max 1 1 max max = 30 Ω mắc nối tiếp nhau, rồi đặt vào hai đầu đoạn mạch có điện áp xoay chiều u = 100 2.cos100πt (V) Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch và trên điện trở R lần lượt là: A P=28,8W; PR=10,8W B.P=80W; PR=30W... 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 = 2 V, 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 A r=500 3Ω ; L= 43π H B r=500 2Ω ; L = 43π H C r=400 3Ω ; L= 41π H D r=300 2Ω ; L = 34π H Câu 7(ĐH-2008): Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây... +0,53) V Bài 7: Cho mạch điện không phân nhánh gồm R = 100√3 Ω, cuộn Namnhockprocr7 Page 16 T14 TÀI LIỆU LUYỆN THI ĐH 2012 17 NGUYỄN HOÀI NAM- THPT CHỢ GẠO 01694517943 dây thuần cảm L và tụ điện C =10-4 /2π (F) Đặt vào 2 đầu mạch điện một hiệu điện thế u = 100√2cos 100π t Biết hiệu điện thế ULC = 50V ,dòng điện nhanh pha hơn hiệu điện thế.Hãy tính L và viết biểu thức cường độ dòng điện i trong mạch Hướng... 7(ĐH-2008): 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 π Hiệu điện thế 3 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 A 0 B π C − π D 23π 2 3... 01694517943 Bài 3: Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ 3 Biết uAB=50 2 cos100 π t(V) Các điện áp hiệu dụng UAE=50V, UEB=60V a Tính góc lệch pha của uAB so với i C L,r E B A b Cho C=10,6 µ F Tính R và L.Viết i? Hình 3 Đáp án: a - 0,2 π (rad) b R=200 Ω ; L=0,48 (H); i=0,2 2 cos(100π t+0,2π ) (A) Bài 4: Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ 4 Biết u = 100 2 cos100π t(V ) Các điện áp hiệu dụng UAM = 100V;... cường độ dòng điện i trong mạch Hướng dẫn: Ta có ω= 100π rad/s ,U = 100V, Z = ω1C = 200Ω Hiệu điện thế 2 đầu điện trở thuần là:U = U − U = 50 3V cường độ dòng điện I = UR = 0,5 A và Z = UI = 100Ω Vì dòng điện nhanh pha hơn hiệu điện thế,mà trên giản đồ Frexnen,dòng điện được biêủ diễn trên trục hoành vậy hiệu điện thế được biểu diễn dưới trục hoành nghĩa là ZL< ZC Do đó ZC-ZL =100Ω→ZL =ZC -100 =100Ω... ZL = 152 + 202 =25Ω => **************************************** 3.Bài tập trắc nghiệm: Câu 12: Đặt điện áp xoay chiều u=120 2 cos(100πt+π/3)(V) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây thuần cảm L,một điện trở R và một tụ điện có C= 10π µF mắc nối tiếp.Biết điện áp hiệu dụng trên 2 3 cuộn dây L và trên tụ điện C bằng nhau và bằng một nửa trên R Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đó bằng: A.720W B.360W C.240W... ϕ = ) 2π 3 5.Bài tập có đáp án: ?Bài 2: Cho đoạn mạch điện AB gồm R với UR=U1, và L với UL=U2 Điện trở thuần R=55 Ω 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 π 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 R L B A dây... biết công suất tiêu thụ của cuộn dây là P0 = 90w DẠNG 6 HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG ĐIỆN 1.Phương pháp chung: 1 Cộng hưởng điện: Điều kiện: ZL = ZC ω L = C1ω LCω + Cường độ dòng điện trong mạch cực đại: Imax = + Điện áp hiệu dụng: U L = UC → U R = U ; P= PMAX = 2 =1 U U U = = R Z min R R U2 R + Điện áp và cường độ dòng điện cùng pha ( tức φ = 0 ) + Hệ số công suất cực đại: cosφ = 1 Namnhockprocr7... Viết biểu thức u hoặc i: Viết từ u i thì - ϕ i u thì +ϕ ϕ 1 Bài 3:Cho mạch điện như hình vẽ Biết L = 10π H, C = 10π F và đèn ghi 4 (40V- 40W) Đặt vào 2 điểm A và N một hiệu điện thế u = 120 2 cos100π t (V) Các dụng cụ đo không làm ảnh hưởng đến mạch điện a Tìm số chỉ của các dụng cụ đo b Viết biểu thức cường độ dòng điện và điện áp toàn mạch Hướng dẫn: −3 AN Namnhockprocr7 Page 11 T14 TÀI LIỆU LUYỆN . Page 1 Namnhockprocr7 T14 ĐIỆN XOAY CHIỀU    Dạng I. Bài tập cách tạo ra dòng điện xoay chiều: 1. Hiêu điện thế dao động điều hoà – dòng điện xoay chiều- các giá trị hiệu dụng. . điện. -Đặt điện áp 2 cos u U t ω = vào hai đầu một 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 tụ điện là u và cường độ dòng điện qua. vào 2 đầu mạch điện một hiệu điện thế u = 100 √ 2cos 100 π t. Biết hiệu điện thế U LC = 50V ,dòng điện nhanh pha hơn hiệu điện thế.Hãy tính L và viết biểu thức cường độ dòng điện i trong mạch