Hai đầu đoạn mạch mắc vào nguồn xoay chiều có tần số f = 50 Hz... Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch biến đổi điều hòa với tần số 50 Hz.. Độ tự cảm L bằng: Bài 8 Cho mạch điện xoay chiều AB
Trang 1CHỦ ĐỀ: ĐIỆN XOAY CHIỀU
1 Trở kháng.
+ Cảm kháng: ZL = Lw
+ Dung kháng: ZC = 1/ Cw
L C
Z = R + (Z - Z ) (Ω)
2 Định luật Ôm:
C
U
I = = = =
3 Độ lệch pha φ của điện áp so với cường độ dòng điện:
u,i
L - ZC Z
tanφ
R
=
+ Nếu φ > 0: u sớm pha so với i
+ Nếu φ < 0: u trễ pha so với i
+ Nếu φ = 0: u đồng pha so với i.
4 Biểu thức cường độ dòng điện và điện áp.
+ Nếu : i = I cos( φ0 wt + 0)
thì u = U cos( φ0 wt + φ0 + )
+ Nếu: u = U cos( φ0 wt + 0)
thì i = I cos( φ0 wt + φ0 - )
DẠNG 1: TÍNH TỔNG TRỞ
L C
Z = R + (Z - Z ) (Ω)
Với:
L C
Z = L 1
Z = C
w
w Nếu R = 0 thì Z | Z= L - Z |C
Chú ý: Nếu cuộn dây có điện trở thuần r đáng kể thì xem cuộn dây tương đương với đoạn mạch
gồm điện
trở thuần r nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L
Lúc đó tổng trở cuộn dây là:
L d
Z = r + Z (Ω)
Bài 1 Cho đoạn mạch xoay chiều gồm R = 40Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 0, 4
H
π và tụ điện
có điện dung
-4 10 F π
=
C mắc nối tiếp Hai đầu đoạn mạch mắc vào nguồn xoay chiều có tần số f = 50
Hz Tổng trở của đoạn mạch là:
Bài 2 Một đoạn mạch xoay chiều gồm cuộn cảm thuần L = 0,25 H và tụ có C = 20 μF mắc nối tiếp
vào nguồn xoay chiều có tần số 50 Hz Tổng trở của đoạn mạch là:
Bài 3 Một cuộn dây có điện trở thuần r = 20(Ω)và độ tự cảm L = 0,05 H mắc trong mạch điện xoay chiều có tần số góc w = 314 rad/s Tổng trở cuộn dây là:
(Ω)
A 32,6 B 22,7 (Ω) C 42,3 (Ω) D 25, 4 (Ω)
Trang 2Bài 4 Một cuộn dây có điện trở thuần r = 50 (Ω) và độ tự cảm L = 0,6 H mắc nối tiếp với tụ có điện dung C = 100 (μF) Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch biến đổi điều hòa với tần số 50 Hz Tổng trở mạch là:
(Ω)
A 208, 4 B 124,6 (Ω) C 164, 4 (Ω) D 85,8 (Ω)
DẠNG 2: ĐỊNH LUẬT ÔM
* U = U (U U )2 R2 + L - C 2
U
I = = = =
Bài 5 Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm R = 60 (Ω)cuộn cảm thuần L = 0, 2
(H)
π và tụ điện có
3
F
8π
−
mắc nối tiếp Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là u 169,7cos( 100πt) (V)= Cường độ hiệu
dụng trong mạch là:
Bài 6 Cho đoạn mạch như hình vẽ, trong đó R = 20 (Ω)và các điện áp
hiệu dụng UAM = 90V; UAB = 150 V, tần số dòng điện là f = 50 Hz Điện
dung của tụ là:
(μF)
A 52 B 87 (μF) C 119 (μF)
(μF)
D 152
Bài 7 Một bòng đèn có ghi ( 25 W – 50 V ) được mắc nối tiếp với một ống dây có độ tự cảm L và điện
trở thuần r = 20 (Ω)vào mạch điện xoay chiều 120 V – 50 Hz thì thấy đèn sáng bình thường Độ tự cảm
L bằng:
Bài 8 Cho mạch điện xoay chiều AB như hình vẽ, trong đó
cuộn dây có điện trở thuần r, độ tự cảm L mắc nối tiếp với tự
điện có điện dung
3
F 2π
−
Đặt vào hai đầu AB điện áp xoay chiều có U = 30 2 (V) , tần số f = 50 Hz thì điện áp hiệu dụng giữa A, M là UAM = 50 V, cường độ hiệu dụng I = 0,5 A Điện trở thuần r của cuộn dây là:
(Ω)
A 60 B 50 (Ω) C 100 (Ω) D 200 (Ω)
Bài 9 Cho mạch điện như hình vẽ, trong đó có
2 điện trở R giống nhau, cuộn cảm thuần L và
tụ C với L = 400C Biết UAN = 40V, UMP =
30V; UAB = 50V R bằng:
(Ω)
A 20 B 30 (Ω) C 40 (Ω) D 50 (Ω)
Bài 10 Cho mạch điện như hình vẽ với UAM = UMB = UAB = 10V và I =
1A, r bằng:
(Ω)
A 50 B 37,5 (Ω) C 10 2 (Ω) D 5 3 (Ω)
DẠNG 3: ĐỘ LỆCH PHA
u,i
L - ZC Z
tanφ
R
=
R
B
M
M
N P
M
r, L C
Trang 3+ Nếu φ > 0: u sớm pha so với i
+ Nếu φ < 0: u trễ pha so với i
+ Nếu φ = 0: u đồng pha so với i.
Bài 11Cho đoạn mạch nối tiếp RLC gồm
4
(Ω) ; =
L H ; C = F ; f = 50 Hz
−
Điện áp tức
thời u giữa hai đầu đoạn mạch lệch pha so với cường độ dòng điện I qua mạch như thế nào ?
A u sớm pha hơn i góc π
π 4
C u sớm pha hơn i góc π
Bài 12Cho đoạn mạch như hình vẽ Trong đó
(Ω) ;
R = 30
3 10
C = F ; f = 50 Hz 3π
−
cuộn dây chỉ có L
Điện áp tức thời uAM lệch pha thế nào so với điện áp uMB ?
A uAM sớm pha so với uAB góc π
2 B uAM sớm pha so với uAB góc
2π 3
C uAM trễ pha hơn so với uMB góc 3π
4 D uAM sớm pha so với uMB góc
3π 4
Bài 13Cho đoạn mạch điện xoay chiều như hình vẽ Biết:
π
u U 100πt + ( V )
6
sin ; u U co 100πt + MB 0 π ( V )
3
s
Độ lệch pha của uAB so với dòng điện i là:
-π
-π 6
Bài 14Cho đoạn mạch điện xoay chiều AB như hình vẽ, trong đó R = 50 (Ω) ;
3 10
C F 3π
−
= cuộn dây có điện trở thuần không đáng kể Hai đầu đoạn mạch mắc vào nguồn xoay chiều có tần số f = 50 Hz Độ lệch pha giữa hai điện áp tức thời uAM và uMB là:
A 3π
π
5π
2π 3
Bài 15Đoạn mạch AB gồm các phần tử sau đây mắc nối tiếp, điện trở thuần R = 20 (Ω), cuộn cảm thuần có = 0,8
π và tụ điện có
4 10
C F π
−
= Hai đầu đoạn mạch mắc vào nguồn xoay chiều có tần số
50 Hz Chọn câu trả lời đúng về độ lệch pha giữa điện áp uAB giữa hai đầu đoạn mạch và dòng điện I trong mạch:
A uAB sớm pha so với i góc π
4 B uAB trễ pha so với i góc
π 4
C uAB sớm pha so với i góc π
3 D uAB trễ pha so với i góc
π 3
Bài 16Cho đoạn mạch như hình vẽ với cuộn dây chỉ có độ
tự cảm L Biết điện áp uAN và uMB lệch pha nhau góc π
2. Chọn biểu thức đúng:
M
M
r, L C
M
N
Trang 4A LCR = 1 B LC = R2 C L/C = R2 D C/ L = R2
Bài 17Cho đoạn mạch xoay chiều như hình vẽ với R 100 = (Ω) , cuộn dây chỉ có độ tự cảm L Hai đầu
đoạn mạch mắc với nguồn xoay chiều có f = 50Hz Các
điện áp uAN và uMB lệch pha nhau π
2 và uAM = 200/3 ( V ),
UMB = 150 V Độ tự cảm L bằng:
1
A H
2π
3
B H 2π
1
C H π
2
D H π
Bài 18Cho đoạn mạch xoay chiều như hình vẽ với
4
r L H ; C F ; f 50 Hz
−
điện áp uMB ?
A uAM trễ pha so với uMB góc π
4
B uAM sớm pha so với uMB góc π
3
C uAM trễ pha so với uMB góc 7π
12
D uAM sớm pha so với uMB góc 5π
6
DẠNG 5: BIỂU THỨC CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ BIỂU THỨC HIỆU ĐIỆN THẾ + Nếu : i = I cos( φ0 wt + 0)
thì u = U cos( φ0 wt + φ0 + )
+ Nếu: u = U cos( φ0 wt + 0)
thì i = I cos( φ0 wt + φ0 - )
Với:
Z
Z - Z tanφ
R
U
0 I
+ Nếu đoạn mạch chỉ có R thì φ = 0
+ Nếu đoạn mạch chỉ có L thì φ = π2
+ Nếu đoạn mạch chỉ có C thì φ = − π
2
+ Nếu đoạn mạch có L nối tiếp C với L C
Z > Z thì φ π
2 π
Z < Z thì φ -
2
=
=
Bài 19Cho đoạn mạch xoay chiều ko phân nhánh như hình vẽ trong đó R 20 = (Ω), cuộn cảm thuần có
4
−
= Cường độ dòng điện trong mạch là
i 2c 100πt (A )= os Biểu thức hiệu điện thế uAB là:
AB
π
A u 20 2c 100πt - ( V )
6
4
os
M
r, L C
R
B A
R
M
L
C R
N
Trang 5π
C u 40c 100πt + ( V )
4
6
os
Bài 20Cho đoạn mạch xoay chiều AB gồm R 30 3 = (Ω), cuộn cảm thuần có
4
−
=
mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu A, B của đoạn mạch hiệu điện thế AB
π
u 120 2c 100πt + ( V )
6
Biểu thức cường độ dòng điện trong mạch là:
A i 2 2c 100πt (A )= os B i 2 2c 100πt - (A )π
6
os π
C i 2 2c 100πt + (A )
3
os D i 2c= os(100πt (A ))
Bài 21Giữa hai điểm A và B có điện trở thuần R 100 = (Ω), cuộn cảm thuần có = 1 10 4
L H ; C F
−
=
mắc nối tiếp như hình vẽ Biểu thức hiệu điện thế tức thời giữa A và M là: uAM = 200c 100πt ( V )os Biểu thức hiệu điện thế uAB là:
AB
A u = 200c 100πt ( V )os
AB
B u = 200 2c 100πt ( V )os
AB
π
C u 200c 100πt - ( V )
2
os AB
π
D u 200 2c 100πt + ( V )
2
os
Bài 22Cho đoạn mạch xoay chiều gồm cuộn cảm thuần có L = 0,138 H và tụ điện có điện dung
C 21, 2 μF= Lấy 1 0,318
π ≈ Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u 80 2c 100πt ( V )= os thì biểu thức cường độ dòng điện trong mạch là:
π
A i 1,6 2c 100πt - (A )
2
π
C i 3, 2c 100πt + (A )
2
2
os
Bài 23Cho đoạn mạch xoay chiều như hình vẽ, trong đó R 50 = (Ω), cuộn dây chỉ có độ tự cảm Đặt
vào hai điểm M, N một điện áp xoay chiều
u U 2c= oswt ( V ) thì cường độ dòng điện trong mạch là:
π
i 2c t - (A )
3
os w Điện áp hiệu dụng U bằng:
A 100 2 ( V ) B 100 ( V ) C 120 ( V ) D 200 ( V )
Bài 24Cho đoạn mạch xoay chiều như hình vẽ với:
R = 60 3 ( ) ; ZΩ =60( ) ; U UΩ = ; uAM lệch
pha với uMB góc π
2, r bằng:
A 60 ( )Ω B 60 3 ( )Ω C 100 ( )Ω D 50 ( )Ω
A
R
B A
B A
M
C
B
Trang 6Bài 25Cho đoạn mạch AB gồm R = 52 30 3 ( ) Ω ≈ Ω , cuộn cảm thuần có = 1
L H ; 2π 4
5.10
π
−
= mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u 120 2c 100πt + (V)π
6
thức cường độ dòng điện trong mạch là:
π
A i 2c 100πt + (A )
3
3
os π
C i 2c 100πt - (A )
3
Bài 26Cho đoạn mạch xoay chiều không phân nhanh gồm điện trở thuần R = 20 Ω, cuộn dây chỉ có
độ tự cảm
4
−
= Cường độ dòng điện trong mạch i 2c= os(100πt (A )) Biểu thức điện áp u giữa hai đầu đoạn mạch là:
π
A u 40c 100πt + ( V )
4
4
os
C u 80c= os 100πt ( V ) D u 40 2c 100πt + ( V )π
4
os
Bài 27Cho đoạn mạch xoay chiều gồm R = 17,32 Ω và C = 318 μF mắc nối tiếp vào nguồn có điện
áp u 100 2c 100πt - ( V )π
6
os Biểu thức điện áp giữa hai đầu tụ là:
C
A u 50 2c= os 100πt ( V ) B u 50c= os(100πt ( V ))
C
π
C u 50 2c 100πt - ( V )
2
2
os
Bài 28Cho đoạn mạch như hình vẽ với R = 100 Ω, cuộn
cảm thuần có
4
L H ; C F
−
= mắc nối tiếp Biết điện
áp u 200cAM = os(100πt ( V )) Biểu thức điện áp uAB là:
AB
π
A u 200 2c 100πt + ( V )
2
4
os AB
π
C u 200c 100πt - ( V )
2
4
os
Bài 29Cho mạch điện như hình vẽ với R = 40 Ω, cuộn cảm
thuần có
4
L H ; C F
−
= Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch DB là: DB
π
u 80c 100πt - ( V )
3
os Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AB là:
AB
π
A u 200 2c 100πt + ( V )
6
12
os AB
5π
C u 160 2c 100πt - ( V )
12
4
os
DẠNG 6: CỘNG HƯỞNG ĐIỆN
1 Đoạn mạch mắc vào nguồn xoay chiều có U không đổi nhưng w thay đổi thì:
A
R
B A
R
D
Trang 72 2
Z = R ( Z Z )
I: max L 1 0 1
⇔ w - = → w = Lúc này ta có cộng hưởng điện
2 Khi có cộng hưởng điện thì:
+ Tổng trở mạch là : Z = Z min= R
+ Cường độ hiệu dụng: I = Imax = U/ R
+ Độ lệch pha φ 0 =
Bài 30Cho đoạn mạch xoay chiều RLC với L = 0,2H Hai đầu đoạn mạch mắc với nguồn xoay chiều
có hiệu điện thế hiệu dụng U không đổi nhưng tần số góc w thay đổi Khi w = 300 rad/s thì cường độ hiệu dụng I của mạch đạt giá trị cực đại Điện dung C của tụ là:
Bài 31Cho đoạn mạch xoay chiều gồm cuộn dây có điện trở thuần r 80 = (Ω), độ tự cảm L = 0,191 H
nối tiếp với tụ điện C thay đổi được Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch giữ ổn định:
u 100 2c 100πt ( V )= os Điều chỉnh C để trong mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng, lúc đó điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ là:
Bài 32Cho đoạn mạch xoay chiều gồm cuộn dây có r, L và tụ C mắc nối tiếp Tụ C thay đổi được
Mạch điện đặt vào điện áp xoay chiều có U không đổi, tần số f = 50 Hz Khi 1
25
C CμF
π
2
50
C CμF
π
= = thì cường độ hiệu dụng trong mạch là như nhau Để trong mạch có cộng hưởng thì điện dung C của tụ bằng:
4 10
2π
−
3π
−
5π
−
π
−
=
Bài 33Cho đoạn mạch xoay chiều gồm R, L và C mắc nối tiếp, trong đó R 50 = (Ω), C thay đổi Hai
đầu đoạn mạch mắc vào nguồn có điện áp ổn định u 200 2c 100πt ( V )= os Điều chỉnh C để trong mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện, biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch lúc đó là:
A i 4 c 100πt ( A )= os B i 4, 4 2 c 100πt π ( A )
2
os
C i 4, 4 c 100πt ( A )= os D i 4, 4 2 c= os(100πt ( A ))