TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VỀ ĐIỆN XOAY CHIỀU - VẬT LÝ THPT

Hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu cuộn dây là: Câu 2: Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp điện áp xoay chiều .Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch sớm pha hay trễ pha hơn cường độ dòng đ

ĐIỆN XOAY CHIỀU

1 Các biểu thức u – i

+ Biểu thức suất điện động xoay chiều :e = E0 cos(t + e)

+ Biểu thức cường độ dòng điện : i = I0 cos( t + i) (A) Với I0 là cường độ dòng điện cực đại, và 

là tần số góc, ilà pha ban đầu

Lưu ý

* Mỗi giây đổi chiều 2f lần

* Nếu pha ban đầu i =

+ Biểu thức hiệu điện thế : u = U0 cos( t + u) (A) Với U0 là hiệu điện thế cực đại, và  là tần số

góc, ulà pha ban đầu

U

I 

- Độ lệch pha giữa u – i:   u itan

- Độ lệch pha giữa u – i: tan ZL ZC

+ Số chỉ của ampe kế, và vôn kế cho biết giá trị hiệu dụng của hiệu điện thế và cường độ dòng điện

+ Nếu các điện trở được ghép thành bộ ta có:

Ghép nối tiếp các điện trở Ghép song song các điện trở

1 2 n

R  R  R   R

Ta nhận thấy điện trở tương đương của mạch khi

đó lớn hơn điện trở thành phần Nghĩa là : Rb > R1,

Ta nhận thấy điện trở tương đương của mạch khi

đó nhỏ hơn điện trở thành phần Nghĩa là : Rb <

R1, R2Ghép nối tiếp các tụ điện Ghép song song các tụ điện

Ta nhận thấy điện dung tương đương của mạch khi

đó nhỏ hơn điện dung của các tụ thành phần

Nghĩa là : Cb < C1, C2…

1 2 n

C  C  C   C

Ta nhận thấy điện dung tương đương của mạch khi

đó lớn hơn điện dung của các tụ thành phần

Nghĩa là : Cb > C1, C2…

2 Hiện tượng cộng hưởng điện

+ Khi cú hiện tượng cộng hưởng điện ta cú: I = I max = U/R trong mạch cú ZL = ZC hay 2

LC = 1, hiệu điện thế luụn cựng pha với dũng điện trong mạch, UL = UC và U=UR; hệ số cụng suất cos=1

3.Công suất của đoạn mạch xoay chiều

+ Công thức tính công suất tức thời của mạch điện xoay chiều: p =u.i = U0 I0 cost cos(t+ )

Với U0 = U 2; I0 = I 2 ta có : p = UIcos + UIcos(2t+)

+ Công thức tính công suất trung bình :

UIcos + UIcos(2 t+ ) UIcos UIcos(2 t+ )

Lại có: UIcos(2 t+ )   0 nên p  UIcos + UIcos(2 t+ )    UIcos   UIcos 

Vậy: p=UIcos  Cos = R

Z Phụ thuộc vào R, L, C và f

Cụng suất của dũng điện xoay chiều L,C,=const, R thay đổi R,C,=const, Lthay đổi R,L,=const, C thay đổi R,L,C,=const, f thay đổi

2

U

P =

1: L C

U

P =

1:

4 Máy phát điện xoay chiều:

a Nguyên tác hoạt động: Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ : Khi từ thông qua một vòng dây biến

thiên điều hoà, trong vòng dây xuất hiện một suất điện động xoay chiều  0 co s  t trong đó:

e     N  N   t   N   t   Đặt E0 =NBS là giá trị cực đại của suất điện động

b Máy phát điện xoay chiều một pha

Gồm có hai phần chính:

+ Phần cảm : Là một nam châm điện hoặc nam châm vĩnh cửu.Phần cảm tạo ra từ trường

+ Phần ứng: Là những cuộn dây, xuất hiện suất điện động cảm ứng khi máy hoạt động Tạo

ra dòng điện

+ Một trong hai phần này đều có thể đứng yên hoặc là bộ phận chuyển động

+ Bộ phận đứng yên gọi là Stato, bộ phận chuyển động gọi là Rôto

c Máy phát điện xoay chiều ba pha

Dũng điện xoay chiều ba pha là hệ thống ba dũng điện xoay chiều, gõy bởi ba suất điện động

xoay chiều cựng tần số, cựng biờn độ nhưng độ lệch pha từng đụi một là 2

Máy phát mắc hình tam giác: Ud = Up

Tải tiêu thụ mắc hình sao: Id = Ip

Tải tiêu thụ mắc hình tam giác: Id = 3 Ip

Lưu ý: Ở máy phát và tải tiêu thụ thường chọn cách mắc tương ứng với nhau

+ Gåm: Stato: Lµ hÖ thèng gåm ba cuén d©y riªng rÏ, hoµn toµn gièng nhau quÊn trªn ba lâi s¾t lÖch nhau

1200 trªn mét vßng trßn R«to lµ mét nam ch©m ®iÖn

5 M¸y biÕn ¸p- truyÒn t¶i ®iÖn n¨ng ®i xa:

N  U  I  E

b Hao phÝ truyÒn t¶i:

Công suất hao phí trong quá trình truyền tải điện năng:

2 2

2.

Trong đó: P là công suất truyền đi ở nơi cung cấp

U là điện áp ở nơi cung cấp

cos là hệ số công suất của dây tải điện

R l

S



 là điện trở tổng cộng của dây tải điện (lưu ý: dẫn điện bằng 2 dây)

Độ giảm điện áp trên đường dây tải điện: U = IR

Hiệu suất tải điện: H  P   P 100%

* Khi R=R1 hoặc R=R2 thì P có cùng giá trị Ta có

* Trường hợp cuộn dây có điện trở R0 (hình vẽ)

C LM

* Khi

2 24

RLM

U U

L CM

RCM

U U

LM

U L U

CM

U L U

e Hai đoạn mạch AM gồm R1L1C1 nối tiếp và đoạn mạch MB gồm R2L2C2 nối tiếp mắc nối tiếp

với nhau có UAB = UAM + UMB  uAB; uAM và uMB cùng pha  tanuAB = tanuAM = tanuMB

f Hai đoạn mạch R1L1C1 và R2L2C2 cùng u hoặc cùng i có pha lệch nhau 

Trường hợp đặc biệt  = /2 (vuông pha nhau) thì tan1tan2 = -1

VD: * Mạch điện ở hình 1 có uAB và uAM lệch pha nhau 

Ở đây 2 đoạn mạch AB và AM có cùng i và uAB chậm pha hơn uAM

 AM – AB =   tan tan tan

R R

* Mạch điện ở hình 2: Khi C = C1 và C = C2 (giả sử C1 > C2) thì i1 và i2 lệch pha nhau 

Ở đây hai đoạn mạch RLC1 và RLC2 có cùng uAB

Gọi 1 và 2 là độ lệch pha của uAB so với i1 và i2

Câu 1: Cho một đoạn mạch xoay chiều nối tiếp gồm điện trở R, cuộn dây thuần cảm L và tụ C , đặt vào hai

đầu đoạn mạch hiệu điện thế u  100 2 cos(100  t V ) , lúc đó ZL  2 ZC và hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu

điện trở là UR = 60V Hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu cuộn dây là:

Câu 2: Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp điện áp xoay chiều Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch sớm

pha hay trễ pha hơn cường độ dòng điện phu thuộc vào:

Câu 3: Một cuộn dây có điện trở thuần r 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 4: Cho mạch điện như hình vẽ hộp kín X gồm một trong ba phần tử địên trở thuần, cuộn dây, tụ điện Khi

đặt vào AB điện áp xoay chiều có U

AB=250V thì U

AM=150V và U

MB=200V Hộp kín X là:

A Cuộn dây cảm thuần B Cuộn dây có điện trở khác không

C Tụ điện D Điện trở thuần

Câu 5: Trong mạch RLC mắc nối tiếp đang xảy ra cộng hưởng nếu tăng tần số dòng điện và giữ nguyên các

thông số khác thì kết luận nào sau đây là sai

A Hệ số công suất của đoạn mạch giảm B Cường độ hiệu dụng của đoạn mạch giảm

C Điện áp giữa hai bản tụ tăng D Điện áp trên điện trở thuần giảm

Câu 6: Chọn câu đúng Một đoạn mạch gồm cuộn dây có cảm kháng 20Ω và tụ điện có điện dung

Câu 7: 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 sau đây là đúng

u = Z

L

u = Z

Câu 9: Cho mạch mắc theo thứ tự RLC mắc nối tiếp, đặt và hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ,biết R và L

không đổi cho C thay đổi Khi UC đạt giá trị cức đại thì hệ thức nào sau đây là đúng

A U2Cmax= U2 + U2(RL) B UCmax = UR + UL C UCmax = UL 2 D UCmax =

3UR

Câu 10: Một dòng điện xoay chiều có cường độ hiệu dụng là I có tần số là f thì điện lượng qua tiết diện của

dây trong thời gian một nửa chu kì kể từ khi dòng điện bằng không là :



D

2

f I



Câu 11: Cho đoạn mạch mắc nối tiếp trong đó tụ diện có điện dung thay đổi được biết điện áp hai đầu đoạn

mạch là u=200 2cos100πt (V) khi C=C1=

410 4



(F )và C=C2=

410 2



(F)thì mạch điện có cùng công suất P=200W.cảm kháng và điện trở thuần của đoạn mạch là

A ZL=300Ω ;R=100Ω B ZL=100Ω ;R=300Ω C ZL=200Ω ;R=200Ω D ZL=250Ω

;R=200Ω

Câu 12: Một đoạn mạch xoay chiều R,L,C ( cuộn cảm thuần ) , R thay đổi Đặt vào 2 đầu đoạn mạch điệnáp

xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi U = 100 V, sau đó điều chỉnh R  R1( các đại lượng khác giữ nguyên) để cong suất tiêu thụ cực đại trên mạch là PMax.Biết Z L 50  và Z C 40  Giá trị của R1 và

Max

P là

A 20  và 400 W B 20  và 500 W C 10  và 500 W D 10  và 400 W

Câu 13: Một đoạn mạch xoay chiều gồm 2 trong 3 phần tử R, L hoặc C mắc nối tiếp Biểu thức hiệu điện thế 2

đầu mạch và cường độ dòng điện qua mạch là 80 cos 100 ( )

Câu 14: Đoạn mạch xoay chiều AB chỉ chứa một trong các phần tử : điện trở thuần , tụ điện hoặc cuộn cảm

Khi đặt điện áp 0cos( )( )

Câu 15: Dòng điện xoay chiều hình sin chạy qua một đoạn mạch có biểu thức có biểu thức cường độ

2I

Câu 16: Trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có tụ điện , nếu đồng thời tăng tần số của điện áp lên 4 lần và giảm

điện dung của tụ điện 2 lần ( U0 không đổi ) thì cường độ hiệu dụng qua mạch

A tăng 2 lần B tăng 3 lần C giảm 2 lần D giảm 4 lần

Câu 17: Phát biểu nào sau đây là đúng nhất khi nói về dòng điện xoay chiều hình sin ?

A Chiều dòng điện thay đổi tuần hoàn theo thời gian B Chiều thay đổi tuần hoàn và cường độ biến thiên

điều hoà theo thời gian

C Chiều và cường độ thay đổi đều đặn theo thời gian D Cường độ biến đổi tuần hoàn theo thời gian Câu 18: Mắc nối tiếp một một bóng đèn và một tụ điện rồi mắc vào mạng điện xoay chiều thì đèn sáng bình

thường Nếu ta mắc thêm một tụ điện song song với tụ điện ở mạch trên thì

A đèn sáng hơn trước B đèn sáng hơn hoặc kém sáng hơn tuỳ thuộc vào điện dung của tụ

điện đã mắc thêm C độ sáng của đèn không thay đổi D đèn sáng kém hơn trước

Câu 19: Một mạch R,L,C,mắc nối tiếp trong đó R= 120, L không đổi còn C thay đổi được Đặt vào hai đầu mạch một nguồn có U, f = 50Hz sau đó điều chỉnh C đến khi C = 40/ F thì UCmax L có giá trị là:

A: 0,9/ H B: 1/ H C: 1,2/ H D:1,4/ H

Câu 20: Một mạch R,L,C mắc nối tiếp mà L,C không đổi R biến thiên Đặt vào hai đầu mạch một nguồn

xoay chiều rồi điều chỉnh R đến khi Pmax, lúc đó độ lệch pha giữa U và I là

C: mạch chỉ có R thì I  R D: Công suất tiêu thụ trên cuộn cảm  L

Câu 23: Đối với đoạn mạch xoay chiều có điện trở thuần mắc nối tiếp với với cuộn dây thuần cảm kháng thì:

A Tổng trở của đoạn mạch tính bởi Z = R2 (  L )2

B Dòng điện nhanh pha hơn so với hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch

C Điện năng tiêu hao trên cả điện trở lẫn cuộn dây

D Dòng điện tức thời qua điện trở và qua cuộn dây là như nhau còn giá trị hiệu dụng thì khác nhau

Câu 24: Cho mạch RLC mắc nối tiếp Cuộn dây thuần cảm có L = 0,1/ (H), điện trở thuần R = 10,tụ C = 500/ ( F) Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế xoay chiều có tần số f=50Hz thì tổng trở của mạch là:

F Mắc vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện thế xoay hiều u=U0sin100t(V)

Để hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch cùng pha với hiệu điện thế hai đầu điện trở R thì giá trị độ từ cảm của cuộn dây là

Câu 32: Cho mạch R, L, C nối tiếp đang trong tình trạng cộng hưởng Tăng dần tần số dòng điện, giữ nguyên

tất cả các thông số khác Chọn phát biểu sai?

A Hệ số công suất của mạch giảm B Cường độ hiệu dụng của dòng giảm

C Hiệu thế hiệu dụng trên tụ tăng D Hiệu thế hiệu dụng trên điện trở giảm

Câu 33: Một tụ điện có dung kháng 30() Chọn cách ghép tụ điện này nối tiếp với các linh kiện điện tử khác

dưới đây để được một đoạn mạch mà dòng điện qua nó trễ pha so với hiệu thế hai đầu mạch một góc

V

R

BC

r, LA

R

BC

LA

R

BC

LA

C một điện trở thuần 15() và một cuộn thuần cảm có cảm kháng 15()

D một điện trở thuần 30() và một cuộn thuần cảm có cảm kháng 60()

Câu 34: Một hiệu thế xoay chiều f = 50(Hz) thiết lập giữa hai đầu của một đoạn mạch điện gồm R, L, C với

4

(F) Người ta muốn ghép tụ điện có điện dung C' vào mạch điện nói trên để cho cường

độ hiệu dụng trong mạch đạt giá trị cực đại thì C' phải bằng bao nhiêu và được ghép như thế nào?

Câu 35: Cho mạch R, L, C mắc nối tiếp uAB = 170cos100t(V) Hệ số công suất của toàn mạch là cos1 = 0,6

và hệ số công suất của đoạn mạch AN là cos2 = 0,8; cuộn dây thuần cảm Chọn câu đúng?

6



Cường độ hiệu dụng I = 2(A) Biểu thức của cường độ tức thời là:

Câu 37: Cho mạch điện như hình vẽ Cuộn dây thuần cảm có



 2

(F) hoặc



4

10 4

V

R

BC

LA

R

BC

r, L

V

Câu 39: Cho mạch điện R, L, C với uAB  200 2 cos 100  t(V) và R  100 3() Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch MN nhanh pha hơn hiệu thế hai đầu đoạn mạch AB một góc

3

2

Cường độ dòng điện i qua mạch

có biểu thức nào sau đây?

Câu 40: Một khung dây hình chữ nhật kích thước 20 cm x 30 cm gồm 100 vòng dây đặt trong từ trường đều có

cảm ứng từ B= 0,02 T và có hướng vuông góc với trục quay đối xứng của khung dây Cho khung quay đều với tốc độ 120 v/ph Giá trị cực đại của suất điện động cảm ứng xuất hiên trong khung là

Câu 41: Trong động cơ không đồng bộ ba pha, khi nam châm bắt đầu quay với vận tốc góc  Phát biểu nào

sau đây đúng?

A Lực điện từ tác dụng lên khung dây làm nó quay ngược chiều với nam châm

B Khung dây quay cùng chiều với nam châm với vận tốc 0 >  vận tốc góc quay của nam châm

C Khung dây quay cùng chiều với nam châm với vận tốc 0 < 

D Khung dây quay ngược chiều với nam châm với vận tốc 0 > 

Câu 42: Một máy biến thế có tỉ số vòng 5

Câu 43: Một trạm phát điện truyền đi với công suất 100(kW), điện trở dây dẫn là 8() Hiệu điện thế ở hai đầu

trạm là 1000(V) Nối hai cực của trạm phát điện với một biến thế có 0 , 1

n

n k

Câu 44: Nguyên nhân nào làm giảm hiệu suất của máy biến thế?

A Tác dụng Joule B Dòng Foucault C Tác dụng cảm ứng điện từ D Cả A và

B đúng

09: Một máy biến thế có cuộn sơ cấp gồm 10000 vòng dây, cuộn thứ cấp có 500 vòng dây, mắc vào mạng điện

xoay chiều có hiệu điện thế U1 = 200V Biết công suất của dòng điện 200W Cường độ dòng qua cuộn thứ cấp

có giá trị ( máy được xem là lí tưởng)

Câu 45: Để tạo ra suất điện động xoay chiều ngời ta cho một khung dây có điện tích không đổi, quay đều trong

một từ trờng đều

Để tăng suất điện động này ngời ta có thể Chọn đáp án sai:

A Tăng số vòng dây của khung dây B Tăng tốc độ quay của khung dây

C Tăng cả số vòng dây và tốc độ quay của khung dây D Tăng pha dao động

Câu 46 Một máy phát điện xoay chiều một pha có rôto là một nam châm điện gồm 10 cặp cực

Để phát ra dòng điện xoay chiều có tần số 50 Hz thì vận tốc quay của rôto phải bằng

A 300 vòng/phút B 500 vòng/phút C 3000 vòng /phút D 1500

vòng/phút

R

BC

LA

MA

N

Câu 47: Người ta cần truyền một công suất điện một pha 104 KW với hiệu điện thế truyền đi là 50 KV , nơi

tiêu thụ có hệ số công suất la 0,8 Muốn cho hao phí do toả nhiệt trên đường dây không quá 10% thì điện trở

dây dẫn có giá trị là

A R  16  B 10   R  12  C R  20  D R  14 

Câu 48: Một trạm phát điện có công suất 100 KW điện năng được truyền đi trên một dây dẫn có điện trở ,sau

một ngày đêm thì công tơ điện ở nơi truyền đi và nơi tiêu thụ chênh lệch nhau 240KW.h Hiệu suất truyền tải

điện năng là:

Câu 49: Cho một máy biến thế có hiệu suất 80% Cuộn sơ cấp có 150 vòng, cuộn thứ cấp có 300 vòng Hai đầu

cuộn thứ cấp nối với một cuộn dây có điện trở hoạt động 100Ω, độ tự cảm 1/π( H) Hệ số công suất mạch sơ cấp

bằng 1 Hai đầu cuộn sơ cấp được đặt ở hiệu điện thế xoay chiều có U1 = 100V, tần số 50Hz

Tính công suất mạch sơ cấp

Câu 50: Một động cơ không đồng bộ 3 pha mắc hình sao vào mạng điện 3 pha có điện áp dây là 380 V Động

cơ có công suất cơ học là 4 KW , hiệu suất 80 % và hệ số công suất là 0,8 Cường độ dòng điện qua cuộn dây

động cơ là

Câu 51: Một máy biến áp có tỉ số vòng dây giữa cuộn sơ cấp và thứ cấp là 20 ( bỏ qua điện trở thuần của cá

cuộn dây ) Mắc song song vào hai đầu cuộn thứ cấp 2 bóng đèn giống nhau có ghi 12 V- 6 W thì các bóng đèn

sáng bình thường Cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn sơ cấp là

Câu 52: Mạch như hình vẽ, C = 318(F), R biến đổi Cuộn dây thuần cảm, hiệu điện thế hai đầu mạch

t 100

Câu 53: Hộp kín (có chứa tụ C hoặc cuộn dây thuần cảm L) được mắc nối tiếp với điện trở R = 40() Khi đặt

vào đoạn mạch xoay chiều tần số f = 50(Hz) thì hiệu điện thế sớm pha 45 so với dòng điện trong mạch Độ từ

cảm L hoặc điện dung C của hộp kín là:



(F)

Câu 54: Một đèn ống được mắc vào mạng điện xoay chiều tần số f = 50(Hz), U = 220(V) Biết rằng đèn chỉ

sáng khi hiệu điện thế giữa hai cực của đèn đạt giá trị u  155(V) Trong một chu kỳ thời gian đèn sáng là:

Câu 56: Máy phát điện xoay chiều có công suất 1000(KW) Dòng điện do nó phát ra sau khi tăng thế lên đến

110(KV) được truyền đi xa bằng một dây dẫn có điện trở 20() Hiệu suất truyền tải là:

Câu 57: Tìm câu sai Từ thông xuyên qua khung dây dẫn gồm N vòng phụ thuộc vào:

A Từ trường B xuyên qua khung B Góc hợp bởi B với mặt phẳng khung

R

BCL

A

M