TÀI LIỆU CHINH PHỤC CHƯƠNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

Nơi tiêu thụ người ta cũng mắc 1 công tơ để đo điện tiêu thụ,mỗi ngày đêm công tơ chỉ chạy 38400kwh.nếu nâng điện áp tiêu thụ lên 2 lần nhưng công suất nơi tiêu thụ không đổi thì mỗi ngà

Theo dõi facebook thầy Tùng và thường xuyên cập nhật thêm tài liệu hữu ích

Câu 1: Đặt điện áp xoay chiều có giá tri hiệu dung U không đổi, tần số góc ω thay đổi vào hai đầu mach R, L, C mắc nt

gia trị nào sau đây ?

Hướng dẫn

1

1 C

1 C

  12 =

1

L1 C1

R

L1 L1

R

R R

k

=

2

1 1

k

= 0,6

k

3

1

< 1 Loại

Câu 2: Trong giờ thực hành, một học sinh mắc đoạn mạch AB gồm điện trở thuần R = 40 Ω, tụ điện có điện dung C và cuộn dây có độ tự cảm L nối tiếp nhau theo đúng thứ tự trên Gọi M là điểm nối giữa điện trở thuần và tụ điện, N là điểm nối giữa tụ điện và cuộn dây Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một điện áp xoay chiều tần số 50 Hz và có giá trị hiệu

15,73 V Độ tự cảm và điện trở thuần của cuộn dây có giá trị lần lượt là

Hướng dẫn

I

= 120Ω

Câu 3: Mạch điện xoay chiều R, L, C mắc nối tiếp Điện áp ở hai đầu đoạn mạch là u=Uocosωt Chỉ có ω thay đổi được

cực đại n lần (n > 1) Biểu thức tính R là

2

  

1 2 2

  

1 2 2

  

1 2 2

L

 

Hướng dẫn

1

1 C

2

1 C

C(

1

1

 + 2

1

1

   C1 =

2

1

1

1 C

1

1 C

2

  



TÀI LIỆU CHINH PHỤC CHƯƠNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

Phần 2 Thầy Phạm Văn Tùng — hocmai.vn

Thầy Phạm Văn Tùng — Hocmai.vn — Pen-C Pen-I Pen-M N2 | Facebook: Phạm Văn Tùng

Câu 4: Đặt một điện áp u = U0cost(U0 không đổi, thay đổi được) vào 2 đầu đoạn mạch gồm R, L, C mắc nối tiếp thỏa

mỗi vôn kế đều có 1 giá trị cực đại, thứ tự lần lượt các vôn kế chỉ giá trị cực đại khi tăng dần tần số là

Hướng dẫn

2 2 2

y





2

2

2 4 2

L

L C



 =

2

(2 CR )

2

1

2 L

C

 

2

UR 1

C

  



2 2

y

C )2 + 12

2

2

L

C

LC



  ; 3 =

2 2

So sánh (1); (2), (3):

2 2

LC

-1

LC=

LC(2L CR ) LC(2L CR )

1

LC

2 2

Câu 5: Người ta dùng một vôn kế (có điện trở rất lớn) và một điện trở đã biết R = 100 để xác định điện dung C của một tụ, điện trở r cùng hệ số tự cảm L của một cuộn dây.Lần đầu mắc tụ nối tiếp với cuộn dây vào một hiệu điện thế xoay

ở hai đầu tụ Lần hai mắc thêm điện trở R nối tiếp với tụ và cuộn dây vào mạch điện rồi đo hiệu điện thế hai đầu tụ được '

C

a) Hãy tính r, L, C

A 200  ; 0,318H; 12,7F B 200  ; 0,626H; 12,7F

C 100  ; 0,626H; 12,7F D 100  ; 0,318H; 12,7F

b) Tính công suất tiêu thụ trong mỗi trường hợp ở trên

Hướng dẫn

d

Z

Z = Ud

U =80 5

200 = 2

C

U'

U = Z

5Z2 = 9

5ZC2

2

r 0,64=

2

r 0,8

2

r

C

1

C

U

Z =200

C

U'

Z =200 5

3.250 = 0,8 5

Câu 6: Đặt điện áp xoay chiều u = 100 2 cost (có  thay đổi được trên đoạn [100π,200π] ) vào hai đầu đoạn mạch

nhất và nhỏ nhất tương ứng là

3 13

Hướng dẫn

U

2

1

10  X 7.10 X



U

U

400

(V)

U

U

100 3

10

(V)

5 3

400

3

100

(V) Chọn đáp án A

Câu 7: Đặt điện áp xoay chiều u = 100 2 cost (có  thay đổi được trên đoạn [50π; 100π] ) vào hai đầu đoạn mạch có

lớn nhất và nhỏ nhất tương ứng là

3 V; 100

3

3

Hướng dẫn

Thầy Phạm Văn Tùng — Hocmai.vn — Pen-C Pen-I Pen-M N2 | Facebook: Phạm Văn Tùng

U 1

C



=

2 2 4 2 2 2

U

L C  (R C 2LC) 1

U

=

U

Xét biểu thức : y =

8 4

4 2

4 4

625 17500 10 10

= 625.454

10

min

U

y =

4

100 625.45 10

max

U

y = 100

Câu 8: Đặt điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng U = 120 V tần số f = 60 Hz vào hai đầu một bóng đèn huỳnh quang Biết đèn chỉ sáng lên khi điện áp đặt vào đèn không nhỏ hơn 60 2 V Tỉ số thời gian đèn sáng và đèn tắt trong 30 phút là

Hướng dẫn Giả sử biểu thức điện áp u = 120 2 cos(t + )

Đèn sáng khi u = 120 2 cos(t + )  60 2  cos(t + )  0,5

t¾ t

t

Khi f = 60Hz thì T = 1/60 s Trong khoảng t = 30 phút = 1800 s = 108000T

Do đó: Tỉ số thời gian đèn sáng và đèn tắt trong 30 phút là 2 lần

Câu 9: Ở nơi truyền tải điện năng người ta mắc 1 công tơ điện để đo điện năng truyền tải,mỗi ngày đêm công tơ chạy 48000kwh Nơi tiêu thụ người ta cũng mắc 1 công tơ để đo điện tiêu thụ,mỗi ngày đêm công tơ chỉ chạy 38400kwh.nếu nâng điện áp tiêu thụ lên 2 lần nhưng công suất nơi tiêu thụ không đổi thì mỗi ngày đêm công tơ nơi truyền tải chỉ bao nhiêu sao đây.giả thiết hệ số công suất cả hệ thống =1

Hướng dẫn

1

P U

2

4

 = 2400 kW

Câu 10: Trong mạch điện xoay chiều gồm R và C với R = 3 ZC .tại 1 thời điểm hiệu điện thế tức thời của điện trở và

tụ là 60 6 V và 80 2 V hiệu điện thế hiệu dụng 2 đầu đoạn mạch là

Hướng dẫn

2

R

2

0R

u

U +

2 C 2 0C

u

2 R 2 0C

u 3U +

2 C 2 0C

u

0C

U = 2 R

u + 3 2 C

2

0C



 ; 100

Câu 11: Mạch điện gồm có cuộn dây, điện trở trong ℓà 50 Ω, độ tự cảm của mạch ℓà 0,4

mạng điện xoay chiều có tần số thay đổi được Xác định tần số dòng điện để công suất trong mạch ℓà cực tiểu?

Hướng dẫn Gọi U là điện áp hiệu dụng đặt vào hai đầu mạch:

2

2 2 L

U R

Do đó P cực tiểu khi f  ∞

Câu 12: Mạch điện có hai phần tử RC có C thay đổi, được mắc vào mạng điện xoay chiều có tần số 50 Hz, biết điện trở trong mạch ℓà 60 Ω Xác định giá trị của điện dung C để công suất trong mạch ℓà ℓớn nhất?

Hướng dẫn Gọi U là điện áp hiệu dụng đặt vào hai đầu mạch:

2

2 2 C

U R

Do đó P cực đại khi C  ∞

Câu 13: Mạch RLC mắc nối tiếp được mắc vào mạng điện xoay chiều có tần số thay đổi được Khi tần số f1 = 20 Hz và

Hướng dẫn

2

L C

U R

2 C ( 1

1

f +

1

1

4 LC = f2

Câu 14: Một hộp kín X chỉ chứa một trong 3 phần tử ℓà R hoặc tụ điện có điện dung C hoặc cuộn cảm thuần có độ tự

2

A Hộp X chứa:

 H

100 3

 H

Hướng dẫn

Khi f = 50Hz Áp dụng

2 2 0

i

I +

2 2 0

u

0

1

I +

2 2 0

3.100

0

3

I +

2 2 0

100

Do đó khi f = 50Hz thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch I = 2 A

2

0

U

 H

Thầy Phạm Văn Tùng — Hocmai.vn — Pen-C Pen-I Pen-M N2 | Facebook: Phạm Văn Tùng

Câu 15: Cho mạch điện RLC mắc nối tiếp, cuộn dây có điện trở trong r bằng một nửa độ lệch giữa dung kháng của tụ điện và cảm khảng của cuộn dây Đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều có điện áp hiệu dụng và tần số không

Hướng dẫn

L C

U (R r) (R r) (Z Z )



2

2 2

U (R r) (R r) 4r



L C

U R (R r) (Z Z ) =

2

2 2

U R (R r) 4r (**)

2 2

U R (R r) 4r =

2 2

U 5r

R

5

Câu 16: Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn dây có điện trở thuần R có cảm

mạch có pha ban đầu hơn kém nhau

6

Hướng dẫn

R

R

R

1 2

tan tan

1 tan tan

 

2

300 100

100.300 1

R





= 1

Câu 17: Người ta truyền tải điện năng đến một nơi tiêu thụ bằng đường dây một pha có điện trở R Nếu điện áp hiệu dụng đưa lên hai đầu đường dây là U và cường độ dòng điện là I thì hiệu suất truyền tải điện năng là 60% Để hiệu suất truyền tải tăng đến 90% mà công suất truyền đến nơi tiêu thụ vẫn không thay đổi thì cần điều chỉnh cường độ dòng điện trên dây như thế nào?

Hướng dẫn Gọi P là công suất nơi tiêu thụ

0,6 (1)

Lúc sau: Hiệu suất truyền tải: H’ =

'

P P

P



6 = 0,408I = 0,41I Đáp án A

Câu 18: Điện năng được truyền từ nơi phát đến một xưởng sản xuất bằng đường dây một pha với hiệu suất truyền tải là 90% Ban đầu xưởng sản xuất này có 90 máy hoạt động, vì muốn mở rộng quy mô sản xuất nên xưởng sản xuất đã nhập

về thêm một số máy Hiệu suất truyền tải lúc sau đã giảm đi 10% so với ban đầu Coi hao phí điện năng chỉ do tỏa nhiệt trên đường dây, công suất tiêu thụ điện của các máy hoạt động (kể cả các máy mới nhập về) đều như nhau và hệ số công suất trong các trường hợp đều bằng 1 Nếu giữ nguyên điện áp nơi phát thì số máy hoạt động đã được nhập về thêm là

Hướng dẫn Gọi P là công suất tiêu thụ của một máy; n là số máy lần sau

P



n

2

R

2

R

2

R

U =

16

25

2

R

P



2 2

25n

Từ (1) và (2) 

2 2

25n

Do đó số máy được nhập thêm hoạt động là 160 – 90 = 70

Câu 19: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U vào hai đầu một đoạn mạch chỉ có tụ điện C Cường độ dòng điện

2

U thì cường độ tức thời i trong mạch là

2

2

2

2

I Hướng dẫn

Giả sử u = U 2 cost (V) thì cường độ dòng điện qua mạch i = I 2 cos(t + π/2) (A)

2 2

8

 = I 5

Câu 20: Một người định cuốn một biến thế từ hiệu điên thế U1 = 110V lên 220V với lõi không phân nhánh, không mất mát năng lượng và các cuộn dây có điện trở rất nhỏ , với số vòng các cuộn ứng với 1,2 vòng/Vôn Người đó cuốn đúng hoàn toàn cuộn thứ cấp nhưng lại cuốn ngược chiều những vòng cuối của cuộn sơ cấp Khi thử máy với nguồn thứ cấp

là:

Hướng dẫn

2

Gọi n là số vòng dây bị cuốn ngược Khi đó ta có

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

Thầy Phạm Văn Tùng — Hocmai.vn — Pen-C Pen-I Pen-M N2 | Facebook: Phạm Văn Tùng

Câu 21: Một người định quấn một máy hạ áp từ điện áp U1 = 220 (V) xuống U2 =110 (V) với lõi không phân nhánh, xem máy biến áp là lí tưởng, khi máy làm việc thì suất điện động hiệu dụng xuất hiện trên mỗi vòng dây là 1,25 Vôn/vòng Người đó quấn đúng hoàn toàn cuộn thứ cấp nhưng lại quấn ngược chiều những vòng cuối của cuộn sơ cấp Khi thử máy

Hướng dẫn

2

2

1 2

N

2

1



Câu 22: Một máy biến áp lý tưởng gồm một cuộn sơ cấp và hai cuộn thứ cấp Cuộn sơ cấp có n1 = 1320 vòng , điện áp

điện qua cuộn sơ cấp là :

Hướng dẫn

12

2 1

13

3 1 1

I  U n 1320264  264 44

Câu 23: Người ta truyền tải dòng điện xoay chiều từ tram phát điện cách nơi tiêu thu 10km bằng dây dẫn kim loại có

và 500kw Hiệu suất của của quá trình truyền tải điện là:

Hướng dẫn

 

2

R

P P 2l 5.10 2,5.10 2.10

7,716.10

P S(Ucos ) 0,4.10 10 0,81









H = 1-0,0772 = 0,9228 = 92,28%

Câu 24: Một máy biến áp lí tưởng có hiệu suất bằng 1 được nối vào nguồn điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 5V Biết số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp là 100vong và 150 vòng Do cuộn sơ cấp có 10 vòng bị quấn ngược nên điện áp thu được ở cuộn thứ cấp là:

Hướng dẫn

2

e E 150E U 150  80 

Câu 25: Một học sinh quấn một máy biến áp có số vòng dây cuộn thứ cấp gấp hai lần số vòng dây cuộn sơ cấp Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 1,92U Khi kiểm tra thì phát hiện trong cuộn thứ cấp có 40 vòng dây bị quấn ngược chiều so với đa số các vòng dây trong

đó Bỏ qua mọi hao phí máy biến thế Tổng số vòng dây đã được quấn trong máy biến thế này là

Hướng dẫn

2

N

Tổng số vòng dây đã được quấn trong máy biến thế này là 3000 vòng

Câu 26: Có hai máy biến áp lí tưởng (bỏ qua mọi hao phí) cuộn sơ cấp có cùng số vòng dây nhưng cuộn thứ cấp có số vòng dây khác nhau Khi đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi vào hai đầu cuộn thứ cấp của máy thứ nhất thì tỉ số giữa điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở và cuộn sơ cấp của máy đó là 1,5 Khi đặt điện áp xoay chiều nói trên vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy thứ hai thì tỉ số đó là 2 Khi cùng thay đổi số vòng dây của cuộn thứ cấp của mỗi máy 50 vòng dây rồi lặp lại thí nghiệm thì tỉ số điện áp nói trên của hai máy là bằng nhau Số vòng dây của cuộn sơ cấp của mỗi máy là

Hướng dẫn

Theo bài ra ta có:

11

U

U =N1

U =N2

N



N



1,5N + 50 = 2N - 50  N = 200 vòng

Câu 27: Bằng đương dây truyền tải 1 pha điện năng từ 1 nhà may phát điện dc truyền đen nơi tieu thụ la 1 khu chung

cư Người ta thấy nếu tawnghdt nơi phát từ U lên 2U thì số hộ dân có đủ điện để thiêu thụ tăng từ 80 lên 95 hộ.biết chỉ

có hao phí trên đường truyền là dáng kể các hộ dân tiêu thụ điện năng như nhau.nếu thay thế sợi dây trên = sợi siêu dẫn

để tải điện thì số hộ dân co đủ điện tiêu thụ là bao nhiêu.công suất nơi phát ko đổi

Hướng dẫn

hộ dân được cung cấp điện khi dùng dây siêu dẫn

Câu 28: Người ta truyền tải điện năng đến một nơi tiêu thụ bằng đường dây một pha có điện trở R Nếu điện áp hiệu dụng đưa lên hai đầu đường dây là U = 220 V thì hiệu suất truyền tải điện năng là 60% Để hiệu suất truyền tải tăng đến 90% mà công suất truyền đến nơi tiêu thụ vẫn không thay đổi thì điện áp hiệu dụng đưa lên hai đầu đường dây bằng bao nhiêu?

Hướng dẫn Gọi P là công suất nơi tiêu thu, R điện trở đường dây

2 1

R

2 2

R

2

P

P



 =

2 1 2 2

(P P ) (P P )

 

 

2 2 2 1

U

1

P

1

1

1

1 H H



2

P

2

1

2

1 H H



1

(P P ) (P P )

 

  =

1 2

H

H = 2

2

P P



2

2

2

1

U

U = 1

2

P P





2 2 2 1

(P P ) (P P )

 

2

3)2  U2 = 2

N

N

Thầy Phạm Văn Tùng — Hocmai.vn — Pen-C Pen-I Pen-M N2 | Facebook: Phạm Văn Tùng

Câu 29: 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 trở Ban đầu học sinh đó để biến trở có giá

quạt hoạt động bình thường thì phải điều chỉnh biến trở như thế nào?

Hướng dẫn

động bình thường khi điện áp U = 220V

P =

2 0

U R

Câu 30: Bằng đường dây truyền tải một pha, điện năng từ một nhà máy phát điện nhỏ được đưa đến một khu tái định

cư Các kỹ sư tính toán được rằng: nếu tăng điện áp truyền đi từ U lên 2U thì số hộ dân đượcnhà máy cung cấp đủ điện năng tăng từ 36 lên 144 Biết rằng chỉ có hao phí trên đường dây là đáng kể;các hộ dân tiêu thụ điện năng như nhau Điện áp truyền đi là 3U, nhà máy này cung cấp đủ điện năng cho

Hướng dẫn

Điện trở đường dây tải là R và n là số hộ dân được cung cấp điện khi điện áp truyền đi là 3U

Theo bài ra ta có

Từ (4) và (5) ta có n = 164

Câu 31: Điện năng tiêu thụ ở 1 trạm phát điện được truyền dưới điện áp hiệu dụng là 2kV.công suất 200kw.hiệu số chỉ của công to điện nơi phát và nơi thu sau mỗi ngày đêm chênh lệch 480 kW.h.hiệu suất của quá trinh tải điện là:

Hướng dẫn

24.h

= 20 kW

P

200

Câu 32: 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 vẫn đảm bảo công suất nơi tiêu thụ nhận được là không đổi Biết điện áp tức thời u cùng pha với dòng điện tức thời i và ban đầu độ giảm điện áp trên đường dây bằng 10% điện áp của tải tiêu thụ

Hướng dẫn Gọi P là công suất nơi tiêu thu, R điện trở đường dây

1 2 1

R P

2 2 2

R P

1

U 11I

1

U

2 2

1 1

2 2



1 2 1

R P U

=

2 1

2 1 1

1 2 1

U

P

11

1 1

P

P 0,99

P



Câu 33: Một máy biến thế có số vòng cuộn sơ cấp gấp 10 lần cuộn thứ cấp Hai đầu cuộn sơ cấp mắc vào nguồn xoay

qua hao phí do dòng Fuco và bức xạ Khi hai đầu cuộn thứ cấp mắc với điện trở R = 20Ω thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuôn thứ cấp bằng bao nhiêu?

Hướng dẫn

Câu 34: Một máy biến thế có số vòng cuộn sơ cấp bằng 10 lần số vòng cuộn thứ cấp.Mắc hai đầu cuộn sơ cấp vàonguồn

Hướng dẫn

E 2

U

Câu 35: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tượng một điện áp xoay chiều có giá trị không đổi thì hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu mạch thứ cấp khi để hở là 100V.Ở cuộn sơ cấp ,khi ta giảm bớt n vòng dây thì hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu mạch thứ cấp khi để hở là U;nếu tăng n vòng dây ở cuộn sơ cấp thì hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu mạch thứ cấp khi để hở là U/2.Gía trị của U là:

Hướng dẫn

2

2



2



1

100N n

200N n

1

200



1

N 150

N n

Thầy Phạm Văn Tùng — Hocmai.vn — Pen-C Pen-I Pen-M N2 | Facebook: Phạm Văn Tùng

Câu 36: Một máy biến áp lí tưởng gồm 1 cuộn sơ cấp và hai cuộn thứ cấp Cuộn sơ cấp n1=2400 vòng Điện áp U1=200V

Hướng dẫn

12

2

I

I

1

U

U  I12 = I2 2

1

U U

200

3

I I

1

U U

1

n

Câu 37: Từ một nguồn U = 6200V điện năng được truyền trên dây đến nơi tiêu thụ Điện trở của đường dây là 10 Công suất tại nơi tiêu thụ là 120kW Tính độ giảm thế trên đường dây, công suất hao phí trên dây và hiệu suất tải điện Biết công suất hao phí trên dây nhỏ hơn công suất tại nơi tiêu thụ?

Hướng dẫn

2

R U

2

R

2

R

2

10 6200

 Công suất hao phí P = 0.4kW

U

  R = 120,4.100

Câu 38: Một máy biến áp có lõi đối xứng gồm bốn nhánh nhưng chỉ có hai nhánh được quấn hai cuộn dây Khi mắc một cuộn dây vào điện áp xoay chiều thì các đường sức từ do nó sinh ra không bị thoát ra ngoài và được chia đều cho ba nhánh còn lại Khi mắc cuộn 1 (có 1000 vòng) vào điện áp hiệu dụng 60 V thì ở cuộn 2 khi để hở có điện áp hiệu dụng

là 40 V Số vòng dây của cuộn 2 là:

Hướng dẫn

biên thiên từ thông qua mỗi vòng dây của cuộn 1 là:

t



3 t



động cảm ứng xuất hiện trong các cuộn dây:

t



1



1 2

e

e = 1 2

E

E = 1

2

3N N

1

2

E

E = 1

2

U

U = 1

2

3N

1

U

60

= 2000 vòng

Câu 39: Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa, ban đầu độ giảm điện áp trên đường dây tải điện một pha bằng n lần điện áp ở nơi truyền đi Coi cường độ dòng điện trong mạch luôn cùng pha với điện áp Để công suất hao phí trên đường dây giảm a lần nhưng vẫn đảm bảo công suất truyền đến nơi tiêu thụ không đổi, cần phải tăng điện áp của nguồn lên bao nhiêu lần?

a(n 1) B n

a

a (n 1)





  Hướng dẫn

Gọi P là công suất nơi tiêu thụ ∆P là công suất hao phí trên đường dây tải