BT HOP DEN

Phần V: hộp đen Bài 41: Nhiều hộp khối giống nhau, ngời ta nối đoạn mạch gồm hộp khối mắc nối tiếp với điện trở R = 60 đoạn mạch đợc đặt vào hiệu điện xoay chiều tần số 50Hz hiệu điện sớm pha 58 so với dòng điện mạch Hộp kín chứa tụ điện hay cuộn cảm Tính điện dung tụ độ tự cảm cuộn cảm Tính tổng trở mạch Bài 42: Một đoạn mạch xoay chiều AB gồm hai phần A tử X, Y B mắc nh Cờng độ dao động mạch nhanh pha /60 so với hiệu điện hai đầu đoạn mạch a) Hai phần tử phần từ số R, L, C? b) Biết biên độ hiệu điện cờng độ dòng điện lần lợt U0 = 40V I0 = 8,0 A, tần số dao động f = 50Hz Tính gia tốc phần từ Bài 43: Cho mạch điện nh hình vẽ X hộp ®en chøa phÇn tõ L1, RA1,C1 nèi tiÕp UAN= 100sin100πt (V) UMB= 200sin (100πt - π/3) Lr#0 C M N B LC ω = 100π(Rad/s) = 1) ViÕt biÓu thøc Ux theo thêi gian t 2) Cho I = 0,5 A TÝnh Px , t×m cấu tạo X Bài 44: Cho mạch điện nh hình vẽ hiệu điện hai đầu AB U = 100 A C B sin (100πt) 10 F π Tơ ®iƯn C = Hép kÝn X chØ chøa Phần tử (Rhoặc L) Dòng điện mạch sớm pha /3 so với hiệu điện A - B 1) Hỏi hợp X chứa điện trở hay cuộn cảm Tính giá trị 2) Viết biểu thức dòng điện tức thời mạch 3) Mắc thêm vào mạch điện AB điện trở thấy công suất tiêu thụ mạch đạt cực đại Hỏi phải mắc điện trở nh Tính điện trở Bài 45: M Cho mạch điện xoay chiều nh hình vẽ chứa phần A B A tử R1L1 mắc nối tiếp Bỏ qua điện trở mape kế vào đầu nối Đặt vào đầu đoạn mạch hiệu điện C0xoay chiều có biĨu thøc U = 200 sin100πt (V) th× chØ 0,8A h sốAcông suất dòng điện mạch 0,6 Xác định phần tử chứa đoạn mạch X độ lớn chúng biến 10 C0 = (F) Bài 46: Cho đoạn mạch AB gåm hép kÝn X chØ chøa mét phÇn tư (cn R B A dây cảm tụ điện) biến trở R nh hình vẽ Đặt vào đầu A, B Một hiệu điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200V tần số 50Hz thay đổi giả thiết R để công suất đoạn mạng AB cực đại đó, cờng độ dao động qua mạch có giá trị hiệu dụng cờng độ dao ®éng sím pha h¬n hiƯu ®iƯn thÕ TÝnh ®iƯn dung tụ điện độ tự cảm cuộn dây, bỏ qua điện trở dây nối Bài 48: Cho xoay chiỊu nh h×nh vÏ UAB = 120 sin A BiÕt (100πt) (V) L,r#0 M 1) K ®ãng → I = 2A, dòng điện lệnh pha 300 so với UAB TÝnh L, r 2) K më I = 1A, UAM lƯnh pha 900 so víi UMB B A a) Tính công suất toả nhiệt X K b) X gåm phÇn tư R1, L1 C nội tiếp Tìm cấu tạo X Bài 49: Cho mạch điện nh hình vẽ: V2 V2 X1, X hai hộp hộp chứa phần tử R, L(THUN CAM), C mắc nối tiếp Các vôn kế ampe kế đo đợc nguồn điện xoay chiều nguồn điện chiều A Khi mắc hai điểm AM vào nguồn điện chiều (A) 2A, (V1) 60V Khi mắc AB vào nguồn B xoay chiều tần s 50Hz (A) 1A, vôn kế giả thiết 60V,A uAM uMBlệch pha nhauM/2 Hộp X, Y có phần tử Tính giá trị chúng Bài 50: Cho mạch điện XC nh h×nh vÏ M A R0 K C D A (A) nhiệt, điện trở R0 = 100, X hép kÝn chøa phÇn tư (R, L, C) mắc nối tiếp NBỏ qua điện trở (A), khoá K dây nối , đặt vào hai đầu M, N mạch điện hiệu điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng K đổi có biĨu thøc UMN= 200 sin 2πt (V) 1) a víi f = 50Hz K đóng (A0 A TÝnh ®iƯn dung C0 cđa tơ ®iƯn b K ngắt, thay đổi tần số thấy f = 50Hz (A) cực đại hiệu điện hép kÝn X lƯch pha π/2 so víi hiƯu ®iƯn thÕ gi÷a ®iĨm M & D Hái hép X chứa phần tử Tính giá trị chúng 2) Khoá K ngắt, thay đổi f thấy (A) trị số f = f1 hc f= f2 BiÕn f1+ f2= 125 HZ Tính f1, f2, viết cd dđ qua mạch Cho tg 0,65 Phần V:hộp đen Bài 11: Nhiều hộp khối giống nhau, ngời ta nối đoạn mạch gồm hộp khối mắc nối tiếp với điện trở R = 60 đoạn mạch đợc đặt vào hiệu điện xoay chiều tần số 50Hz hiệu điện sớm pha 58 so với dòng điện mạch Hộp kín chứa tụ điện hay cuộn cảm Tính điện dung tụ độ tự cảm cuộn cảm Tính tổng trở mạch Lời giải 1) Tìm phần tử trong hộp đen Đoạn mạch gồm X R mắc nối tiếp Vì hiệu điện sớm pha cờng độ dòng điện mạch nên mạch điện có tính chất cảm kháng Vậy hộp chứa cuộn cảm * Tìm L: Ta có: tgϕ = ZL R = tg58 ≈ 1,6 → ZL = 1,6.R = 1,6.60 = 96Ω L= ZL 96 = ω π.50 ≈360.10-3(H) → L = 306 mH R + Z 2L ≈ 60 − 96 2) Tổng trở mạch Z = Bài 24: Một đoạn mạch xoay chiều AB gồm hai phần tử X, Y mắc nh A 113 () B Cờng ®é dao ®éng m¹ch nhanh pha π/60 so víi hiệu điện hai đầu đoạn mạch a) Hai phần tử phần từ số R, L, C? b) Biết biên độ hiệu điện cờng độ dòng điện lần lợt U0 = 40V I0 = 8,0 A, tần số dao động f = 50Hz Tính gia tốc phần từ Lời giải a)Giả sử đoạn mạch có phần tử R Nh X1X2 hai phần từ L, C U;I Gọi góc hợp với tg = ZL Zc R Theo đầu = = tg U trƠ pha víi e ⇒ v« lÝ gãc π/6 mạch điện chắn có R (giả sử X R) Y L C h) ω = 2πf = 2π.50 = 100π (Rad/s) ZC π = tg(− ) = − R tgϕ = ⇒ ZC = R (1) R + Z 2C = U 40 = =5 I0 Mặt khác: Z = R2 + Z2C = 25 (2) Thay (1) vµo (3) 3ZC2 + Z2C= 25 ⇒ ZC = 2,5 (Ω) → R = 2,5 VËy (Ω) R = 2,5 ZCω = 4.10 −3 = 2,5.100 C= Bài 43: Cho mạch điện nh hình vẽ (F) Lr#0 A X hộp đen chứa phÇn tõ L1, R1,C1 nèi tiÕp UAN= 100sin100πt (V) UMB= 200sin (100πt - π/3) LC ω = 100π(Rad/s) = 1) ViÕt biÓu thøc Ux theo thêi gian t 2) Cho I = 0,5 Lêi gi¶i * ZL = ωL ; Zc= LC * * * A Tính Px , tìm cấu tạo X ωC →ZL = ZC = ω ⇔ω2LC= UL + UC = ur ur ur U AN = U L + U X U MB = U + U X C M N B Víi UMP= 2YAN= 100 * LÊy trơc sè ∆, biĨu diƠn vec t¬ * U AL ; U MB XÐt ∆OHK ; HK = 2U2= 2UC (50 ) + (100 ) − 2.50.100 cos → HK= π = 50 6 → UL = UC = 25 (V) * Định luật hệ số sin HK 0K 50 100 = = = π sin α sin α sin U AN UL ⇒ ⊥ UX UL UX UL U MB ⊥ (∆) E π UC U AN U AN () /3 → α = 900 vectơ H K pha với hợp víi U AN mét gãc ϕX HE 25 = = OH 50 2 U AN tgϕX = I ϕX≈ 410 OH + HE = 25 + 50 = 25 14 Ux = 2 sin UX = U x (100πt - ϕx) = 25 2) Ta cã G§ sau: U AN cïng pha víi I 28 sin (100π - AM chøa L, UAn # → X chøa R1 VÕ tr¸i : X chøa phÇn tư R1, L1 C1→ X chøa C1 cho ZL = ZC1 Tãm l¹i X chøa R1, CL U AN = UL + UX U R1 + U C = U R UL (V) 4π 150 U MB ) (V) UC Công suất tiêu thụ X PX = UxI cos ϕX 14 0,5 U AN 50 = 25 14 0,5 Uò 25 14 = 25 = 50W U R1 U AN 50 = = I I 0,2 §é lín R1: R1= = 100Ω UL 25 = I 0,5 ZC1= ZL = = 50 Tóm lại: Mạch điện có dạng cụ thĨ sau R1 Lr#0 C1 C A M N Bµi 44: Cho mạch điện nh hình vẽ hiệu điện hai đầu AB U = 100 sin (100πt) C A 10 F π B B Tơ ®iƯn C = Hép kÝn X chØ chøa B PhÇn tử (Rhoặc L) Dòng điện mạch sớm pha /3 so với hiệu điện A - 1) Hỏi hợp X chứa điện trở hay cuộn cảm Tính giá trị 2) Viết biểu thức dòng điện tức thời mạch 3) Mắc thêm vào mạch điện AB điện trở thấy công suất tiêu thụ mạch đạt cực đại Hỏi phải mắc ®iƯn trë ®ã nh thÕ nµo TÝnh ®iƯn trë ®ã Lời giải 1) Vị trí dao động mạch sớm pha /3 so với hiệu điện nên mạch có tính chất dung kháng Mạch chứa C X (R L) Vậy X điện trở R Biểu diễn giản đồ vectơ: Theo giả thiết UC UL ; π U = = ⇒ U = 3U R Uñ tg 1 100 = ω.Z C ⇒R = (Ω) 2) ViÕt biÓu thức dao động mạch i = I0sin (100t + ϕ) Tỉng trë cđa m¹ch ; U (trơc gãc e ) R + Z 2C = 100 200 + 100 = 3 Z= (Ω) 100 200 Cờng độ dòng điện hiệu dung: I = = 0,5 → I0= I = 0,3 (4) (A) pha i - pha U = 100πt + ϕ - 100πt = ϕ = π/3 VËy biĨu thøc cdd® i = 0,5 3) Công thức tính công suất: sin (100πt + π/3) (A) U R U R U = = Z Z Z y P = UIcos ϕAB = U y= (R * ) + Z 2C Z 2C * =R + * R* R Để Pmax umin Z 2C Lại có R* R*= Z 2C R* R* = Z2C = cost ⇒ ymin R