LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU KHƠNG PHÂN NHÁNH (ĐỦ TẤT CẢ CÁC DẠNG CĨ ĐÁP ÁN) * Dạng 1: GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG CỦA CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN (I) & ĐIỆN ÁP(U) I0 U U U U = = R = L = C R Z L ZC Z U0 = Z.I ; Uo=Io.Z - Số Vôn kế(giá trị hiệu dụng) : U = - Số Ampe kế (giá trị hiệu dụng) : I = - Tổng trở : Z = R + (ZL − ZC ) - Cảm kháng : ZL = Lω ; Dung kháng : ZC = Cω Chú ý : + Nếu dòng điện chiều qua đoạn mạch : I = U R * Dạng : ĐỘ LỆCH PHA 1/ Độ lệch pha u so với I : Z L − ZC U L − U C = R UR R U * cosϕ = = R : hệ số công suất Z U * Cơng suất : P = U.I cos ϕ = R.I2 * tgϕ = * ϕ = ϕu − ϕi + ϕ > : u sớm pha I (ZL > ZC : mạch có tính cảm kháng) + ϕ < : u trễ pha I (ZL < ZC : mạch có tính dung kháng) 2/ Độ lệch pha u1 so với u2 Chú ý: Trang 1/50 + u1,u2 pha: ϕ1 = ϕ2 ⇒ tgϕ1 = tgϕ2 + u1 vuông pha (hay lệch pha 900 ϕ1 - ϕ2 = ± π ) so với u2 : π ⇒ tgϕ1.tgϕ2 = -1 * Dạng 3: BIỂU THỨC ĐIỆN ÁP(u) & CƯỜNG ĐỘ DỊNG ĐIỆN (i) • Mối lin hệ dịng điện v cc đại lượng hiệu điện thế: uL= UOlCos (wt + ϕ i+ - π + π + π π ) u = U0cos(wt + ϕi + ϕ ) ¬ i = I0cos(wt + ϕi ) → uR= UoRcos(wt + ϕ i) - π uC = UoC cos(wt + ϕi Với : I0 = I = U0 U0 = U = Z.I Z π ) i= Iocos( ω t) ⇒ u = Uocos( ω t +ϕ) * Dạng : MỐI LIÊN HỆ CÁC ĐIỆN ÁP - Mạch có R,L,C : U2 = U 2R + (UL – UC)2 - Mạch có R,L - Mạch có R,C - Mạch có L,C ZL − UL − = ; ϕ >0 R UR − ZC − U C : U2 = U 2R + U C2 ; Z2 = R2+Z2c ; tgϕ = R = U ; ϕ < R π : U = |UL – UC| ; Z = |ZL – ZC| ; Nếu ZL > ZC ϕ= π Nếu ZL < ZC ϕ=2 : U2 = U 2R + U 2L ; Z2 = R2+Z 2L ; tgϕ = * Dạng : CỌNG HƯỞNG ĐIỆN TRONG MẠCH RLC NỐI TIẾP Trang 2/50 Đặt vào đầu đoạn mạch RLC nối tiếp ĐIỆN ÁPxoay chiều ổn định Hiện tượng cộng hưởng xảy khi: Imax hay u pha với i: ϕ = U U2 - ZL = ZC ⇒ L.ω = ⇒ L.C.ω = ; Imax = ; ⇒ Pmax = Cω R R - Ul = Uc => U = UR - Hệ số công suất cực đại : cosϕ =1 * Dạng 6: CỰC TRỊ Các dạng cần tính cơsi hay đạo hàm * Xác định R để Pmax * Xác định C để Ucmax * Xác định L để ULmax - Tính chất phân thức đại số: Thường dùng hệ bất đẳng thức Côsi a, b > ⇒ (a + b)min a = b a.b = số 6.1 Đoạn mạch RLC có L thay đổi: IMax ⇒ URmax; PMax cịn ULCMin Lưu ý: L v C mắc lin tiếp ω 2C R + Z C2 U R + Z C2 * Khi Z L = U LMax = ZC R 1 1 L1 L2 * Với L = L1 L = L2 UL cĩ cng gi trị ULmax Z = ( Z + Z ) ⇒ L = L + L L L1 L2 * Khi L = * Khi Z L = 2UR Z C + R + Z C2 U RLMax = Lưu ý: R v L mắc lin tiếp R + Z C2 − Z C 6.2 Đoạn mạch RLC có C thay đổi: IMax ⇒ URmax; PMax cịn ULCMin Lưu ý: L v C mắc lin tiếp ω2L R + Z L2 U R + Z L2 * Khi Z C = U CMax = ZL R * Khi C = Trang 3/50 1 1 * Khi C = C1 C = C2 UC cĩ cng gi trị UCmax Z = ( Z + Z ) ⇒ C = C C C * Khi Z C = C1 + C2 2UR Z L + R + Z L2 U RCMax = Lưu ý: R v C mắc lin tiếp R + Z L2 − Z L 6.3 Mạch RLC cĩ ω thay đổi: IMax ⇒ URmax; PMax cịn ULCMin Lưu ý: L v C mắc lin tiếp LC 1 ω= 2U L C L R U LMax = * Khi − R LC − R 2C C 2U L L R2 − * Khi ω = U CMax = R LC − R 2C L C * Khi ω = * Với ω = ω1 ω = ω2 I P UR cĩ cng gi trị IMax PMax URMax ω = ω1ω2 ⇒ tần số f = f1 f 14 Hai đoạn mạch R1L1C1 v R2L2C2 cng u cng i cĩ pha lệch ∆ϕ Z L1 − Z C1 Z L2 − Z C2 tgϕ − tgϕ Cĩ ϕ1 – ϕ2 = ∆ϕ ⇒ + tgϕ tgϕ = tg ∆ϕ R1 R2 Trường hợp đặc biệt ∆ϕ = π/2 (vuơng pha nhau) tgϕ1tgϕ2 = -1 Chú ý : Nếu đoạn mạch có thêm điện trở r (như hình) thì:xem r nối tiếp với R Với tgϕ1 = v tgϕ2 = R (giả sử ϕ1 > ϕ2) L, r C * Tổng trở : Z = (R + r)2 + (ZL − ZC ) * tgϕ = Z L − ZC R+r Trang 4/50 ⇔ R+r =|ZL – ZC| ; Pmax= (R+r) I2 = * Xác định R để Pmax U2 2(R + r) ⇔ R = r + ( Z L − Z C ) ; PRmax= R I2 * Xác định R để PRmax * Hệ số công suất cơng suất: - Tồn đoạn mạch :P = (R+r).I2 cosϕ = R+r Z r - Cuộn dây : Pdây = r.I2 cosϕdây = Z day * Cộng hưởng : Imax = * Hộp kín X : + ϕ >- ⇒ hộp X chứa R,C +ϕ = ⇒ hộp X chứa R R,L,C cộng hưởng ( ZL = ZC ) Chủ đề 7: SẢN XUẤT, TRUYỀN TẢI & SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNG 1/ Máy phát điện xoay chiều pha: a) Từ thông : giả sử B ↑↑ n ⇒ φ = φ = NBS cos ωt (Wb) ; φ0 = N.B.S : từ thông cực đại b) Suất điện động : e = φ ' = N.B.S.ωsinωt (V) với E0 = N.B.S.ω = φ 0ω : suất điện động cực đại N : số vòng dây : B (T) : cảm ứng từ ; S (m2) : diện tích khung ω (rad/s) : vận tốc góc khung, tần số góc c) Tần số dịng điện : f= n.p 60 n : vận tốc quay roto (vòng/phút) : p : số cặp cực Trang 5/50 2/ Dòng điện ba pha: Ud : ĐIỆN ÁPgiữa dây pha ; Up : ĐIỆN ÁPgiữa dây pha dây trung hồ Trong cách mắc hình : U = 3.U ; Id=Ip Trong cách mắc hình tam giac Id= Ip ; Ud=Up 3/ Máy biên d U1 p N1 a) ĐIỆN ÁP: U = N = k ; k : hệ số biến 2 U1, N1 : điện thế, số vòng dây cuộn sơ U2, N2 : hiệu điện thế, số vòng dây cuộn thứ b) Cường độ dòng điện : bỏ qua hao phí điện : * k < : máy tăng * k > : máy hạ U1 I N1 = = U I1 N I1, I2 ; cường độ dòng điện cuộn sơ cuộn thou U2I2 c) Hiệu suất my biến thế: H = U I 1 c) Truyền tải điện : Cơng suất hao phí qu trình truyền tải điện năng: ∆P = Thường xt: cosϕ = ∆P = P2 R U cos 2ϕ P2 R U2 Trong đó: P l cơng suất cần truyền tải , U l hiệu điện nơi cung cấp, cosϕ l hệ số cơng suất R=ρ l l điện trở tổng cộng dy tải điện (lưu ý: dẫn điện dy) S Độ giảm trn đường dy tải điện: ∆U = IR Hiệu suất tải điện: H = P − ∆P 100% P Chủ đề I: đại cơng dòng điện xoay chiều Trang 6/50 Câu 1: Đặt vào hai đầu tụ điện hiệu điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi tần số 50Hz cờng độ hiệu dụng qua tụ 1A Để cờng độ hiệu dụng qua tụ 4A tần số dòng điện A 400Hz B 200Hz C 100Hz D 50Hz Câu 2: Giá trị hiệu dụng dòng điện xoay chiỊu cã biĨu thøc i = cos200 π t(A) lµ A 2A B A C A D A Câu 3: Giá trị hiƯu dơng cđa hiƯu ®iƯn thÕ xoay chiỊu cã biĨu thøc u = 220 cos100 π t(V) lµ A 220 V B 220V C 110 10 V D 110 V Câu 4: Nhiệt lợng Q dòng ®iƯn cã biĨu thøc i = 2cos120 π t(A) to¶ ®i qua ®iƯn trë R = 10 Ω thêi gian t = 0,5 lµ A 1000J B 600J C 400J D 200J Câu 5: Một dòng ®iƯn xoay chiỊu ®i qua ®iƯn trë R = 25 thời gian phút nhiệt lợng toả Q = 6000J Cờng độ hiệu dụng dòng điện xoay chiều A 3A B 2A C A D A Câu 6: Dòng điện xoay chiều có tần số f = 60Hz, giây dòng điện đổi chiều A 30 lần B 60 lần C 100 lần D 120 lần Câu 7: Chọn câu trả lời Một khung dây dẫn có diện tích S = 50cm gồm 250 vòng dây quay với vận tốc 3000 vòng/min từ trờng B trục quay có độ lớn B = 0,02T Từ thông cực đại gửi qua khung A 0,025Wb B 0,15Wb C 1,5Wb D 15Wb C©u 8: Một khung dây quay quanh trục tõ trêng ®Ịu B ⊥ trơc quay ∆ víi vËn tốc góc = 150 vòng/min Từ thông cực đại gửi qua khung 10/ (Wb) Suất điện động hiƯu dơng khung lµ A 25V B 25 V C 50V D 50 V C©u 9: BiĨu thức cờng độ dòng điện xoay chiều đoạn mạch i = cos(100 t + π /6)(A) ë thêi ®iĨm t = 1/300s cêng độ mạch đạt giá trị A cực đại B cực tiểu C không D giá trị khác Câu10: Một tụ điện có điện dung C = 31,8 F Hiệu điện hiệu dụng hai đầu tụ có dòng điện xoay chiều có tần số 50Hz cờng độ dòng điện cực đại 2 A chạy qua A 200 V B 200V C 20V D 20 V C©u11: Mét cuén dây có độ tự cảm L điện trở không đáng kể, mắc vào mạng điện xoay chiều tần số 60Hz cờng độ dòng điện qua cuộn dây 12A Nếu mắc cuộn dây vào mạng điện xoay chiều có tần số 1000Hz cờng độ dòng điện qua cuộn dây Trang 7/50 A 0,72A B 200A C 1,4A D 0,005A C©u12: Mét cuén d©y cã lõi thép, độ tự cảm L = 318mH điện trở 100 Ngời ta mắc cuộn dây vào mạng điện không đổi có hiệu điện 20V cờng độ dòng điện qua cuộn dây A 0,2A B 0,14A C 0,1A D 1,4A C©u13: Mét cuén dây có lõi thép, độ tự cảm L = 318mH điện trở 100 Ngời ta mắc cuộn dây vào mạng điện xoay chiều 20V, 50Hz cờng độ dòng điện qua cuộn dây A 0,2A B 0,14A C 0,1A D 1,4A Câu14: Giữa hai tơ ®iƯn cã hiƯu ®iƯn thÕ xoay chiỊu 220V – 60Hz Dòng điện qua tụ điện có cờng độ 0,5A Để dòng điện qua tụ điện có cờng độ 8A tần số dòng điện A 15Hz B 240Hz C 480Hz D 960Hz C©u15: Mét cuén d©y dẫn điện trở không đáng kể đợc cuộn dại nối vào mạng điện xoay chiều 127V 50Hz Dòng điện cực đại qua 10A Độ tự cảm cuộn dây A 0,04H B 0,08H C 0,057H D 0,114H Câu16: Dòng điện xoay chiều có tần số f = 50Hz, chu kì dòng điện đổi chiỊu A 50 lÇn B 100 lÇn C lÇn D 25 lần Câu17: Nguyên tắc tạo dòng điện xoay chiều dựa A tợng tự cảm B tợng cảm ứng điện từ C từ trờng quay D tợng quang điện Câu18: Gọi i, I0, I lần lợt cờng độ tức thời, cờng độ cực đại cờng độ hiệu dụng dòng điện xoay chiều qua điện trở R Nhiệt lợng toả điện trở R thời gian t đợc xác định hệ thức sau ? A Q = Ri2t B Q = RI2t C Q = R I 20 t D Q = I 02 Rt Câu19: Chọn kết luận Trong mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp Nếu tăng tần số hiệu điện xoay chiều đặt vào hai đầu mạch A điện trở tăng B dung kháng tăng C cảm kháng giảm D dung kháng giảm cảm kháng tăng Câu20: Một mạch điện xoay chiều gồm điện trở R mắc nối tiếp với cuộn dây có điện trở r độ tự cảm L Tổng trở Z đoạn mạch đợc tính công thức sau ? A Z = R + (r + ωL) B Z = R + r + (ωL) C Z = (R + r ) + ωL D Z = (R + r ) + (ωL) Trang 8/50 C©u21: Đối với dòng điện xoay chiều, cuộn cảm có tác dụng gì? A cản trở dòng điện, dòng điện có tần số nhỏ bị cản trở nhiều B cản trở dòng điện, dòng điện có tần số lớn bị cản trở nhiều C ngăn cản hoàn toàn dòng điện D không cản trở dòng điện Câu22: hai đầu điện trở R có đặt hiệu điện xoay chiều U AC hiệu điện không đổi UDC Để dòng điện xoay chiều qua điện trở chặn không cho dòng điện không đổi qua ta phải A mắc song song với điện trở tụ điện C B mắc nèi tiÕp víi ®iƯn trë mét tơ ®iƯn C C mắc song song với điện trở cuộn dây cảm L D mắc nối tiếp với điện trở cuộn dây cảm L Câu23: Một cuộn dây có độ tự cảm L = 2/15 (H) điện trở R = 12 đợc đặt vào hiệu điện xoay chiều 100V tần số 60Hz Cờng độ dòng điện chạy cuộn dây nhiệt lợng toả phút A 3A 15kJ B 4A vµ 12kJ C 5A vµ 18kJ D 6A 24kJ Câu24: Tại thời điểm t = 0,5s, cờng độ dòng điện xoay chiều qua mạch 4A, ®ã lµ A cêng ®é hiƯu dơng B cêng ®é cực đại C cờng độ tức thời D cờng độ trung bình Câu25: Một dòng điện xoay chiều chạy qua ®iƯn trë R = 10 Ω BiÕt nhiƯt lỵng toả 30phút 9.105(J) Biên độ cờng độ dòng điện A A B 5A C 10A D 20A Câu26: Khi mắc tụ điện vào mạng điện xoay chiều, có khả gì? A Cho dòng xoay chiều qua cách dễ dàng B Cản trở dòng điện xoay chiều C Ngăn hoàn toàn dòng điện xoay chiều D Cho dòng điện xoay chiều qua, đồng thời có tác dụng cản trở dòng điện xoay chiều Câu27: Trong mạch điện xoay chiều gồm R, L,C mắc nối tiếp A độ lƯch pha cđa uR vµ u lµ π /2 B pha cđa uL nhanh pha h¬n cđa i mét gãc π /2 C pha cđa uC nhanh pha h¬n cđa i mét gãc π /2 D pha cña uR nhanh pha i góc /2 Câu28: Trong đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp A điện áp hai đầu tụ điện pha với điện áp hai đầu cuộn cảm Trang 9/50 B điện áp hai đầu tụ điện pha với điện áp hai đầu điện trở C điện áp hai đầu tụ điện ngợc pha với điện áp hai đầu cuộn cảm D điện áp hai điện trở pha với điện áp hai đầu cuộn cảm Câu29: Câu sau khí nói dòng điện xoay chiều? A Có thể dùng dòng điện xoay chiều điện, đúc điện B Điện lợng chuyển qua tiết diện dây dẫn chu kì dòng điện C Điện lợng chuyển qua tiết diện dây dẫn khoảng thời gian D Công suất toả nhiệt tức thời đoạn mạch có giá trị cực đại công suất toả nhiệt trung bình nhân với Câu30: Để tăng điện dung tụ điện phẳng có điện môi không khí, ta cần A tăng tần số điện áp đặt vào hai tụ điện B tăng khoảng cách hai tụ điện C giảm điện áp hiệu dụng hai tụ điện D đa điện môi vào lòng tụ điện Câu31: Điện áp hai tụ điện có biểu thức u = U cos(100t / 3) (V) Xác định thời điểm mà cờng độ dòng điện qua tụ lần thứ A 1/600s B 1/300s C 1/150s D 5/600s Câu32: Cờng độ dòng điện xoay chiều qua đoạn mạch có tụ điện có cuộn cảm giống chỗ: A Đều biến thiên trễ pha / so với điện áp hai đầu đoạn mạch B Đều có giá trị hiệu dụng tỉ lệ với điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch C Đều có giá trị hiệu dụng tăng tần số dòng điện tăng D Đều có giá trị hiệu dụng giảm tần số dòng điện tăng Câu33: Một đèn có ghi 110V 100W mắc nối tiếp với điện trở R vào mạch điện xoay chiÒu cã u = 200 cos(100πt ) (V) Để đèn sáng bình thờng , R phải có giá trÞ b»ng A 1210 Ω B 10/11 Ω C 121 D 99 Câu34: Điện áp u = 200 cos(100t ) (V) đặt vào hai đầu cuộn cảm tạo dòng ®iƯn cã cêng ®é hiƯu dơng I = 2A C¶m kháng có giá trị A 100 B 200 Ω C 100 Ω D 200 Câu35: Trong mạch điện xoay chiều, cảm kháng cuộn cảm A phụ thuộc vào độ tự cảm cuộn cảm B phụ thuộc vào tần số dòng điện C phụ thuộc vào điện áp hai đầu đoạn mạch D phụ thuộc vào độ tự cảm cuộn cảm tần số dòng điện Trang 10/50 ... A Cho dòng xoay chiều qua cách dễ dàng B Cản trở dòng điện xoay chiều C Ngăn hoàn toàn dòng điện xoay chiều D Cho dòng điện xoay chiều qua, đồng thời có tác dụng cản trở dòng điện xoay chiều... 200J Câu 5: Một dòng điện xoay chiều qua điện trở R = 25 Ω thêi gian th× nhiệt lợng toả Q = 6000J Cờng độ hiệu dụng dòng điện xoay chiều A 3A B 2A C A D A C©u 6: Dòng điện xoay chiều có tần số f... xuất suất điện động xoay chiều hình sin B Điện áp xoay chiều điện áp biến đổi điều hoà theo thời gian C Dòng ®iƯn cã cêng ®é biÕn ®ỉi ®iỊu hoµ theo thêi gian gọi dòng điện xoay chiều D Trên đoạn