tài liệu chinh phục chương điện xoay chiều

� (ZL2  ZC2 )2 —Thầy Phạm Văn Tùng Hocmai.vn Online — UC2 = UCmax ZL2 = ZC2 22 = I = U = Z 2.3N 2 (**) LC 2.N = R  (ZL3  ZC3 ) R  (3L  3C 32 R2  (3L  I = Imax Y = Y = Ymin 23 3C = + C 3 2L C + L2 = Y 23 R2  R 2C = LC (***) 2 3 Thay (**) , (*) vào (***): 2n12n22 1 1 1 n =  =  = = 14400 n3 = 120 vòng/s 23 22 212 n23 n22 2n12 2n12  n22 Câu 5: Tại điểm M có máy phát điện xoay chiều pha có cơng suất phát điện hiệu điện hiệu dụng hai cực máy phát không đổi Nối hai cực máy phát với trạm tăng áp có hệ số tăng áp k đặt Từ máy tăng áp điện đưa lên dây tải cung cấp cho xưởng khí cách xa điểm M Xưởng khí có máy tiện loại cơng suất hoạt động Khi hệ số k = xưởng khí có tối đa 115 máy tiện hoạt động Khi hệ số k = xưởng khí có tối đa 125 máy tiện hoạt động Coi có hao phí dây tải điện đáng kể Điện áp dòng điện dây tải điện ln pha Do xẩy cố trạm tăng áp người ta phải nối trực tiếp dây tải điện vào hai cực máy phát điện Khi xưởng khí cho tối đa máy tiện hoạt động A 58 B 74 C 61 D 93 Hướng dẫn Gọi P công suất máy phát điện U hiệu điện hiệu dụng hai cực máy phát điên P0 công suất máy tiện R điện trở đường dây tải điện Ta có: Khi k = P = 120P0 + P1 R Cơng suất hao phí P1 = P2 Với U1 = 2U U1 R (*) 4U2 R P = 125P0 + P2 = 125P0 + P2 (**) 9U2 R P2 = 72P0 > P = 115P0 + 18P0 = 133P0 U R P = NP0 + P= NP0 + P2 (***) Với N số máy tiện tối đa hoạt động U P = 115P0 + P1= 115P0 + P2 Khi k = 3: Từ (*) (**) Khi xảy cố: 133P0 = NP0 + 72P0  N = 61 Tài liệu chinh phục điểm – 12/12 câu chuyên đề Dòng điện xoay chiều | Trang Thầy Phạm Văn Tùng — Hocmai.vn — Pen-C Pen-I Pen-M N2 | Facebook: Phạm Văn Tùng Câu 6: Cho mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp gồm phần tử điện trở R, cuộn dây cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C Mạch có tần số góc thay đổi Khi  =  = 100 hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuộn cảm cực đại Khi  = 2 = 21 hiệu điện hai đầu tụ điện cực đại Biết giá trị  = 1 ZL + 3ZC = 400Ω Giá trị L 4 A H B H C H D H 7 4 3 4 Hướng dẫn UL = ULmax khi  = 1 = C (1) x (2) 221 = (1) UC = UCmax khi  = 2 = L R2  C L R2 (2)  C  2ZL = ZC LC ZL + 3ZC = 400Ω  7ZL = 400Ω ZL = —Thầy Phạm Văn Tùng Hocmai.vn Online — L 400 Ω L = H 7 Câu 7: Có hai máy biến áp lí tưởng (bỏ qua hao phí) cuộn sơ cấp có số vòng dây cuộn thứ cấp có số vòng dây khác Khi đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi vào hai đầu cuộn thứ cấp máy thứ tỉ số điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp cuộn sơ cấp để hở máy 1,5 Khi đặt điện áp xoay chiều nói vào hai đầu cuộn sơ cấp máy thứ hai tỉ số Khi thay đổi số vòng dây cuộn thứ cấp máy 50 vòng dây lặp lại thí nghiệm tỉ số điện áp nói hai máy Số vòng dây cuộn sơ cấp máy A 100 vòng B 250 vòng C 200 vòng D 150 vòng Hướng dẫn Gọi số vòng dây bcuar cuộn sơ cấp N, cuộn thứ cấp N1 N2 N U Lần ta có = = 1,5 U1 N U N2 = = 3N2 = 4N1 Lần U N Để tỉ số ta cần tăng N1 giảm N2 N1  50 N2  50 Lần =  N1+ 50 = N2 – 50  N1 = N2 – 100 = N1 – 100 N N  N1 = 300  N = N1 / 1,5 = 200 vòng Câu 8: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi, tần số f thay đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn cảm tụ điện mắc nối tiếp Khi f = f0 điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện UC = U Khi f = f0 + 75 điện áp hiệu dụng hai đâu cuộn cảm UL = U hệ số cơng suất tồn mạch lúc 1/ Hỏi f0 gần với giá trị sau ? A 75 Hz B 16 Hz C 25 Hz D 180 Hz Hướng dẫn L Khi f = f0 hay  = 0 UC = U ZC0 = R  (ZL0  ZC0 )2  ZL0 = 2ZL0ZC0 – R2 = - R2 (1) C L Khi f = f0 + 75 UL = U  ZL = R  (ZL  ZC )2  Z2C = 2ZLZC – R2 = -R2 (2) C 1 Từ (1) (2)  ZL0 = ZC  0L = 0 = (3) C LC  R R R cos = = =  = (4) 2 Z L 3 R  (Z  Z ) L L C L L R2 Từ (1)  ZL0 = - R2  20 L2 = - R2  20 = (5) C C LC L2 2  20 - 60 + 2 = Thế (3) (4) vào (5)  20 = 20 Hay 3f02 - 6ff0 + f2 =  3f02 – 6(f0 + f1)f0 +(f0 + f1) =  2f02 + 4f1f0 – f12 = (6) (với f1 = 75Hz) Phương trình (6) có nghiệm; f0 = 2f1  f1 Loại nghiệm âm ta có f0 = 16,86 Hz Tài liệu chinh phục điểm – 12/12 câu chuyên đề Dòng điện xoay chiều | Trang Thầy Phạm Văn Tùng — Hocmai.vn — Pen-C Pen-I Pen-M N2 | Facebook: Phạm Văn Tùng Câu 9: Đặt điện áp u = U0cost (U0 không đổi) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L , tụ điện có điện dung C thay đổi Khi C =C1 C = C2 điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện có giá trị độ lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch so với cường độ dòng điện 1 rad 2 rad Khi C = C0 điện áp hai đầu tụ điện đạt cực đại độ lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch so với cường độ dòng điện 0 Giá trị 0 là:  1 A + = B 1 + 2 = 0 C 1 + 2 = D 12 + 22 = 20 1 2 0 Hướng dẫn ZL  ZC1 ZL  ZC2 tan1 =  ZC1 = ZL - Rtan1 (1) ; tan2 =  ZC2 = ZL - Rtan2 (2) R R (1) + (2)  ZC1 + ZC2 = 2ZL – R(tan1 +tan2) (1).(2)  ZC1 ZC2 = ZL2 – RZL(tan1 +tan2) + R2tan1.tan2 R  ZL2 Z  ZC0 R tan0 = L =  Với ZC0 = ZL ZL R —Thầy Phạm Văn Tùng Hocmai.vn Online — UC1 = UC2  2Z Z  ZC2 2Z 1 + = = L  C1 = L (3) ZC1 ZC2 ZC0 R  ZL ZC1ZC2 R  ZL Từ (1); (2) (3) : 2ZL  R(tan 1  tan 2 ) 2Z = L 2 Z  RZL (tan 1  tan 2 )  R tan 1.tan 2 R  ZL L R ZL tan 1  tan 2 2RZL tan 0 = = =  tan(1+2)) = tan20  1+2) = 20 1- tan 1.tan 2 R  ZL 1- tan2 0 R 1 ZL2 Câu 10: Cho mạch điện xoay chiều gồm phần tử điện trở R, cuộn dây cảm có độ tự cảm L= 6,25/ (H) tụ điện có điện dung C = 10-3/4,8 (F) Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức u = 200 cos(t + ) (V) có tần số góc  thay đổi Thay đổi , thấy tồn 1 = 30 rad/s 2 = 40 rad/s điện áp hiệu dụng cuộn dây có giá trị Điện áp hiệu dụng cực đại hai đầu cuộn dây có giá trị gần với giá trị ? A 140 V B 210 V C 207 V D 115 V Hướng dẫn ZL1 = 187,5 ; ZC1 = 80 ; ZL2 = 250 ; ZC2 = 60 ; ZL1 ZL2 UL1 = UL2  =  R = 200 2 R  (ZL1  ZC1) R  (ZL2  ZC2 )2 UL = ULmax khi  = ULmax = 2UL = 212 V R 4LC  R 2C2 L R C  C 6,25 2.200  ULmax = = 212,13 V 6 6,25 10 3 10  200 200  4,8 4,82 2 Điện áp hiệu dụng cực đại hai đầu cuộn dây có giá trị gần với giá trị 210V Câu 11: Đặt điệp áp u = 120 cos100t (V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm biến trở R, tụ điện có điện dung C = 1/4 (mF) cuộn cảm L = 1/ (H) Khi thay đổi giá trị biến trở ứng với hai giá trị R1 R2 mạch tiêu thụ công suất P độ lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch so với dòng điện mạch tương ứng 1, 2 với 1 = 22 Giá trị công suất P bằng: A 120 W B 240 W C 60 W D 120 W Hướng dẫn Ta có ZL = 100 ; ZC = 40  ZL - ZC = 60 R R P = P1 = P2  2 = 2 R1R2 = 602 (*) R1  60 R2  60 tan1 = tan 2 60 60 ; tan2 = 1 = 22  tan1 = tan22 = R1 R2 1 tan2 2 Tài liệu chinh phục điểm – 12/12 câu chuyên đề Dòng điện xoay chiều | Trang Thầy Phạm Văn Tùng — Hocmai.vn — Pen-C Pen-I Pen-M N2 60.2R2 60  =  R22 – 602 = 2R1 R2 (**) R1 R2  602 | Facebook: Phạm Văn Tùng U2R = 60 W R 22  602 Từ (*) (**)  R2 = 60 Giá trị công suất P bằng: P = 0,3 103 F, cuộn dây có r = 30 , độ tự cảm L = H biến  9 trở R mắc nối tiếp Khi cố định giá trị f = 50Hz thay đổi giá trị R = R1 UC1 đạt giá trị cực đại Khi cố định giá trị R U = 30  thay đổi giá trị f = f2 UC2 đạt giá trị cực đại Tỉ số C1 bằng: UC2 Câu 12: Cho mạch điện xoay chiều theo thứ tự gồm tụ C = A B C D Hướng dẫn —Thầy Phạm Văn Tùng Hocmai.vn Online — ZL1 = 30, UZC1 ZC1 = 90  UC1 = (R1  r)2  (ZL1  ZC1)2 U.90  UC1 = UCmax R1 =  UC1 = 30  60 L (R  r)2  L C  UC2 = UC2max 2 = 2U  UC2max = 0,3  3 6 0.3 10 10 60  3600  9 812  UC1 3U = : U= UC2 = 3U UC2max = = (*) 2UL (R  r) 4LC  (R  r)2 C2 U (**) Câu 13: Cho mạch điện gồm ba phần tử: cuộn cảm, điện trở R, tụ điện C mắc nối tiếp M N điểm ứng với cuộn dây điện trở, điện trở tụ Điện áp hai đầu đoạn mạch AB có tần số 50 Hz Điện trở độ tự cảm khơng đổi tụ có điện dung biến thiên Người ta thấy C = Cx điện áp hiệu dụng hai đầu M, B đạt cực đạị hai lần hiệu điện hiệu dụng U nguồn Tỉ số cảm kháng dung kháng là: A 4/3 B C 3/4 D 1/2 Hướng dẫn Ta có UMB = U R2  Z2C R  (ZL  ZC )2 = U Y  UMB = UMBbmax Y = R  (ZL  ZC )2 = Ymin R  ZC2  Đạo hàm theo ZC Y’ =  R2 – Z2C + ZLZC =  R2 = Z2C – ZLZC (*) Z Ta thấy R2 >  ZL< ZC hay L = X loại X =  L = ZC 4 UMBmax = 2U  U = 2U  Y = Câu 14: Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Biết L = 4CR2 Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định, có tần số góc  thay đổi Khi chỉnh  đến hai giá trị 1 = 50 rad/s 2 = 200 rad/s mạch có hệ số cơng suất Giá trị hệ số công suất 1 2 A B C D 13 10 13 10 Hướng dẫn R R Áp dụng công thức: cos = = Z R2  (L  ) C Tài liệu chinh phục điểm – 12/12 câu chuyên đề Dòng điện xoay chiều | Trang Thầy Phạm Văn Tùng — Hocmai.vn — Pen-C Pen-I Pen-M N2 Do cosφ1 = cosφ2 ta có: (1L - | Facebook: Phạm Văn Tùng 2 1 ) = (2L ) mà ω1 ≠ ω2 nên (1L ) = - (2L ) 1C 2C 1C 2C 1 1 ( + )  LC = (1) C 1 2 12 Theo L = CR2 (2) R R2 L R Từ (1) (2) ta có: L2 = L= = C = = 100 100R 12 R 12 (ω1 + ω2)L = —Thầy Phạm Văn Tùng Hocmai.vn Online — cos = R = Z1 R R2  (1L  ) 1C R = R2  (50 R 100R )  100 50 = 13 Câu 15: Nối hai cực máy phát điện xoay chiều pha vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở R=100 41 10-4 , cuộn cảm có độ tự cảm L = (H) tụ điện có điện dung C = F Tốc độ rơto máy thay đổi 6 3 Khi tốc độ rôto máy n 3n cơng suất tiêu thụ điện mạch Khi rôto quay với tốc độ n tần số dòng điện có giá trị gần với giá trị ? A 17 Hz B 25 Hz C 31 Hz D 48 Hz Hướng dẫn E Suất điện động cực đại nguồn điện: E0 = N0 = 2fN0  U = E = (coi điên trở máy phát U khơng đáng kể) Cường độ dòng điện qua mạch I = Z Với f = np n tốc độ quay roto, p số cặp cực từ 12 22 2 ) ] = 22[R2  (1L  ) ] Do P1 = P2  I12 = I22  =  12[R2  (2L  2 2C 1C 2 R  (1L  ) R  (2L  ) 1C 2C  12R2  12 22L2  12 22 L L 2 2 =    R    L   222 2 22 C2 C 12C2 C L (2  12 )(22  12 ) 2 2  (12  22 )(R2  ) = ( 22  12 ) = 2 C C 1222 C 1 2 L 1 4.103 2  = (2 R )C = (*) C 12 22 92  = 2f = 2np 10 1 1 1 10 10 = (  )= 2 ( + )= = = (**)  9n 362f 12 22 42p2 n12 n22 4 p n 362p 2n2 362p 2n2   10 10 4.103 92 10 =  f = =  f = 25Hz 362 f 362 4.103 16 92 Tài liệu chinh phục điểm – 12/12 câu chuyên đề Dòng điện xoay chiều | Trang ... Câu 10: Cho mạch điện xoay chiều gồm phần tử điện trở R, cuộn dây cảm có độ tự cảm L= 6,25/ (H) tụ điện có điện dung C = 10-3/4,8 (F) Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức...  Y = Câu 14: Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Biết L = 4CR2 Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định, có tần số... f0 = 16,86 Hz Tài liệu chinh phục điểm – 12/12 câu chuyên đề Dòng điện xoay chiều | Trang Thầy Phạm Văn Tùng — Hocmai.vn — Pen-C Pen-I Pen-M N2 | Facebook: Phạm Văn Tùng Câu 9: Đặt điện áp u =