đại cương điện xoay chiều + đề thi đại học qua các nămđại cương điện xoay chiều + đề thi đại học qua các nămđại cương điện xoay chiều + đề thi đại học qua các nămđại cương điện xoay chiều + đề thi đại học qua các nămđại cương điện xoay chiều + đề thi đại học qua các nămđại cương điện xoay chiều + đề thi đại học qua các nămđại cương điện xoay chiều + đề thi đại học qua các nămđại cương điện xoay chiều + đề thi đại học qua các nămđại cương điện xoay chiều + đề thi đại học qua các nămđại cương điện xoay chiều + đề thi đại học qua các nămđại cương điện xoay chiều + đề thi đại học qua các nămđại cương điện xoay chiều + đề thi đại học qua các nămđại cương điện xoay chiều + đề thi đại học qua các năm
r n r B GV: Trần Văn Hùng 0979322011 1: ĐẠI CƯƠNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I - PHƯƠNG PHÁP Giới thiệu dòng điện xoay chiều Cho khung dây dẫn phẳng có N vòng ,diện tích S quay với vận tốc ω, xung quanh trục vng góc với với đường sức từ từ trường có cảm ứng từ Φ = NBS cos(ωt + ϕ ) = Φ cos(ω t + ϕ ) (Wb) a Từ thông gởi qua khung dây : ; Φ = NBS Từ thông gởi qua khung dây cực đại b Suất điện động xoay chiều: • suất điện động cảm ứng xuất khung dây: e=E0cos(ωt+ϕ0) Đặt E0= NBωS ω= 2π = 2πf = 2πn T • chu kì tần số liên hệ bởi: với n số vòng quay s a) Định nghĩa: Dòng điện xoay chiều ℓà dòng diện có cường độ biến thiên điều hòa theo thời gian b) Phương trình i = I0.cos(ωt + ϕ) ( A) Hoặc u = U0.cos(ωt + ϕ) (V) Trong đó: - i: gọi ℓà cường độ dòng điện tức thời (A) - I0: gọi ℓà cường độ dòng điện cực đại (A) - u: gọi ℓà hiệu điện tức thời (V) GV: Trần Văn Hùng 0979322011 - U0: gọi ℓà hiệu điện cực đại (V) - ω: gọi ℓà tần số góc dòng điện (rad/s) c) Các giá trị hiệu dụng: I0 - Cường độ dòng điện hiệu dụng: I = (A) U0 - Hiệu điện hiệu dung: U = (V) - Các thông số thiết bị điện thường ℓà giá trị hiệu dụng - Để đo giá trị hiệu dụng người ta dùng vôn kế nhiệt, am pe kế nhiệt Các toán ý: a) Bài toán 1: Xác định số ℓần dòng điện đổi chiều 1s: - Mỗi giây đổi chiều 2.f lần - Nếu pha ban đầu ϕi = ± π/2 giây đổi chiều (2.f – 1) lần giây sau đổi chiều 2.f lần - Thời gian chu kì điện áp thực cơng âm ∆tâm = = T thời gian chu kì điện áp thực công dương là: ∆tdương =T- = T.(1- ) b) Bài toán 2: Xác định thời gian đèn sáng - tối chu kỳ Khi đặt điện áp u = U0cos(ωt + ϕu) vào hai đầu bóng đèn, biết đèn sáng u lên ≥ U1 ϕs = 4α u ϕs cos α = U M2 ω ts = Trong đó: ϕt 2π − ϕ s ω ω tt = = = T - ts ϕs t s = ϕt t t Gọi H ℓà tỉ ℓệ thời gian đèn sáng tối chu kỳ: H = c) Bài toán 3: Xác định điện ℓượng chuyển qua mạch khoảng thời gian ∆t Cho mạch điện, có dòng điện chạy mạch theo phương trình: i = I 0cos(ωt + ϕ) (A) Trong t2 ∫I cos(ωt + ϕ) t1 khoảng thời gian từ t1 đến t2 xác định điện ℓượng chuyển qua mạch q = dt Giới thiệu ℓinh kiện điện Nội dung Điện trở Tụ điện Cuộn dây cảm Ký hiệu ZL = Lω ρ ZC = Tổng trở S Cω R= Khơng cho dòng điện Cho dòng điện chiều Cho dòng điện xoay chiều qua qua hồn tồn Cản trở dòng Đặc điểm chiều điện chiều Chỉ cho dòng điện xoay điện xoay chiều cho qua tỏa nhiệt chiều qua cản trở qua Công thức U U U U U I0 = I= I0 = I0 = I = định ℓuật Ôm R ZC ZC ZL ZL I=; ;i= ; ; Công suất P = RI 0 GV: Trần Văn Hùng Độ ℓệch pha u - i Phương trình 0979322011 u i pha u = U0cos(ωt +ϕ) i = I0cos(ωt + ϕ) u chậm pha i góc π/2 u = U0cos(ωt +ϕ) i = I0cos(ωt + ϕ + π/2) u nhanh pha i góc π/2 u = U0cos(ωt +ϕ) i = I0cos(ωt + ϕ - π/2) Giản đồ u - i Quy tắc ghép ℓinh kiện Mục Mắc nối tiếp Mắc song song R ZL ZC R = R1 + R2 ZL = ZL1 + ZL2 L = L1+L2+ +Ln ZC = ZC1 + ZC2 1 1 = + + + C C1 C Cn 1 RR = + ⇒R= R R1 R2 R1 + R2 1 Z Z = + ⇒ Z L = L1 L Z Z 1 = + ⇒ Z C = C1 C Z L Z L1 Z L Z L1 + Z L Z C Z C1 Z C Z C1 + Z C 1 1 = + + + L L1 L2 Ln C = C1+C2+ +Cn Công thức độc ℓập với thời gian 2 i u + = I U 0 0 Với đoạn mạch có C có cuộn dây cảm (L) ta có: Bài tốn viết phương trình CĐ dòng điện hiệu điện Cho phương trình hiệu điện u = U0cos(wt+) Xác định phương trình dòng điện mạch - Xác định I0, : Xác định mạch có linh kiện rùi xác định pha ban đầu Dựa vào độ lệch pha u i đểtìm pha II - BÀI TẬP MẪU: Ví dụ 1: Một dòng điện xoay chiều có phương trình dòng điện sau: i = 5cos(100πt + ) A Hãy xác định giá trị hiệu dụng dòng điện mạch? A A B A C 2.5A D 2,5 A Ví dụ 2: Tại thời điểm t = 1,5s cường độ dòng điện mạch có giá trị ℓà i = 5A Giá trị ℓà giá trị: A Giá trị cực đại B Giá trị tức thời C Giá trị hiệu dụng D Giá trị trung bình Ví dụ 3: Biết i = I0cos(100πt+ π/6) A Tìm thời điểm cường độ dòng điện có giá trị 0? A t = 1/300 + k/100s (k = 0,1,2 ) B t = 1/300 + k/100s (k = 1,2 ) C t = 1/400 + k/100 s(k = 0,1,2 ) D t = 1/600 + k/100 (k = 0,1,2 ) Ví dụ 4: Dòng điện có biểu thức i = 2cos100πt A, giây dòng điện đổi chiều ℓần? A 100 ℓần B 50 ℓần C 110 ℓần D 90 ℓần Ví dụ 5: Dòng điện có biểu thức i = 2sin100πt A, giây dòng điện đổi chiều ℓần? A 100 ℓần B 50 ℓần C 110 ℓần D 99 ℓần Ví dụ 6: Một mạch điện xoay chiều có phương trình dòng điện mạch ℓà i = 5cos(100 πt - ) A Xác định điện ℓượng chuyển qua mạch 1/6 chu kỳ Hướng dẫn [Đáp án D] GV: Trần Văn Hùng T T 0 0979322011 T π ∫ i.dt ∫ cos(100πt − )dt Ta có q = = = sin(100πt - ) = = C Ví dụ 7: Mạch điện có giá trị hiệu dụng U = 220 V, tần số dòng điện ℓà 50Hz, đèn sáng |u| ≥ 110 V Hãy tính thời gian đèn sáng chu kỳ? A 1/75s B 1/50s C 1/150s D 1/100s −4 10 π Ví dụ 8: Mạch điện X có tụ điện C, biết C = F, mắc mạch điện vào mạng điện có phương trình u = 100cos(100πt + ) V Xác định phương trình dòng điện mạch A i = cos(100πt + ) A B i = cos(100πt + ) A C i = cos(100πt + ) A D i = cos(100πt + ) A Trong Ví dụ 9: Mạch điện X có phần tử có phương trình dòng điện hiệu điện ℓần ℓượt sau: i = 2cos(100πt +) A u = 200cos(100πt +) V Hãy xác định ℓà phần tử độ ℓớn ℓà bao nhiêu? A ZL = 100 Ω B Zc= 100 Ω C R = 100 Ω D R = 100 Ω Ví dụ 10: Một đoạn mạch có L: L = H mắc vào mạng điện có phương trình i = 2cos(100 πt + ) A, viết phương trình hiệu điện hai đầu mạch điện? A uL = 200 cos(100πt + ) V B uL = 200 cos(100πt + ) V C uL = 200cos(100πt +) V D uL= 200cos(100πt+ ) V Ví dụ 11: Một điện trở R=100Ω, dùng dòng điện có tần số 50Hz Nếu dùng dòng điện có tần số 100Hz điện trở A Giảm ℓần B Tăng ℓần C Không đổi D Giảm 1/2 ℓần III - BÀI TẬP THỰC HÀNH Câu (Đh 2007) Trong đoạn mạch điện xoay chiều có tụ điện hiệu điện hai đầu đoạn mạch A sớm pha π/2 so với cường độ dòng điện B sớm pha π/4 so với cường độ dòng điện C trễ pha π/2 so với cường độ dòng điện D trễ pha π/4 so với cường độ dòng điện Câu (ĐH 2007) Dòng điện chạy qua đoạn mạch có biểu thức i = I 0sin100πt Trong khoảng thời gian từ đến 0,01s cường độ dòng điện tức thời có giá trị 0,5I0 vào thời điểm A 1/300s 2/300 s B 1/400 s 2/400 s C 1/500 s 3/500 s D 1/600 s 5/600 s 2.10 −4 π Câu (ĐH 2009) Đặt điện áp u =U0cos(100πt - ) V vào hai đầu tụ điện có điện dung F Ở thời điểm điện áp hai đầu tụ điện ℓà 150 V cường độ dòng điện mạch ℓà 4A Biểu thức cường độ dòng điện mạch ℓà A i = 4cos(100πt + ) A B i = 5cos(100πt + ) A C i = 4cos(100πt - ) A D i = 5cos(100πt - ) A Câu (ĐH 2009) Đặt điện áp xoay chiều u =U 0cos(100πt +) V vào hai đầu cuộn cảm có độ tự cảm H Ở thời điểm điện áp hai đầu cuộn cảm Là 100 V cường độ dòng điện qua cuộn cảm Là 2A Biểu thức cường độ dòng điện qua cuộn cảm Là π A i = 2cos(100πt - ) A B i = 2cos(100πt + ) A C i = 2cos(100πt + ) A D i = 2cos(100πt - ) A π (ĐH 2010) Tại thời điểm t, điện áp u = 200cos(100 t - ) (trong u tính V, t tính s) có giá trị 100 V giảm Sau thời điểm s, điện áp có giá trị ℓà A - 100V B 100 V C - 100 V D 200 V Câu (ĐH 2010) Đặt điện áp u = U0cosωt vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Gọi i ℓà cường độ dòng điện tức thời đoạn mạch; u1, u2 u3 ℓần ℓượt ℓà điện áp tức thời hai đầu điện trở, hai đầu cuộn cảm Câu GV: Trần Văn Hùng 0979322011 hai đầu tụ điện Hệ thức ℓà u R + ωL − Cω u1 R u2 ωL A i = B i3 = u3ωC C i = D i = Câu (ĐH 2010) Đặt điện áp u = U0cosωt vào hai đầu cuộn cảm có độ tự cảm L cường độ dòng điện qua cuộn cảm là: U0 U0 ωL ωL A i = cos(ωt + ) B i = cos(ωt + ) U0 U0 ωL ωL C i = cos(ωt - ) D i = cos(ωt - ) Câu (CĐ 2010) Đặt điện áp xoay chiều u=U0cosωt vào hai đầu đoạn mạch có điện trở Gọi U ℓà điện áp hiệu dụng hai đầu mạch; i, I I ℓần ℓượt ℓà giá trị tức thời, giá trị cực đại giá trị hiệu dụng cường độ dòng điện đoạn mạch Hệ thức sau sai? u2 i2 U I U I u i − =0 + =1 + = − =0 U I0 U I0 U 02 I 02 U I A B C D Câu (CĐ 2010) Đặt điện áp u = U0cosωt vào hai đầu cuộn cảm có độ tự cảm L Tại thời điểm điện áp hai đầu cuộn cảm có độ ℓớn cực đại cường độ dòng điện qua cuộn cảm U0 U0 U0 ωL 2ωL ωL A B C D (ĐH 2011) Đặt điện áp u =Ucosωt vào hai đầu tụ điện cường độ dòng điện qua có giá trị hiệu dụng ℓà I Tại thời điểm t, điện áp hai đầu tụ điện ℓà u cường độ dòng điện qua ℓà i Hệ thức ℓiên hệ đại ℓượng ℓà: u i2 u2 i2 u i2 u2 i2 + = + = + = + =2 U I2 U I2 U2 I2 U I2 A B C D Câu 10 Câu 11 Câu 58(ĐH 2012): Đặt điện áp u = U 0cosωt vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Gọi i cường độ dòng điện tức thời đoạn mạch; u1, u2 u3 điện áp tức thời hai đầu điện trở, hai đầu cuộn cảm hai đầu tụ điện; Z tổng trở đoạn mạch Hệ thức u1 u2 u R ωL Z A i = u3ωC B i = C i = D i = Câu 12 (ĐH 2013): Một khung dây dẫn phẳng, dẹt, hình chữ nhật có diện tích 60 cm 2, quay quanh trục đối xứng (thuộc mặt phẳng khung) từ trường có vectơ cảm ứng từ vng góc với trục quay có độ lớn 0,4 T Từ thơng cực đại qua khung dây A 2,4.10-3 Wb B 1,2.10-3Wb C 4,8.10-3Wb D 0,6.10-3Wb ωt Ω Câu 13 (ĐH 2013): Đặt điện áp xoay chiều u=U cos (V) vào hai đầu điện trở R=110 cường độ dòng điện qua điện trở có giá trị hiệu dụng 2A Giá trị U 2 A 220V B 220 V C 110V D 110 V u = 141 cos 100πt Câu 14 (ĐH 2014): Điện áp (V) có giá trị hiệu dụng A 141 V B 200 V C 100 V D 282 V GV: Trần Văn Hùng 0979322011 i = 2 cos 100πt Ω 2014) : Dòng điện có cường độ (A) chạy qua điện trở 100 Trong 30 giây, nhiệt lượng tỏa điện trở A 12 kJ B 24 kJ C 4243 J D 8485 J π u = U cos 100πt + ÷( V ) 4 Câu 16 (ĐH 2014) : Đặt điện áp vào hai đầu đoạn mạch có tụ điện i = I0 cos ( 100πt + ϕ ) ( A ) ϕ cường độ dòng điện mạch Giá trị 3π π 3π π − − 4 A B C D Câu 17 (ĐH 2014) : Một động điện tiêu thụ công suất điện 110 W, sinh công suất học 88 W Tỉ số công suất học với cơng suất hao phí động A B C D Câu 18 (ĐH 2015): Ở Việt Nam, mạng điện dân dụng pha có điện áp hiệu dụng A 220 V B 100 V C 220 V D 100 V 2 Câu 15 (ĐH Câu 19 (ĐH 2015): Cường độ dòng điện i = 2cos100πt (A) có pha thời điểm t A 50πt B 100πt C D 70πt Câu 20 (ĐH 2015): Đặt điện áp u = U cos100πt (t tính s) vào hai đầu tụ điện có điện dung C = 10-4/ (F) Dung kháng tụ điện π A 150 Ω B 200 Ω Câu 21 (ĐH 2015): Đặt điện áp u = 200 C 50 Ω D 100 Ω cos100πt (V) vào hai đầu điện trở 100 Ω Công suất tiêu thụ điện trở A 800 W B 200 W C 300 W D 400 W Câu 22 (QG 2016): Suất điện động cảm ứng máy phát điện xoay chiều pha tạo có biểu thức e = 220 cos(100πt + 0, 25π)(V) Giá trị cực đại suất điện động 2 A 220 V B 110 V C 110V D 220V Câu 23 (QG 2016): Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch có điện trở A Cường độ dòng điện đoạn mạch pha với điện áp hai đầu đoạn mạch B Cường độ dòng điện đoạn mạch trễ pha 0,5 π so với điện áp hai đầu đoạn mạch C Cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch phụ thuộc vào tần số điện áp D Cường độ dòng điện đoạn mạch sớm pha 0,5 π so với điện áp hai đầu đoạn mạch Câu 24 (QG 2016): Một biện pháp làm giảm hao phí điện đường dây tải điện truyền tải điện xa áp dụng rộng rãi A giảm tiết diện dây truyền tải điện B tăng chiều dài đường dây truyền tải điện C giảm điện áp hiệu dụng trạm phát điện D tăng điện áp hiệu dụng trạm phát điện Câu 25 (QG 2016): Cho dòng điện có cường độ i = cos100πt (i tính A, t tính s) chạy qua 250 π đoạn mạch có tụ điện Tụ điện có điện dung µF Điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện A 200V B 250V C 400V D 220V GV: Trần Văn Hùng 0979322011 Câu 26 (QG 2017): Hình bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc điện áp xoay chiều u hai đầu đoạn mạch vào thời gian t Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch A 110 V B 220 V C 220 V D.110 V Câu 27 (QG 2017): Đặt điện áp xoay chiều có gỉá trị cực đại 100 V vào hai đầu cuộn cảm cường độ dòng điện cuộn cảm có biểu thức i = 2cos 100πt (A) Tại thời điểm điện áp có giá trị 50 V tăng cường độ dòng điện A A B - A C.-1A D 1A ... điện chiều Cho dòng điện xoay chiều qua qua hồn tồn Cản trở dòng Đặc điểm chiều điện chiều Chỉ cho dòng điện xoay điện xoay chiều cho qua tỏa nhiệt chiều qua cản trở qua Công thức U U U U U I0... + R2 ZL = ZL1 + ZL2 L = L1+L 2+ +Ln ZC = ZC1 + ZC2 1 1 = + + + C C1 C Cn 1 RR = + ⇒R= R R1 R2 R1 + R2 1 Z Z = + ⇒ Z L = L1 L Z Z 1 = + ⇒ Z C = C1 C Z L Z L1 Z L Z L1 + Z L Z C Z C1 Z C Z C1 +. .. điện ℓượng chuyển qua mạch q = dt Giới thi u ℓinh kiện điện Nội dung Điện trở Tụ điện Cuộn dây cảm Ký hiệu ZL = Lω ρ ZC = Tổng trở S Cω R= Khơng cho dòng điện Cho dòng điện chiều Cho dòng điện