Đang tải... (xem toàn văn)
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I. KHÁI NIỆM DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 1) Định nghĩa Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến thiên tuần hoàn theo thời gian (theo hàm cos hay sin của thời gian). 2) Biểu thức: i = I0cos(ωt + φi) A trong đó: i: giá trị cường độ dòng điện xoay chiều tức thời, đơn vị là (A) I0 > 0: giá trị cường độ dòng điện cực đại của dòng điện xoay chiều ω, φi : là các hằng số. ω > 0 là tần số góc. (ωt + φi): pha tại thời điểm t. φi : Pha ban đầu của dòng điện. 3) Chu kỳ, tần số của dòng điện Chu kì, tần số của dòng điện: Ví dụ 1: Cho dòng điện xoay chiều có biểu thức i = 2cos(100πt + π3) A. a) Tính cường độ dòng điện trong mạch khi t = 0,5 (s); t = 0,125 (s). ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… b) Tìm những thời điểm mà cường độ dòng điện trong mạch có giá trị 1 A. ………………………………………………………………………………………………………………
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I KHÁI NIỆM DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 1) Định nghĩa Dòng điện xoay chiều dòng điện có cường độ biến thiên tuần hồn theo thời gian (theo hàm cos hay sin thời gian) 2) Biểu thức: i = I0cos(ωt + φi) A đó: i: giá trị cường độ dòng điện xoay chiều tức thời, đơn vị (A) I0 > 0: giá trị cường độ dòng điện cực đại dòng điện xoay chiều ω, φi : số ω > tần số góc (ωt + φi): pha thời điểm t φi : Pha ban đầu dòng điện 3) Chu kỳ, tần số dòng điện 2π T = ω = f ( s ) Chu kì, tần số dòng điện: f = = ω ( Hz ) T 2π Ví dụ 1: Cho dòng điện xoay chiều có biểu thức i = 2cos(100πt + π/3) A a) Tính cường độ dòng điện mạch t = 0,5 (s); t = 0,125 (s) ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… b) Tìm thời điểm mà cường độ dòng điện mạch có giá trị A ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… c) Tại thời điểm t cường độ dòng điện mạch có giá trị A giảm Hỏi sau 1/200 (s) cường độ dòng điện có giá trị bao nhiêu? ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Ví dụ 2: Cho dòng điện xoay chiều có biểu thức i = 4cos(100πt + π/6) A a) Tính cường độ dòng điện mạch t = 0,5 (s); t = 0,125 (s) ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… b) Tìm thời điểm mà cường độ dòng điện mạch có giá trị A ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… c) Tại thời điểm t cường độ dòng điện mạch có giá trị A tăng Tìm cường độ dòng điện sau * ∆t = s * ∆t = s * ∆t = s * ∆t = II ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU Cho khung dây dẫn có diện tích S gồm có N vòng dây quay với vận tốc góc ω xung quanh trục đối xứng x’x từ trường có B ⊥ xx ' Tại t = giả sử n ≡ B Sau khoảng thời t, n quay góc ωt Từ thơng gởi qua khung Φ = NBScos(ωt) Wb Đặt Φo = NBS Φ = Φocos(ωt), Φo gọi từ thông cực đại Theo tượng cảm ứng điện từ khung hình thành suất điện động cảm ứng có biểu thức e = – Φ’ = ωNBSsin(ωt) Đặt E0 = ωNBS = ωΦ0 ⇒ e = E0sin(ωt) = E0cos(ωt - ) Vậy suất điện động khung dây biến thiên tuần hoàn với tần số góc ω chậm pha từ thơng góc π/2 Nếu mạch ngồi kín mạch có dòng điện, điện áp gây mạch -1- ngồi biến thiên điều hòa: u = U0cos(ωt + φu) V Đơn vị : S (m2), Φ (Wb) – Webe, B (T) – Testla, N (vòng), ω (rad/s), e (V)… Chú ý: vòng/phút = = ( rad/s ); cm2 = 10- m2 Ví dụ 1: Một khung dây dẫn có diện tích S = 50 cm gồm 150 vòng dây quay với vận tốc 3000 vòng/phút từ trường có cảm ứng từ B vng góc trục quay khung có độ lớn B = 0,002 T Tính a) từ thơng cực đại gửi qua khung b) suất điện động cực đại Hướng dẫn giải Tóm tắt đề bài: S = 50 cm2 = 50.10–4 m2 N = 150 vòng B = 0,002 T ω = 3000 vòng/phút = 100π (rad/s) a) Từ thông qua khung Φ = NBScos(ωt) từ thông cực đại Φ0 = NBS = 150.0, 002.50.10-4 = 1, 5.10-3 Wb b) Suất điện động qua khung e = Φ' = ωNBSsin(ωt) E0 = ωNBS = ωΦ0 = 100π.1,5.10-3 = 0,47 V Vậy suất điện động cực đại qua khung E0 = 0,47 V Ví dụ 2: Một khung dây dẹt hình chữ nhật gồm 500 vòng dây, diện tích vòng dây 53,5 cm2, quay với tốc độ góc 3000 vòng/phút quanh trục xx’ từ trường có B = 0,02 T đường cảm ứng từ vng góc với trục quay xx’ Tính suất điện động cực đại suất điện động xuất khung Hướng dẫn giải: Tóm tắt đề bài: S = 53,5 cm2 = 53,5.10–4 m2 N = 500 vòng, B = 0,02 (T) ω = 3000 vòng/phút = 100π (rad/s) Suất điện động cực đại E0 = ωNBS = 100π.500.0,02.53,5.10–4 = 16,8 V Ví dụ 3: Một khung dây hình chữ nhật, kích thước (40 cm x 60 cm), gồm 200 vòng dây, đặt từ trường có cảm ứng từ 0,2 (T) Trục đối xứng khung dây vng góc với từ trường Khung dây quay quanh trục đối xứng với vận tốc 120 vòng/phút a) Tính tần số suất điện động b) Chọn thời điểm t = lúc mặt phẳng khung dây vng góc với đường cảm ứng từ Viết biểu thức suất điện động cảm ứng khung dây c) Suất điện động t = (s) kể từ thời điểm ban đầu có giá trị ? Hướng dẫn giải: Tóm tắt đề bài: S = 40.60 = 2400 cm2 = 0,24 m2 N = 200 vòng, B = 0,2 (T) ω = 120 vòng/phút = 4π (rad/s) a) Tần số suất điện động f = = Hz b) Suất điện động cực đại: E0 = ωNBS = 4π.200.0,2.0,24 = 120,64 V Do t = 0, mặt phẳng khung vng góc với cảm ứng từ nên φ = (hay n // B ) Từ ta biểu thức suất điện động e = E 0sin(ωt) = 120,64sin(4πt) V c) Tại t = (s) thay vào biểu thức suất điện động viết ta e = E = 120,64 V Ví dụ 4: Một khung dây dẫn phẳng có diện tích S = 50 cm 2, có N = 100 vòng dây, quay với tốc độ 50 vòng/giây quanh trục vng góc với đường sức từ trường có cảm ứng từ B = 0,1 (T) Chọn t = lúc vectơ pháp tuyến n khung dây chiều với vectơ cảm ứng từ B chiều dương chiều quay khung dây a) Viết biểu thức xác định từ thông Φ qua khung dây -2- b) Viết biểu thức xác định suất điện động e xuất khung dây Hướng dẫn giải: Tóm tắt đề bài: S = 50 cm2 = 50.10–4 m2 N = 100 vòng, B = 0,1 (T) ω = 50 vòng/giây = 100π (rad/s) a) Theo t = ta có φ = Từ thơng cực đại Φ0 = N.B.S = 100.0,1.50.10–4 = 0,05 Wb Từ đó, biểu thức từ thơng Φ = 0,05cos(100πt) Wb b) Suất điện động cảm ứng e = - Φ’ = 0,05.100π sin100πt = 5πsin100πt V III ĐỘ LỆCH PHA CỦA ĐIỆN ÁP VÀ DÒNG ĐIỆN Đặt φ = φu – φi, gọi độ lệch pha điện áp dòng điện mạch Nếu φ > thi điện áp nhanh pha dòng điện hay dòng điện chậm pha điện áp Nếu φ > thi điện áp chậm pha dòng điện hay dòng điện nhanh pha điện áp Chú ý: - Khi độ lệch pha điện áp dòng điện π/2 ta có phương trình dòng điện 2 u = U cos(ωt ) u i điện áp thỏa mãn ⇒ + = π U0 I0 i = I cos(ωt ± ) = I sin(ωt ) - Nếu điện áp vuông pha với dòng điện, đồng thời hai thời điểm t 1, t2 điện áp dòng 2 2 u1 i1 u i2 điện có cặp giá trị tương ứng u1; i1 u2; i2 ta có: + = + U0 I0 U0 I0 U0 u2 − u2 = 12 22 I0 i1 − i2 IV CÁC GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG Cho dòng điện xoay chiều i = I0cos(ωt + φ) A chạy qua R, công suất tức thời tiêu thụ R: + cos(2ωt + 2ϕ ) RI 02 RI 02 p = Ri2 = RI 02 cos2(ωt +ϕ) = RI 02 = + cos(2ωt + 2ϕ ) 2 RI 02 RI 02 RI 02 p = Giá trị trung bình p chu kì: + cos(2ωt + 2ϕ ) = 2 Kết tính tốn, giá trị trung bình cơng suất chu kì (cơng suất trung bình): P = p = RI I2 Nhiệt lượng tỏa Q = P.t = Rt Cũng khoảng thời gian t cho dòng điện khơng đổi (dòng điện chiều) qua điện trở R nói nhiệt lượng tỏa Q’ = I2Rt I I2 Cho Q = Q’ ⇔ Rt = I2Rt ⇒ I = 2 I gọi giá trị hiệu dụng cường độ dòng điện xoay chiều hay cường độ hiệu dụng U0 E0 Tương tự, ta có điện áp hiệu dụng suất điện động hiệu dụng U = ;E= 2 Ngồi ra, dòng điện xoay chiều, đại lượng điện áp, suất điện động, cường độ điện trường, … hàm số sin hay cosin thời gian, với đại lượng Chú ý : Trong mạch điện xoay chiều đại lượng có sử dụng giá trị tức thời là: -3- u = U cos(ωt + ϕ u ) i = I cos(ωt + ϕ i ) e = E0 cos(ωt + ϕ e ) p = i R = I 02 R cos (ωt + ϕ i ) đại lượng sử dụng giá trị hiệu dụng cường độ dòng điện I, điện áp U, suất điện động E Ví dụ 1: Dòng điện chạy qua đoạn mạch xoay chiều có dạng i = 200cos(100πt) A, điện áp hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu dụng 12 V, sớm pha π/3 so với dòng điện a) Tính chu kỳ, tần số dòng điện b) Tính giá trị hiệu dụng dòng điện mạch c) Tính giá trị tức thời dòng điện thời điểm t = 0,5 (s) d) Trong giây dòng điện đổi chiều lần e) Viết biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch Hướng dẫn giải: a) Từ biểu thức dòng điện i = 200cos(100πt) A; ta có ω = 100π (rad/s) 2π T = ω = 50 ( s) Từ ta có chu kỳ tần số dòng điện là: f = ω = 50( Hz ) 2π I0 b) Giá trị hiệu dụng dòng điện mạch I = = A c) Tại thời điểm t = 0,5 (s) i = 2cos(10π.0,5) = Vậy t = 0,5 (s) i = d) Từ câu b ta có f = 50 Hz, tức giây dòng điện thực 50 dao động Do dao động dòng điện đổi chiều hai lần nên giây dòng điện đổi chiều 100 lần e) Do điện áp sớm pha π/3 so với dòng điện nên có π/3 = φ u – φi φu = π/3 (do φi = 0) Điện áp cực đại U0 = U = 12 V Biểu thức điện áp hai đầu mạch điện u = 12cos(100πt + ) V Ví dụ 2: Một mạch điện xoay chiều có điện trở R = 50 Ω, dòng điện qua mạch có biểu thức i = 2cos(100πt + π/3) A a) Viết biểu thức điện áp hai đầu mạch điện biết điện áp hiệu dụng 50 V điện áp nhanh pha dòng điện góc π/6 b) Tính nhiệt lượng tỏa điện trở R 15 phút Hướng dẫn giải: U = U = 50 2 = 100V a) Ta có π π π ϕ = ϕ u − ϕ i = → ϕ u = ϕ i + = rad 3 Biểu thức điện áp u = 100cos(100πt + π/2) V I0 b) Cường độ hiệu dụng dòng điện: I = = A Từ đó, nhiệt lượng tỏa 15 phút (15.60 = 900 (s)) Q = I2Rt = 2.50.15.60 = 90000 J = 90 kJ Ví dụ 3: Một mạch điện xoay chiều có độ lệch pha điện áp cường độ dòng điện chạy mạch π/2 Tại thời điểm t, cường độ dòng điện mạch có giá trị A điện áp hai đầu mạch 50 V Biết điện áp hiệu dụng mạch 100 V Tính giá trị hiệu dụng cường độ dòng điện mạch Hướng dẫn giải: Do điện áp dòng điện lệch pha góc π/2 nên giả sử biểu thức dòng điện điện áp 2 u = U cos(ωt ) u i có dạng sau: ⇒ + = π i = I cos( ω t ± ) = I sin( ω t ) 0 U0 I0 -4- i = A 2 50 + Thay giá trị đề cho u = 50 2V I = ⇒I = A 100 U = 100V ⇒ U = 100 2V Ví dụ 4: Cho mạch điện xoay chiều có điện áp hai đầu mạch u = 50cos(100πt + π/6) V Biết dòng điện qua mạch chậm pha điện áp góc π/2 Tại thời điểm t, cường độ dòng điện mạch có giá trị A điện áp hai đầu mạch 25 V Biểu thức cường độ dòng điện mạch A i = 2cos(100πt + ) A B i = 2cos(100πt - ) A C i = cos(100πt - ) A D i = cos(100πt + ) A Hướng dẫn giải: 2 2 2 u i 25 Do điện áp dòng điện lệch pha góc π/2 nên + = ⇔ + = 50 I U0 I0 ⇒ I0 = 2A Mặt khác, dòng điện chậm pha điện áp góc π/2 nên φ i = φu - = - = i = 2cos(100πt - ) A V MỘT SỐ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM ĐIỂN HÌNH Câu Dòng điện chạy qua đoạn mạch xoay chiều có dạng i = 2cos(100πt + π/6) A, điện áp hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu dụng 12 V, sớm pha π/6 so với dòng điện Biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch A u = 12cos(100πt + ) V B u = 12cos 100πt V C u = 12cos(100πt - ) V D u = 12cos(100πt + ) V Hướng dẫn giải: U = 12 2V U = 12V Từ giả thiết ta có : π ⇔ π π π u = 12cos(100πt + ) V ϕ u = ϕ i + ϕ u = + = 6 Câu Một mạch điện xoay chiều có điện áp hai đầu mạch u = 200cos(100πt + π/6) V Cường độ hiệu dụng dòng điện chạy mạch A Biết rằng, dòng điện nhanh pha điện áp hai đầu mạch góc π/3, biểu thức cường độ dòng điện mạch A i = 4cos(100πt + π/3) A B i = 4cos(100πt + π/2) A C i = 2cos(100πt - π/6) A D i = 2cos(100πt + π/2) A Hướng dẫn giải: I = 2 A I = A Từ giả thiết ta có : π π π i = 4cos(100πt + ) V π ⇔ ϕ i = ϕ u + ϕ i = + = Câu Một mạch điện xoay chiều có độ lệch pha điện áp cường độ dòng điện chạy mạch π/2 Tại thời điểm t, cường độ dòng điện mạch có giá trị A điện áp hai đầu mạch 100 V Biết cường độ dòng điện cực đại A Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch điện có giá trị A U = 100 V B U = 200 V C U = 300 V D U = 220 V Hướng dẫn giải: u i Do điện áp dòng điện lệch pha góc π/2 nên + = U0 I0 100 = ⇒ U0= 200 V U = 200 V Thay số ta được: U0 Câu Một khung dây quay quanh trục xx’ từ trường có đường cảm ứng từ vng góc với trục quay xx’ Muốn tăng biên độ suất điện động cảm ứng khung lên lần chu kỳ quay khung phải -5- A tăng lần B tăng lần C giảm lần D giảm lần Hướng dẫn giải: Từ biểu thức từ thông ta Φ = NBScos(ωt + φ) e = Φ’ = ωNBSsin(ωt+ φ) Biên độ suất điện động E0 = ωNBS, để E0 tăng lên lần ω tăng lần, tức chu kỳ T giảm lần Câu Một khung dây dẫn có diện tích S = 50 cm gồm 250 vòng dây quay với tốc độ 3000 vòng/phút từ trường có véc tơ cảm ứng từ vng góc với trục quay khung, có độ lớn B = 0,02 (T) Từ thông cực đại gửi qua khung A 0,025 Wb B 0,15 Wb C 1,5 Wb D 15 Wb Hướng dẫn giải: Từ biểu thức tính từ thơng Φ = NBScos(ωt + φ) từ thông cực đại Φ0 = NBS N = 250vòng Thay số với: B = 0,02T Φ0 = 250.0,02.50.10-4 = 0,025 Wb S = 50cm = 50.10 −4.m Câu Một vòng dây phẳng có đường kính 10 cm đặt từ trường có độ lớn cảm ứng từ B = 1/π (T) Từ thơng gởi qua vòng dây véctơ cảm ứng từ B hợp với mặt phẳng vòng dây góc α = 300 A 1,25.10–3 Wb B 0,005 Wb C 12,5 Wb D 50 Wb Hướng dẫn giải: Biểu thức tính từ thơng Φ = NBScosα, với α = ( n , B ), từ giả thiết ta α = 600 Mặt khác khung dây hình tròn có đường kính 10 cm, nên bán kính R = cm ⇒ S = πR2 = π.0,052 Từ ta Φ = π.0,052.cos600 = 1,25.10-3 Wb ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Câu 1: Dòng điện xoay chiều dòng điện A có chiều biến thiên tuần hồn theo thời gian B có cường độ biến đổi tuần hoàn theo thời gian C có chiều biến đổi theo thời gian D có chu kỳ thay đổi theo thời gian Câu 2: Chọn câu sai phát biểu sau ? A Nguyên tắc tạo dòng điện xoay chiều dựa tượng cảm ứng điện từ B Khi đo cường độ dòng điện xoay chiều, người ta dùng ampe kế nhiệt C Số ampe kế xoay chiều cho biết giá trị hiệu dụng dòng điện xoay chiều D Giá trị hiệu dụng dòng điện xoay chiều giá trị trung bình dòng điện xoay chiều Câu 3: Dòng điện xoay chiều hình sin A dòng điện có cường độ biến thiên tỉ lệ thuận với thời gian B dòng điện có cường độ biến thiên tuần hồn theo thời gian C dòng điện có cường độ biến thiên điều hòa theo thời gian D dòng điện có cường độ chiều thay đổi theo thời gian Câu 4: Các giá trị hiệu dụng dòng điện xoay chiều A xây dựng dựa tác dụng nhiệt dòng điện B đo ampe kế nhiệt C giá trị trung bình chia cho D giá trị cực đại chia cho Câu 5: Đối với dòng điện xoay chiều cách phát biểu sau đúng? A Trong cơng nghiệp, dùng dòng điện xoay chiều để mạ điện B Điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng dây dẫn chu kỳ không C Điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng dây dẫn khoảng thời gian không D Cơng suất toả nhiệt tức thời có giá trị cực đại lần công suất toả nhiệt trung bình Câu 6: Trong câu sau, câu ? -6- A Dòng điện B Dòng điện C Khơng thể D Cường độ có cường độ biến đổi tuần hồn theo thời gian dòng điện xoay chiều điện áp hai đầu mạch xoay chiều lệch pha dùng dòng điện xoay chiều để mạ điện hiệu dụng dòng điện xoay chiều nửa giá trị cực đại Câu 7: Cường độ dòng điện mạch khơng phân nhánh có dạng i = 2cos100πt A Cường độ dòng điện hiệu dụng mạch A I = 4A B I = 2,83A C I = 2A D I = 1,41 A Câu 8: Điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch có dạng u = 141cos(100πt) V Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch A U = 141 V B U = 50 V C U = 100 V D U = 200 V Câu 9: Trong đại lượng đặc trưng cho dòng điện xoay chiều sau đây, đại lượng có dùng giá trị hiệu dụng? A điện áp B chu kỳ C tần số D công suất Câu 10: Trong đại lượng đặc trưng cho dòng điện xoay chiều sau đây, đại lượng không dùng giá trị hiệu dụng? A Điện áp B Cường độ dòng điện C Suất điện động D Cơng suất Câu 11: Phát biểu sau không đúng? A điện áp biến đổi điều hoà theo thời gian gọi điện áp xoay chiều B dòng điện có cường độ biến đổi điều hồ theo thời gian gọi dòng điện xoay chiều C suất điện động biến đổi điều hoà theo thời gian gọi suất điện động xoay chiều D cho dòng điện chiều dòng điện xoay chiều qua điện trở chúng toả nhiệt lượng Câu 12: Một dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở R = 10 Ω, nhiệt lượng tỏa 30 phút 900 kJ Cường độ dòng điện cực đại mạch A I0 = 0,22A B I0 = 0,32A C I0 = 7,07A D I0 = 10,0 A Câu 13: Phát biểu sau đúng? A Khái niệm cường độ dòng điện hiệu dụng xây dựng dựa vào tác dụng hóa học dòng điện B Khái niệm cường độ dòng điện hiệu dụng xây dựng dựa vào tác dụng nhiệt dòng điện C Khái niệm cường độ dòng điện hiệu dụng xây dựng dựa vào tác dụng từ dòng điện D Khái niệm cường độ dòng điện hiệu dụng xây dựng dựa vào tác dụng phát quang dòng điện Câu 14: Phát biểu sau không đúng? A Điện áp biến đổi theo thời gian gọi điện áp xoay chiều B Dòng điện có cường độ biến đổi điều hòa theo thời gian gọi dòng điện xoay chiều C Suất điện động biến đổi điều hòa theo thời gian gọi suất điện động xoay chiều D Cho dòng điện chiều dòng điện xoay chiều qua điện trở chúng tỏa nhiệt lượng Câu 15: Đối với suất điện động xoay chiều hình sin, đại lượng sau ln thay đổi theo thời gian? A Giá trị tức thời B Biên độ C Tần số góc D Pha ban đầu Câu 16: Tại thời điểm t = 0,5 (s), cường độ dòng điện xoay chiều qua mạch A, A cường độ hiệu dụng B cường độ cực đại C cường độ tức thời D cường độ trung bình Câu 17: Cường độ dòng điện đoạn mạch có biểu thức i = sin(100πt + ) A Ở thời điểm t = s cường độ mạch có giá trị A 2A B - A C D A Câu 18: Một mạng điện xoay chiều 220 V – 50 Hz, chọn pha ban đầu điện áp khơng biểu thức điện áp có dạng A u = 220cos(50t) V B u = 220cos(50πt) V C u = 220cos(100t) V D u = 220cos 100πt V -7- Dòng điện chạy qua đoạn mạch xoay chiều có dạng i = 2cos(100πt) A, điện áp hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu dụng 12 V sớm pha π/3 so với dòng điện Biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch A u = 12cos(100πt) V B u = 12sin 100πt V C u = 12cos(100πt -π/3) V D u = 12cos(100πt + π/3) V Câu 20: Dòng điện chạy qua đoạn mạch xoay chiều có dạng i = 2cos(100πt + π/6) A, điện áp hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu dụng 12 V, sớm pha π/6 so với dòng điện Biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch A u = 12cos(100πt + ) V B u = 12cos(100πt + ) V C u = 12cos(100πt - ) V D u = 12cos(100πt + ) V Câu 21: Một mạch điện xoay chiều có điện áp hai đầu mạch u = 200cos(100πt + π/6) V Cường độ hiệu dụng dòng điện chạy mạch A Biết rằng, dòng điện nhanh pha điện áp hai đầu mạch góc π/3, biểu thức cường độ dòng điện mạch A i = 4cos(100πt + π/3) A B i = 4cos(100πt + π/2) A C i = 2cos(100πt - ) A D i = 2cos(100πt + ) A Câu 22: Một mạch điện xoay chiều có điện áp hai đầu mạch u = 120cos(100πt - π/4) V Cường độ hiệu dụng dòng điện chạy mạch 5A Biết rằng, dòng điện chậm pha điện áp góc π/4, biểu thức cường độ dòng điện mạch A i = 5sin(100πt - ) A B i = 5cos(100πt - ) A C i = 5cos(100πt - ) A D i = 5cos(100πt) A Câu 23: Một mạch điện xoay chiều có độ lệch pha điện áp cường độ dòng điện chạy mạch π/2 Tại thời điểm t, cường độ dòng điện mạch có giá trị A điện áp hai đầu mạch 100 V Biết cường độ dòng điện cực đại 4A Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch điện có giá trị A U = 100 V B U = 200 V C U = 300 V D U = 220 V Câu 24: Một mạch điện xoay chiều có độ lệch pha điện áp cường độ dòng điện chạy mạch π/2 Tại thời điểm t, cường độ dòng điện mạch có giá trị A điện áp hai đầu mạch 100 V Biết điện áp hiệu dụng mạch V Giá trị hiệu dụng cường độ dòng điện mạch A 2A B 2A C A D A Câu 25: Cho mạch điện xoay chiều có điện áp hai đầu mạch u = 50cos(100πt + π/6) V Biết dòng điện qua mạch chậm pha điện áp góc π/2 Tại thời điểm t, cường độ dòng điện mạch có giá trị A điện áp hai đầu mạch 25 V Biểu thức cường độ dòng điện mạch A i = 2cos(100πt + ) A B i = 2cos(100πt - ) A C i = cos(100πt - ) A D i = cos(100πt + ) A Câu 26: Cho đoạn mạch điện xoay chiều có điện áp cực đại dòng điện cực đại U 0; I0 Biết điện áp dòng điện vng pha với Tại thời điểm t điện áp dòng điện có giá trị u 1; i1 Tại thời điểm t2 điện áp dòng điện có giá trị u 2; i2 Điện áp cực đại hai đầu đoạn mạch xác định hệ thức đây? u − u1 u 22 − u12 i22 − i12 u 22 − u12 U = I A B U = I C U = I D U = I 0 i2 − i1 i12 − i22 u 22 − u12 i22 − i12 Câu 27: Cho đoạn mạch điện xoay chiều có điện áp cực đại dòng điện cực đại U 0; I0 Biết điện áp dòng điện vng pha với Tại thời điểm t điện áp dòng điện có giá trị u1; i1 Tại thời điểm t2 điện áp dòng điện có giá trị u 2; i2 Cường độ dòng điện hiệu dụng mạch xác định hệ thức đây? u12 + u 22 i22 − i12 i22 − i12 u 22 − u12 A U = I B I = U C I = U D U = I i12 + i22 u 22 − u12 u12 − u 22 i22 − i12 Câu 28: Một dòng điện xoay chiều có biểu thức cường độ tức thời i = 10cos(100πt + π/3) A Phát biểu sau khơng xác ? A Biên độ dòng điện 10A B Tần số dòng điện 50 Hz C Cường độ dòng điện hiệu dụng 5A D Chu kỳ dòng điện 0,02 (s) Câu 19: -8- Một dòng điện xoay chiều có biểu thức điện áp tức thời u = 100cos(100πt + π/3) A Phát biểu sau khơng xác ? A Điện áp hiệu dụng 50 V B Chu kỳ điện áp 0,02 (s.) C Biên độ điện áp 100 V D Tần số điện áp 100 Hz Câu 30: Nhiệt lượng Q dòng điện có biểu thức i = 2cos(120πt) A toả qua điện trở R = 10 Ω thời gian t = 0,5 phút A 1000 J B 600 J C 400 J D 200 J Câu 31: Một dòng điện xoay chiều qua điện trở R = 25 Ω thời gian phút nhiệt lượng toả Q = 6000 J Cường độ hiệu dụng dòng điện xoay chiều A 3A B 2A C 3A D A Câu 32: Chọn phát biểu sai ? A Từ thông qua mạch biến thiên mạch xuất suất điện động cảm ứng B Suất điện động cảm ứng mạch điện tỉ lệ thuận với tốc độ biến thiên từ thơng qua mạch C Suất điện động cảm ứng khung dây quay từ trường có tần số với số vòng quay (s) D Suất điện động cảm ứng khung dây quay từ trường có biên độ tỉ lệ với chu kỳ quay khung Câu 33: Một khung dây phẳng quay quanh trục vuông góc với đường sức từ cảm ứng từ trường B Suất điện động khung dây có tần số phụ thuộc vào A số vòng dây N khung dây B tốc độ góc khung dây C diện tích khung dây D độ lớn cảm ứng từ B từ trường Câu 34: Một khung dây quay quanh trục xx’ từ trường có đường cảm ứng từ vng góc với trục quay xx’ Muốn tăng biên độ suất điện động cảm ứng khung lên lần chu kỳ quay khung phải A tăng lần B tăng lần C giảm lần D giảm lần Câu 35: Một khung dây dẫn có diện tích S = 50 cm gồm 250 vòng dây quay với tốc độ 3000 vòng/phút từ trường có véc tơ cảm ứng từ vng góc với trục quay khung, có độ lớn B = 0,02 (T) Từ thông cực đại gửi qua khung A 0,025 Wb B 0,15 Wb C 1,5 Wb D 15 Wb Câu 36: Một vòng dây phẳng có đường kính 10 cm đặt từ trường có độ lớn cảm ứng từ B = 1/π (T) Từ thông gởi qua vòng dây véctơ cảm ứng từ B hợp với mặt phẳng vòng dây góc α = 300 A 1,25.10–3 Wb B 0,005 Wb C 12,5 Wb D 50 Wb Câu 37: Một khung dây quay quanh trục ∆ từ trường có véc tơ cảm ứng từ vng góc với trục quay Biết tốc độ quay khung 150 vòng/phút Từ thông cực đại gửi qua khung Φ0 = (Wb) Suất điện động hiệu dụng khung có giá trị A 25 V B 25 V C 50 V D 50 V Câu 38: Khung dây kim loại phẳng có diện tích S, có N vòng dây, quay với tốc độ góc ω quanh trục vng góc với đường sức từ trường có cảm ứng từ B Chọn gốc thời gian t = lúc pháp tuyến khung dây có chiều trùng với chiều vectơ cảm ứng từ B Biểu thức xác định từ thông Φ qua khung dây A Φ = NBSsin(ωt) Wb B Φ = NBScos(ωt) Wb C Φ = ωNBSsin(ωt) Wb D Φ = ωNBScos(ωt) Wb Câu 39: Khung dây kim loại phẳng có diện tích S = 50 cm 2, có N = 100 vòng dây, quay với tốc độ 50 vòng/giây quanh trục vng góc với đường sức từ trường B = 0,1 (T) Chọn gốc thời gian t = lúc pháp tuyến khung dây có chiều trùng với chiều vectơ cảm ứng từ Biểu thức xác định từ thông qua khung dây A Φ = 0,05sin(100πt) Wb B Φ = 500sin(100πt) Wb C Φ = 0,05cos(100πt) Wb D Φ = 500cos(100πt) Wb Câu 40: Khung dây kim loại phẳng có diện tích S, có N vòng dây, quay với tốc độ góc ω quanh trục vng góc với đường sức từ trường B Chọn gốc thời gian t = lúc pháp tuyến n khung dây có chiều trùng với chiều vectơ cảm ứng từ B Biểu thức xác Câu 29: -9- định suất điện động cảm ứng xuất khung dây A e = NBSsin(ωt) V B e = NBScos(ωt) V C e = ωNBSsin(ωt) V D e = ωNBScos(ωt) V Câu 41: Khung dây kim loại phẳng có diện tích S = 100 cm 2, có N = 500 vòng dây, quay với tốc độ 3000 vòng/phút quanh quanh trục vng góc với đường sức từ trường B = 0,1 (T) Chọn gốc thời gian t = lúc pháp tuyến khung dây có chiều trùng với chiều vectơ cảm ứng từ B Biểu thức xác định suất điện động cảm ứng xuất khung dây A e = 15,7sin(314t) V B e = 157sin(314t) V C e = 15,7cos(314t) V D e = 157cos(314t) V Câu 42: Khung dây kim loại phẳng có diện tích S = 40 cm 2, có N = 1000 vòng dây, quay `đều với tốc độ 3000 vòng/phút quanh quanh trục vng góc với đường sức từ trường B = 0,01 (T) Suất điện động cảm ứng xuất khung dây có trị hiệu dụng A 6,28 V B 8,88 V C 12,56 V D 88,8 V Câu 43: Một khung dây quay điều quanh trục từ trường B vng góc với trục quay với tốc độ góc ω Từ thơng cực đại gởi qua khung suất điện động cực đại khung liên hệ với công thức ωΦ Φ0 Φ A E0 = B E0 = C E0 = D E0 = ωΦ ω ω Câu 44: Một khung dây đặt từ trường B có trục quay ∆ khung vng góc với đường cảm ứng từ Cho khung quay quanh trục ∆, suất điện động cảm ứng xuất khung có phương trình e = 200cos(100πt - ) V Suất điện động cảm ứng xuất khung thời điểm t = s A 100 V B 100 V C 100 V D 100 V Câu 45: Một khung dây đặt từ trường B có trục quay ∆ khung vng góc với đường cảm ứng từ Cho khung quay quanh trục ∆, từ thơng gởi qua khung có biểu thức Φ = cos(100πt + ) Wb Biểu thức suất điện động cảm ứng xuất khung A e = 50cos(100πt + ) V B e = 50cos(100πt + ) V C e = 50cos(100πt - ) V D e = 50cos(100πt - ) V 1B 6C 11D 16C 21B 26B 31D 36A 41B 46 2D 7C 12D 17B 22C 27C 32D 37B 42B 47 3C 8C 13B 18D 23B 28C 33B 38B 43D 48 4A 9A 14D 19D 24D 29D 34C 39C 44D 49 5B 10D 15A 20D 25B 30B 35A 40C 45C 50 BÀI GIẢNG MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CÓ PHẦN TỬ I MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU GỒM R, L Đặc điểm: U = U + U R L RL Điện áp tổng trở mạch: 2 Z RL = R + Z L U U R2 + U L2 U R U L I I = RL = = = = Z RL U ZL R + Z L2 Định luật Ohm cho đoạn mạch: U 02R + U 02L U R U L U RL I = = = = = 2I 2 Z U Z R + Z RL L L - 10 - Đặt điện áp u = U0cos(100πt + π/3) V vào hai đầu cuộn cảm có độ tự cảm L = 0,5/π (H) Ở thời điểm điện áp hai đầu cuộn cảm 100 V cường độ dòng điện mạch 2A Biểu thức cường độ dòng điện mạch A i = 2cos(100πt + π/6) A B i = 2cos(100πt - π/6) A C i = 2cos(100πt + π/6) A D i = 2cos(100πt - π/6) A Câu 36: Cho đoạn mạch điện xoay chiều có cuộn cảm có hệ số tự cảm L với L = H Đặt điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch mạch có dòng điện i = I0cos(100πt - ) A Tại thời điểm mà điện áp hai đầu mạch có giá trị 50 V cường độ dòng điện mạch A Biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch A u = 50cos(100πt + ) V B u = 100cos(100πt + ) V C u = 50cos(100πt - ) V D u = 100cos(100πt - ) V Câu 37: Đặt điện áp u = U0cos(100πt + π/6) V vào hai đầu cuộn cảm có độ tự cảm L = 1/π (H) Ở thời điểm điện áp hai đầu cuộn cảm 75 V cường độ dòng điện mạch 1A Biểu thức cường độ dòng điện mạch A i = 1,25cos(100πt - ) A B i = 1,25cos(100πt - ) A A i = 1,25cos(100πt + ) A D i = 1,25cos(100πt - ) A Câu 38: Mạch điện xoay chiều có tụ điện với điện dung C Tần số dòng điện mạch f, cơng thức để tính dung kháng mạch A ZC = 2πfC B ZC = πfC C ZC = D ZC = Câu 39: Với mạch điện xoay chiều chứa tụ điện dòng điện mạch A sớm pha điện áp hai đầu đoạn mạch góc π/2 B sớm pha điện áp hai đầu đoạn mạch góc π/4 C trễ pha điện áp hai đầu đoạn mạch góc π/2 D trễ pha điện áp hai đầu đoạn mạch góc π/4 Câu 40: Chọn câu phát biểu sau ? A Tụ điện cho dòng điện xoay chiều dòng điện chiều qua B Điện áp hai tụ biến thiên sớm pha π/2 dòng điện C Cường độ hiệu dụng dòng điện xoay chiều qua tụ điện tỉ lệ nghịch với tần số dòng điện D Dung kháng tụ điện tỉ lệ thuận với chu kỳ dòng điện xoay chiều Câu 41: Để tăng dung kháng tụ điện phẳng có chất điện mơi khơng khí ta phải 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 đưa thêm điện mơi vào lòng tụ điện Câu 42: Dung kháng tụ điện A tỉ lệ nghịch với tần số dòng điện xoay chiều qua B tỉ lệ thuận với hiệu điện hai đầu tụ C tỉ lệ nghịch với cường độ dòng điện xoay chiều qua D có giá trị dòng xoay chiều dòng điện khơng đổi Câu 43: Khi tần số dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch chứa tụ điện tăng lên lần dung kháng tụ điện A tăng lần B tăng lần C giảm lần D giảm lần Câu 44: Mạch điện xoay chiều có tụ điện với điện dung C Đặt vào hai đầu tụ điện điện áp u = U0cos(ωt + φ) V Cường độ dòng điện hiệu dụng mạch cho công thức U0 U 0ωC U A I = B I = C I = D I = U 0ωC ωC 2ωC Câu 45: Mạch điện xoay chiều có tụ điện với điện dung C Đặt vào hai đầu tụ điện điện áp xoay chiều có biểu thức u = Uocos(ωt + φ) V Cường độ dòng điện cực đại mạch cho công thức U0 U 0ωC U A I = B I = C I = D I = U 0ωC ωC 2ωC Câu 46: Mạch điện xoay chiều có tụ điện với điện dung C Đặt vào hai đầu tụ điện điện Câu 35: - 47 - áp xoay chiều có biểu thức u = U 0cos(ωt + φ) V Cường độ dòng điện tức thời mạch có biểu thức A i = U0ωCsin(ωt + ϕ + ) A B i = U0ωCcos(ωt + ϕ - ) A U C i = U0ωCcos(ωt + ϕ + ) A D i = cos(ωt + ϕ + ) A Cω Câu 47: Phát biểu sau sai ? A Trong đoạn mạch chứa tụ điện, dòng điện biến thiên sớm pha π/2 so với điện áp hai đầu đoạn mạch B Trong đoạn mạch chứa tụ điện, dòng điện biến thiên chậm pha π/2 so với điện áp hai đầu đoạn mạch C Trong đoạn mạch chứa cuộn cảm, dòng điện biến thiên chậm pha π/2 so với điện áp hai đầu đoạn mạch D Trong đoạn mạch chứa cuộn cảm, điện áp hai đầu đoạn mạch biến thiên sớm pha π/2 so với dòng điện mạch Câu 48: Đặt vào hai đầu tụ điện có điện dung C (F) điện áp xoay chiều tần số 100 Hz, dung kháng tụ điện có giá trị A ZC = 200Ω B ZC = 100Ω C ZC = 50Ω D ZC = 25Ω −4 10 Câu 49: Đặt vào hai đầu tụ điện C = (F) điện áp xoay chiều u = 141cos(100πt) V π Dung kháng tụ điện có giá trị A ZC = 50Ω B ZC = 0,01Ω C ZC = 1Ω D ZC = 100Ω −4 10 Câu 50: Đặt vào hai đầu tụ điện C = (F) điện áp xoay chiều u = 141cos(100πt) V π Cường độ dòng điện qua tụ điện A I = 1,41A B I = 1,00 A C I = 2,00A D I = 100A Câu 51: Giữa hai tụ điện có điện áp xoay chiều 220 V – 60 Hz Dòng điện qua tụ điện có cường độ 0,5A Để dòng điện qua tụ điện có cường độ A tần số dòng điện A 15 Hz B 240 Hz C 480 Hz D 960 Hz Câu 52: Một tụ điện có điện dung C = 31,8 (µF) Điện áp hiệu dụng hai đầu tụ có dòng điện xoay chiều có tần số 50 Hz cường độ dòng điện cực đại A chạy qua A 200 V B 200 V C 20 V D V Câu 53: Cường độ dòng điện xoay chiều qua đoạn mạch có cuộn cảm họăc tụ điện giống điểm nào? A Đều biến thiên trễ pha π/2 điện áp hai đầu đoạn mạch B Đều có cường độ hiệu dụng tỉ lệ với điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch C Đều có cường độ hiệu dụng tăng tần số dòng điện tăng D Đều có cường độ hiệu dụng giảm tần số dòng điện tăng 10 −4 Câu 54: Đặt vào hai tụ điện có điện dung C = (F) điện áp xoay chiều u = π 120cos(100πt – π/6) V Chọn biểu thức cường độ dòng điên qua tụ điện ? A i = 12cos(100πt + π/3) A B i = 1,2cos(100πt + π/3) A C i = 12cos(100πt – 2π/3)A D i = 1200cos(100πt + π/3) A 10 −4 Câu 55: Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện có tụ điện có điện dung C = (F) π điện áp xoay chiều có biểu thức u = 220cos(100πt)V Dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch có biểu thức A i = 2,2cos(100πt) A B i = 2,2cos(100πt+ π/2) A C i = 2,2cos(100πt + π/2) A D i = 2,2cos(100πt - π/2) A 10 −4 Câu 56: Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện có tụ điện có điện dung C = (F) π điện áp xoay chiều có biểu thức u = 200cos(100πt - π/6) V Dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch có biểu thức - 48 - A i = 2cos(100πt + π/3) A B i = 2cos(100πt+ π/2) A C i = cos(100πt + π/3) A D i = 2cos(100πt - π/6) A Câu 57: Cường độ dòng điện qua tụ điện i = 4cos(100πt) A Điện dung tụ có giá trị 31,8 (µF) Biểu thức điện áp đặt vào hai đầu tụ điện A uC = 400cos(100πt) V B uC = 400cos(100πt + π/2) V C uC = 400cos(100πt – π/2) V D uC = 400cos(100πt – π) V Câu 58: Mắc tụ điện có điện dung C = 31,8 (µF) vào mạng điện xoay chiều có biểu thức i = 3cos(100πt + π/3) A Biểu thức điện áp tức thời qua tụ điện A u = 200cos(100πt - π/6) V B u = 100cos(100πt + π/3) V C u = 200cos(100πt - π/3) V D u = 200cos(100πt + π/6) V 10 −4 Câu 59: Dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch có tụ điện có điện dung C = (F) có π biểu thức i = 2cos(100πt + π/3) A.Biểu thức điện áp xoay chiều hai đầu tụ điện A u = 200cos(100πt - π/6) V B u = 200cos(100πt + π/3) V C u = 200cos(100πt - π/6) V D u = 200cos(100πt -π/2) V 2.10 −4 Câu 60: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm tụ điện có điện dung C = (F) mắc nối π 2.10 −4 tiếp với tụ điện có điện dung C = F Dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch có 3π biểu thức i = cos(100πt +π/3) A Biểu thức điện áp xoay chiều hai đầu đoạn mạch A u = 200cos(100πt - π/6) V B u = 200cos(100πt +π/3) V C u ≈ 85,7cos(100πt - π/6) V D u ≈ 85,7cos(100πt -π/2) V Câu 61: Cho đoạn mạch điện xoay chiều có tụ điện Điện áp tức thời cường độ dòng điện tức thời đoạn mạch u i Điện áp hiệu dụng cường độ hiệu dụng U, I Biểu thức sau đúng? 2 2 2 2 u i u i u i u i A + = B + = C − = D + = U I U I U I U I Câu 62: Cho đoạn mạch điện xoay chiều có tụ điện với điện dung C Tại thời điểm t điện áp dòng điện qua tụ điện có giá trị u 1; i1 Tại thời điểm t2 điện áp dòng điện qua tụ điện có giá trị u 2; i2 Tần số góc dòng điện xác định hệ thức đây? A ω = C i22 − i12 u12 − u 22 B ω = C i22 − i12 u 22 − u12 C ω = C i22 − i12 u 22 − u12 D ω = C i22 − i12 u12 − u 22 Cho đoạn mạch điện xoay chiều có tụ điện với điện dung C Tại thời điểm t điện áp dòng điện qua tụ điện có giá trị 40 V; 1A Tại thời điểm t điện áp dòng điện qua tụ điện có giá trị 50 V ; 0,6 A Dung kháng mạch có giá trị A 30 Ω B 40 Ω C 50 Ω D 37,5 Ω 10 −4 Câu 64: Cho đoạn mạch điện xoay chiều có tụ điện với điện dung C = (F) Đặt điện áp π xoay chiều có tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch Tại thời điểm mà điện áp hai đầu mạch có giá trị 100 V cường độ dòng điện mạch 2A Điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện có giá trị A UC = 100 V B UC = 100 V C UC = 100 V D UC = 200 V 2.10 −4 Câu 65: Đặt điện áp u = U0cos(100π – π/3) V vào hai đầu tụ điện có điện dung C = π (F) Ở thời điểm điện áp hai đầu tụ điện 150 V cường độ dòng điện mạch 4A Biểu thức cường độ dòng điện mạch A i = 5cos(100πt +π/6) A B i = 4cos(100πt - π/6) A C i = 4cos(100πt+ π/6) A D i = 5cos(100πt - π/6) A Câu 63: - 49 - (F) Đặt điện 3π áp xoay chiều có tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch cường độ dòng điện chạy qua tụ điện có biểu thức i = I0cos(100π + π/6) A Tại thời điểm mà điện áp hai đầu mạch có giá trị 100 V cường độ dòng điện mạch 2A Biểu thức điện áp hai đầu tụ điện A u = 100cos(100πt + 2π/3) V B u = 200cos(100πt - π/2) V C u = 100cos(100πt - π/3) D u = 200cos(100πt - π/3) V 10 −4 Câu 67: Đặt điện áp u = U0cos(100π – π/4) V vào hai đầu tụ điện có điện dung (F) Ở π thời điểm điện áp hai đầu tụ điện 50 V cường độ dòng điện mạch 0,5A Biểu thức cường độ dòng điện mạch A i = cos(100π – π/4) A B i = 0,5cos(100π – π/4) A C i = cos(100π + π/4) A D i = 0,5cos(100π – π/4) A Câu 68: Một mạch điện xoay chiều có tụ điện, mối quan hệ pha u i mạch A i sớm pha u góc π/2 B u i ngược pha C u sớm pha i góc π/2 D u i pha với Câu 69: Một mạch điện xoay chiều có cuộn cảm, mối quan hệ pha u i mạch A i sớm pha u góc π/2 B u i ngược pha C u sớm pha i góc π/2 D u i pha với Câu 70: Chọn phát biểu nói so sánh pha đại lượng dòng điện xoay chiều? A uR nhanh pha uL góc π/2 B uR i pha với C uR nhanh pha uC góc π/2 D uL nhanh pha uC góc π/2 Câu 71: Vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc cảm kháng Z L vào tần số dòng điện xoay chiều qua cuộn dây ta đường biểu diễn A đường parabol B đường thẳng qua gốc tọa độ C đường hypebol D đường thẳng song song với trục hoành Câu 72: Vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc dung kháng Z C vào tần số dòng điện xoay chiều qua tụ điện ta đường biểu diễn A đường cong parabol B đường thẳng qua gốc tọa độ C đường cong hypebol D đường thẳng song song với trục hoành Câu 73: Đồ thị biểu diễn uL theo i mạch điện xoay chiều có cuộn cảm có dạng A đường cong parabol B đường thẳng qua gốc tọa độ C đường cong hypebol D đường elip Câu 74: Đồ thị biểu diễn uC theo i mạch điện xoay chiều có tụ điện có dạng A đường cong parabol B đường thẳng qua gốc tọa độ C đường cong hypebol D đường elip Câu 75: Đồ thị biểu diễn uR theo i mạch điện xoay chiều có dạng A đường cong parabol B đường thẳng qua gốc tọa độ C đường cong hypebol D đường elip Câu 66: Cho đoạn mạch điện xoay chiều có tụ điện với điện dung C = 2.10 −4 ĐÁP ÁN 1A 6D 2D 7D 3D 8A 11C 12C 13A 16C 17A 18D 21B 22A 23B 26B 27F 28B 31B 32C 33D - 50 - 36B 37A 38C 41B 42A 43D 46C 47B 48C 51D 52B 53B 56A 57C 58A 61B 62D 63D 66D 67C 68A 71B 72A 73D 4B 5B 9C 10C 14B 15C 19C 20A 24D 25D 29B 30A 34A 35D 39A 40D 44B 45D 49D 50B 54B 55B 59C 60A 64B 65A 69C 70C 74D 75B BÀI GIẢNG CÔNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU I CÔNG SUẤT MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU 1) Biểu thức công suất Cho mạch điện xoay chiều có biểu thức điện áp dòng điện u = U cos(ωt + ϕ u )V = U cos(ωt + ϕ u )V i = I cos(ωt + ϕ i ) A = I cos(ωt + ϕ i ) A Công suất mạch cho P = UIcosφ, với φ = φu – φi độ lệch pha u i Chú ý: Khi tính tốn cơng suất tiêu thụ đoạn mạch điện xoay chiều ta phải chuyển đổi phương trình u i dạng với theo quy tắc sinx = cos(x - π/2) 2) Điện tiêu thụ mạch điện Điện tiêu thụ mạch điện W = P.t, với t thời gian dòng điện chạy mạch, đơn vị giây, (s) Ví dụ Cho mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp có L = 1/π (H) Biểu thức điện áp u = 120 cos(100πt + π / 6)V dòng điện mạch i = 2 cos(100πt + π / 3) A a) Tính giá trị điện trở R b) Tính cơng suất tiêu thụ mạch điện c) Tính điện mà mạch tiêu thụ Hướng dẫn giải: a) Tổng trở độ lệch pha u, i mạch 2 R + ( Z L − Z C ) = 60 Z = 60Ω π π π → π Z L − ZC =− ϕ = − = − tan − = R 6 Giải hệ ta R = 30 Ω b) Công suất tiêu thụ đoạn mạch P = UI.cosφ = 120.2.cos(- ) =120 W c) Điện mạch tiêu thụ (hay 3600 s) W = P.t = 120 3600 = 432 kJ Ví dụ Tính công suât tiêu thụ đoạn mạch điện xoay chiều RLC biết π π u = 220 cos(100πt + )V u = 50 cos(100πt + )V a) b) i = sin(100πt + 2π ) A i = 2 sin(100πt + π ) A Hướng dẫn giải: a) Từ giả tiết ta chuyển phương trình i dạng cosin ta 2π 2π π π i = sin(100πt + ) A = cos(100πt + − ) A = cos(100πt + ) A π π U I cos ϕ 200 2 cos( − ) Từ ta có P = UI.cosφ = = = 100 W 2 U I cos ϕ b) Ta có i = 2sin(100πt + ) A = cos100πt A P = UI.cosφ = 0 = 50 W II HỆ SỐ CƠNG SUẤT 1) Khái niệm hệ số cơng suất Đại lượng cosφ cơng thức tính cơng suất P = UIcosφ gọi hệ số công suất mạch điện xoay chiều 2) Cơng thức tính hệ số công suất - 51 - a) Theo khái niệm hệ số cơng suất ta có cosφ = = 2P U0I0 UR R = (*) U Z (*) công thức tính giá trị hệ số cơng suất tốn thường gặp 3) Biểu thức tính cơng suất mạch có R Ta có P = UIcosφ = UI = IR = I2.R Ví dụ 1: Cho mạch điện RL Nếu đặt vào hai đầu mạch điện hiệu điện 220 V, tần số 50 Hz cường độ hiệu dụng dòng điện qua mạch 2A, lệch pha so với điện áp góc π/4 a) Tìm R, L b) Tìm cơng suất tiêu thụ mạch Hướng dẫn giải: a) Tổng trở mạch Z = 220/2 = 110 Ω Độ lệch pha u i π/4 nên cosφ = R = Z.cosφ = 110 = 55 Ω Mặt khác, mạch có R L nên u nhanh pha i góc π/4 Z Khi tan() = ZL = Rtan() = 55 Ω L = L = H ω b) Công suất tiêu thu mạch P = UIcosφ = 220 W Ví dụ 2: Tính hệ số cơng suất đoạn mạch điện xoay chiều có thơng số thỏa mãn a) UL = U = 2UC b) UR = UL = UC c) R = ZL= 2ZC Hướng dẫn giải: U L = U 1 2 a) Từ giả thiết ta có: U C = U U = UR + U − U 4 2 2 U = U R + (U L − U C ) U 15U 15 giải UR = ⇒ cosϕ = R = U 4 U L = 3U 2 U = U UR b) Ta có C U = U R + 3U R − 3 2 U = U + (U − U ) R L C b) Theo giản đồ ta có cosφ = U 3U 21 ⇒ cosϕ = R = = U 7 c) Quy biểu thức cho theo R sử dụng công thức tính cosφ = ta Z L = 3R 3R R 2 2 2 Z = R Z = R + R − R Z = R + = cosϕ = = C 2 4 Z = R + ( Z L − Z C ) Ví dụ : Cho mạch điện xoay chiều RLC có U = 220 V, R = 100 Ω, L = 0,5 (H), tụ C có điện dung thay đổi Dòng điện có tần số 50 Hz, tụ điều chỉnh có giá trị C = 10–5 (F) a) Tính tổng trở mạch giải UR = - 52 - b) Tính cường độ hiệu dụng mạch c) Tìm C để cường độ qua mạch cực đại d) Tính hệ số cơng suất hai trường hợp Hướng dẫn giải: Z L = L.ω = 157Ω Ta có ω = 100π rad/s Z C = ωC = 318,5Ω a) Tổng trở mạch Z = R + ( Z L − Z C ) = 190 Ω b) Cường độ hiệu dụng I = = = 1,16 A 220 c) Từ biểu thức I = = , ta thấy để Imax Zmin hay mạch có cộng hưởng điện R + (Z L − ZC ) Khi ZL - ZC = biến đổi ta C = = 2.10-5 F ω L d) Hệ số công suất mạch điện: Khi C = 10-5 (F) cosφ = = 0,526 R = R=1 Khi C = 2.10-5 (F) cosφ = Z R III CÔNG SUẤT, HỆ SỐ CÔNG SUẤT CỦA MỘT SỐ LOẠI ĐOẠN MẠCH ĐIỆN THƯỜNG GẶP Mạch có R Mạch có L Mạch có C Đặc điểm: Đặc điểm: Đặc điểm: π π ϕ = 0cosϕ = P = UI = ϕ = cosϕ = P = ϕ = - cosϕ = P = IR 2 Mạch RL Mạch RC Mạch LC Đặc điểm Đặc điểm Đặc điểm Z = Z L − Z C Z = R + Z Z = R + Z P =0 L π C ϕ=± R R P = I2R cos ϕ = P = I R cos ϕ = 2 R + ZL R + Z C2 tan ϕ = Z L tan ϕ = − Z C R R Mạch RL Mạch RLC (cuộn dây có thêm r ≠ 0) (cuộn dây có thêm r ≠ 0) R0 R0 * Hệ số công suất cosϕ = = * Hệ số công suất cosϕ = = R02 + Z L2 R02 + ( Z L − Z C ) R+r R+r ( R + r ) + Z L2 * Cơng suất tỏa nhiệt tồn mạch U P = I2(R+r), I = ( R + r ) + Z L2 * Công suất tỏa nhiệt R U PR = I2R, I = ( R + r ) + Z L2 (R + r ) + (Z L − Z C ) * Cơng suất tỏa nhiệt tồn mạch U P = I2(R+r), I = (R + r )2 + (Z L − Z C ) * Công suất tỏa nhiệt R U PR = I2R, I = (R + r )2 + (Z L − Z C ) Chú ý: - Công suất P = UIcosφ cơng suất tiêu thụ tồn mạch điện, cơng suất P = I 2R cơng suất tỏa nhiệt mạch có điện trở R, phần cơng suất mạch bị hao phí dạng cơng suất tỏa nhiệt phần lớn cơng suất có ích, P = P có ích + Phao phí ⇔ Uicosφ - 53 - = Pcó ích + I 2R P Mà I = Phao phí = R U cos ϕ Từ cơng thức tính cơng suất hao phí cho thấy để làm giảm cơng suất hao phí người ta tìm cách nâng cao hệ số cơng suất Và thực tế khơng sử dụng thiết bị mà có hệ số cơng suất cosφ < 0,85 P - Hiệu suất mạch điện (thiết bị tiêu thụ điện) H = có ích 100% P Ví dụ 1: Một mạch điện gồm cuộn dây có độ tự cảm L = 0,5/π (H), tụ điện có điện dung C = 10–4/π (F) điện trở R = 50 Ω mắc hình vẽ Điện trở cuộn dây nhỏ không đáng kể Điện áp hai đầu đoạn mạch AB có tần số f = 50 Hz có giá trị hiệu dụng U = 100 V a) Tính tổng trở cơng suất tiêu thụ đoạn mạch b) Tính độ lệch pha điện áp hai điểm A N điện áp hai điểm M B Hướng dẫn giải: a) Ta có: ω = 100π rad/s, ZL = ωL = 50 Ω, ZC = = 100 Ω Tổng trở mạch Z = R + ( Z L − Z C ) = 50 Ω Cường độ hiệu dụng mạch I = = A Công suất tiêu thụ mạch P = I2R = 2.50 = 100 W Z b) Độ lệch pha uAN i thỏa mãn tanφ = L = φ = ⇔ ϕ u = φi = R Z − ZC Độ lệch pha điện áp hai điểm MB i thỏa mãn tanφ AN = L = - = - ∞ ϕMB = - R ϕ u - ϕi = Theo công thức chồng pha ta có độ lệch pha hai điểm AN với hai điểm MB ϕ u - ϕ u = ( ϕ u - ϕi) - ( ϕ u - ϕi) = - (-) = Ví dụ 2: Một mạch điện AB gồm điện trở R = 50 Ω, mắc nối tiếp với cuộn dây có độ tự cảm L = 1/π (H) điện trở hoạt động r = 50 Ω Điện áp hai đầu mạch u AB =100cos100πt V a) Tính tổng trở đoạn mạch b) Viết biểu thức cường độ dòng điện tức thời qua đoạn mạch biểu thức điện áp tức thời hai đầu cuộn dây c) Tính cơng suất tỏa nhiệt điện trở, cuộn dây đoạn mạch d) Muốn cho cường độ dòng điện tức thời pha với điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch phải mắc nối tiếp thêm vào đoạn mạch nói tụ điện có điện dung C bao nhiêu? Tính cơng suất tỏa nhiệt đoạn mạch điện lúc Hướng dẫn giải: a) Ta có cảm kháng mạch ZL = ωL = 100 Ω Tổng trở mạch Z = ( R + r ) + Z L2 = 100 Ω b) Viết biểu thức i ud * Gọi biểu thức cường độ dòng điện mạch i = I 0cos(100πt + φi) A U0 I = Z = 1A Ta có i = cos(100πt - ) A tan ϕ = Z L = ⇒ ϕ = π = ϕ − ϕ ⇒ ϕ = − π u i i R+r 4 AN MB AN MB AN MB Tổng trở cuộn dây Z = r + Z L2 = 50 Ω - 54 - Điện áp cực đại hai đầu cuộn dây U0d = I0.Zd = 50V Z Độ lệch pha của ud i thỏa mãn tanφd = L = ⇒ ϕ ≈ 0,46 rad r Mà ϕd = ϕ u - ϕi ⇒ ϕ u = ϕi + ϕd = 0,46 - u = 50cos(100πt + 0,46 - ) V c) Tính cơng suất tiêu thụ I2 * Trên điện trở R : P = I2R = R = 35W I2 * Trên cuộn dây có điện trở r : P = I2r = r = 25 W 2 I * Trên toàn mạch : P = I2(R +r) = ( R + r ) = 50 W d) Khi mắc thêm vào mạch tụ có điện dung C độ lệch pha u i thỏa mãn tanφ = Z L − ZC R+r 10 −4 Để u i pha φ = ZL = ZC ⇔ ω2LC = C = = F ω L π Khi xảy tượng cộng hưởng điện cường độ hiệu dụng dòng điện đạt giá trị cực đại nên cơng suất tỏa nhiệt mạch đạt giá trị cực đại P max = U2 U2 I max (R + r) = ( R + r ) = = 100 W R+r ( R + r)2 d d 10 −4 (F), cuộn dây cảm có độ tự 2π cảm L thay đổi Điện áp hai đầu đoạn mạch u = 200cos(100πt) V Xác định độ tự cảm cuộn dây a) hệ số công suất mạch cosφ = b) hệ số công suất mạch cosφ = Hướng dẫn giải: Từ giả thiết ta có ZC = 200 Ω R R Ta có cơng thức tính hệ số cơng suất cosφ = Z = R + (Z L − Z C ) Ví dụ 3: Cho mạch điện RLC có R = 100 Ω, C = a) Khi cosφ = ⇔ R = Z ZL - ZC = ⇒ ZL = ZC = 200 Ω L = H b) Khi cosφ = = ⇔ 4R2 = 3Z2 4R2 = 3R2 + 3(ZL - ZC)2 ⇒ ZL - ZC = ± = ± 100 Ω Từ ta tìm hai giá trị Z L ZL = 100 Ω ZL = 300 Ω, tương ứng với giá trị L = 1/π (H), L = 3/π (H) Ví dụ 4: (Trích đề thi TSĐH – 2010) Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở R mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C Gọi điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện, hai đầu biến trở hệ số công suất đoạn mạch biến trở có giá trị R1 UC1, UR1 cosφ1; biến trở có giá trị R2 giá trị tương ứng nói UC2, UR2 cosφ2 Biết UC1 = 2UC2, UR2 = 2UR1 Giá trị cosφ1 cosφ2 1 A cosϕ1 = , cosϕ2 = B cosϕ1 = , cosϕ2 = 3 1 C cosϕ1 = , cosϕ2 = D cosϕ1 = , cosϕ2 = 5 2 Hướng dẫn giải: Do điện áp hai đầu mạch không thay đổi hai trường hợp R nên ta có: U C2 U = 2U ,U = 2U ⇒ UC1 = 2UR2 U = U R2 + U C2 = U R2 + U C2 → U R2 + U C2 = 3U R2 + C1 1 C2 R1 R2 1 - 55 - 1 R1 U R1 = = cos ϕ1 = Z U U = U R21 + U C21 = 5U R1 cos ϕ = U R2 = 2U R1 = 2 U U Ví dụ 5: (Trích đề thi TSĐH – 2011) Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM gồm điện trở R1 mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C, đoạn mạch MB gồm điện trở R2 mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L Đặt điện áp xoay chiều có tần số giá trị hiệu dụng không đổi vào hai đầu đoạn mạch AB Khi đoạn mạch AB tiêu thụ cơng suất 120 W có hệ số cơng suất Nếu nối tắt hai đầu tụ điện điện áp hai đầu đoạn mạch AM MB có giá trị hiệu dụng lệch pha π/3, công suất tiêu thụ đoạn mạch AB trường hợp A 75 W B 90 W C 160 W D 180 W Hướng dẫn giải: U2 Ban đầu, mạch xảy cộng hưởng nên P = = 120 ⇒ U2 = 120(R1+R2) R1 + R2 Lúc sau, nối tắt C, mạch R1R2L: Khi UAM = UMB ; ∆ϕ = π/3 ZL R + R2 = ⇒ ZL = Vẽ giản đồ ta có φ = tanϕ = R1 + R2 3 120( R1 + R2 ) 2 U ( R + R ) Khi P’ = I2(R1+ R2) = = ( R + R2 ) = 90 W ( R1 + R2 ) + Z L2 ( R1 + R2 ) + Ví dụ 6: (Trích đề thi TSĐH – 2011) Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn AM gồm điện trở 10 −4 R1 = 40 Ω mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C = F , đoạn mạch MB gồm 4π điện trở R2 mắc với cuộn cảm Đặt vào A, B điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng tần số khơng đổi điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch AM MB uAM = 50cos(100πt - )V; uMB = 150cos100πt V Hệ số công suất đoạn mạch AB A 0,84 B 0,71 C 0,86 D 0,95 Hướng dẫn giải: π R = Z C ⇒ ϕ AM = − Xét đoạn mạch AM: Z AM = 40 ⇒ I = U AM = 0,625 A Z AM Theo đề bài, uMB nhanh pha uAM góc nên nhanh pha i góc ZL = ⇒ ZL = R2 tanϕ = R2 U 2 Xét đoạn mạch MB: ZMB = MB = 120 = R2 + Z L = R2 R2 = 60 Ω; ZL = 60 Ω I R1 + R2 Hệ số công suất mạch AB cosφ = ≈ 0,84 ( R1 + R2 ) + ( Z L + Z C ) Ví dụ 7: Cho đoạn mạch xoay chiều gồm R = 25 Ω, cuộn cảm tụ điện có điện dung C0 Đặt vào hai đầu mạch điện áp u = 120cos100πt V mạch xảy tượng cộng hưởng, cường độ dòng điện hiệu dụng 2,4 A Thay tụ C tụ C’ có giá trị C’ = cơng suất tiêu thụ mạch giảm lần Tính giá trị C’ Đ/s: ZC’ = 100Ω TRẮC NGHIỆM CÔNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU - 56 - Câu 1: Cơng suất dòng điện xoay chiều đoạn mạch RLC nối tiếp nhỏ tích UI A phần điện tiêu thụ tụ điện B cuộn dây có dòng điện cảm ứng C điện áp hai đầu đoạn mạch cường độ dòng điện lệch pha với D Có tượng cộng hưởng điện đoạn mạch Câu 2: Cơng suất dòng điện xoay chiều đoạn mạch RLC nối tiếp không phụ thuộc vào đại lượng sau đây? A Tỉ số điện trở tổng trở mạch B Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch C Độ lệch pha dòng điện điện áp hai tụ D Cường độ dòng điện hiệu dụng Câu 3: Trên đoạn mạch xoay chiều, hệ số công suất (cosφ = 0), A đoạn mạch chứa điện trở B đoạn mạch có điện trở khơng C đoạn mạch khơng có tụ điện D đoạn mạch khơng có cuộn cảm Câu 4: Cơng suất đoạn mạch xoay chiều tính cơng thức ? A P = U.I B P = Z.I2 C P = Z.I2.cosφ D P = R.I.cosφ Câu 5: Phát biểu không đúng? A Công thức cosφ = R/Z áp dụng cho đoạn mạch điện B Không thể vào hệ số công suất để xác định độ lệch pha điện áp cường độ dòng điện C Cuộn cảm có hệ số cơng suất khác khơng D Hệ số công suất phụ thuộc vào điện áp xoay chiều hai đầu mạch Câu 6: Công suất toả nhiệt trung bình dòng điện xoay chiều tính theo công thức sau đây? A P = u.i.cosφ B P = u.i.sinφ C P = U.I.cosφ D P = U.I.sinφ Câu 7: Phát biểu sau không đúng? A Cơng suất dòng điện xoay chiều phụ thuộc vào cường độ dòng điện hiệu dụng mạch B Cơng suất dòng điện xoay chiều phụ thuộc vào điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch C Cơng suất dòng điện xoay chiều phụ thuộc vào chất mạch điện tần số dòng điện mạch D Cơng suất dòng điện xoay chiều phụ thuộc vào cơng suất hao phí đường dây tải điện Câu 8: Đại lượng sau gọi hệ số công suất mạch điện xoay chiều? A k = sinφ B k = cosφ C k = tanφ D k = cotφ Câu 9: Trong đoạn mạch điện không phân nhánh gồm điện trở R tụ điện C, mắc vào điện áp xoay chiều u = U0cos(ωt) V Hệ số công suất đoạn mạch R R R R A cosφ = B cosφ = C cosφ = D cosφ = R2 + 2 R + ωC ωC R + ω 2C ω C Câu 10: Trong đoạn mạch điện không phân nhánh gồm điện trở R cuộn cảm L, mắc vào điện áp xoay chiều u = U0cos(ωt) V Hệ số công suất đoạn mạch R R R A cosφ = B cosφ = C cosφ = D cosφ= 2 2 R + 2 R +ω L R + ω L2 ω L ωL R + ω LC Câu 11: Trong đoạn mạch điện xoay chiều không phân nhánh RLC, đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức u = U0cos(ωt) V Hệ số công suất mạch - 57 - R A cosφ = R + ω L2 − 2 ω C R R B cosφ = R + ωL − ωC ωL − ωC D cosφ= R + ωC − R ωL Câu 12: Đoạn mạch điện sau có hệ số cơng suất lớn nhất? A Điện trở R1 nối tiếp với điện trở R2 B Điện trở R nối tiếp với cuộn cảm L C Điện trở R nối tiếp với tụ điện C D Cuộn cảm L nối tiếp với tụ điện C Câu 13: Đoạn mạch điện sau có hệ số cơng suất nhỏ nhất? A Điện trở R1 nối tiếp với điện trở R2 B Điện trở R nối tiếp với cuộn cảm L C Điện trở R nối tiếp với tụ điện C D Cuộn cảm L nối tiếp với tụ điện C Câu 14: Mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp có tính cảm kháng, tăng tần số dòng điện xoay chiều hệ số công suất mạch A không thay đổi B tăng C giảm D Câu 15: Mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp có tính dung kháng, tăng tần số dòng điện xoay chiều hệ số công suất mạch A không thay đổi B tăng C giảm D Câu 16: Một tụ điện có điện dung C = 5,3 (µF) mắc nối tiếp với điện trở R = 300 Ω thành đoạn mạch Mắc đoạn mạch vào mạng điện xoay chiều 220 V – 50 Hz Hệ số công suất mạch A 0,3331 B 0,4469 C 0,4995 D 0,6662 Câu 17: Một tụ điện có điện dung C = 5,3 (µF) mắc nối tiếp với điện trở R = 300 Ω thành đoạn mạch Mắc đoạn mạch vào mạng điện xoay chiều 220 V – 50 Hz Điện mà đoạn mạch tiêu thụ phút A 32,22 J B 1047 J C 1933 J D 2148 J Câu 18: Một cuộn dây mắc vào điện áp xoay chiều 50 V – 50 Hz cường độ dòng điện qua cuộn dây 0,2 A công suất tiêu thụ cuộn dây 1,5 W Hệ số công suất mạch bao nhiêu? A k = 0,15 B k = 0,25 C k = 0,50 D k = 0,75 Câu 19: Một dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở R = 10 , nhiệt lượng toả 30 phút 900 kJ Cường độ dòng điện cực đại mạch A I0 = 0,22 A B I0 = 0,32 A C I0 = 7,07 A D I0 = 10,0 A −4 10 Câu 20: Đoạn mạch gồm tụ điện có điện dung C = (F) mắc nối tiếp với điện trở có π giá trị thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u = 200sin(100πt)V Khi công suất tiêu thụ mạch đạt giá trị cực đại điện trở phải có giá trị A R = 50Ω B R = 100Ω C R = 150Ω D R = 200Ω Câu 21: Khi xảy tượng cộng hưởng mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp biểu thức sau sai? A cosφ = B ZL = ZC C UL = UR D U = UR Câu 22: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U khơng đổi tần số f thay đổi vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp Công suất toả nhiệt điện trở A tỉ lệ với U B tỉ lệ với L C tỉ lệ với R D phụ thuộc f Câu 23: Phát biểu sau sai ? A Hệ số công suất thiết bị điện quy định phải 0,85 B Hệ số công suất lớn cơng suất tiêu thụ mạch lớn C cosφ = - 58 - C Hệ số cơng suất lớn cơng suất hao phí mạch lớn D Để tăng hiệu sử dụng điện năng, ta phải nâng cao hệ số công suất Câu 24: Hệ số công suất đoạn mạch R,L,C nối tiếp không phụ thuộc vào đại lượng ? A Điện trở R B Độ tự cảm L C Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch D Điện dung C tụ điện Câu 25: Điện áp xoay chiều hai đầu mạch điện u = 220sin(100πt - ) V cường độ dòng điện qua mạch i = 2sin(100πt + ) A Công suất tiêu thụ đoạn mạch có giá trị bao nhiêu? A P = 880 W B P = 440 W C P = 220 W D P = 200 W Câu 26: Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện xoay chiều điện áp u = 100cos(100πt) V cường độ dòng điện qua đoạn mạch i = 2cos(100πt + π/3) A Công suất tiêu thụ đoạn mạch A P = 100 W B P = 50 W C P = 50 W D P = 100 W Câu 27: Mạch điện xoay chiều gồm điện trở R = 100 Ω, cuộn dây cảm có cảm kháng 10 −4 100 Ω, tụ điện có điện dung C = (F) mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu mạch điên π điện áp xoay chiều u = 200cos(100πt) V Công suất tiêu thụ đoạn mạch có giá trị A P = 200 W B P = 400 W C P = 100 W D P = 50 W Câu 28: Một đoạn mạch điện xoay chiều không phân nhánh, gồm: R = 100 Ω , tụ điện có điện dung C = 31,8 (µF), mắc vào điện áp xoay chiều u = 100cos100πt V Công suất tiêu thụ lượng điện đoạn mạch A P = 43,0 W B P = 57,67 W C P = 12,357 W D P = 100 W Câu 29: Cho đoạn mạch RC có R = 15 Ω Khi cho dòng điện xoay chiều i = I 0cos(100πt) A qua mạch điện áp hiệu dụng hai đầu mạch AB U AB = 50 V, UC = UR Công suất mạch điện A 60 W B 80 W C 100 W D 120 W Câu 30: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm tụ điện có dung kháng Z C = 200 Ω cuộn dây mắc nối tiếp Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ln có biểu thức u = 120 cos(100πt + ) V thấy điện áp hai đầu cuộn dây có giá trị hiệu dụng 120 V sớm pha π/2 so với điện áp đặt vào mạch Công suất tiêu thụ cuộn dây A 72 W B 240 W C 120 W D 144 W Câu 31: Cho mạch xoay chiều R, L, C khơng phân nhánh có R = 50 Ω, U = URL = 100 V, UC = 200 V Công suất tiêu thụ mạch A P = 100 W B P = 200 W C P = 200 W D P = 100 W Câu 32: Một đoạn mạch gồm điện trở R = 50 Ω cuộn cảm có độ tự cảm L = H mắc nối tiếp Mắc đoạn mạch vào nguồn xoay chiều có giá trị hiệu dụng 100 V tần số 50 Hz Tổng trở công suất tiêu thụ mạch cho A Z = 100Ω , P = 100 W B Z = 100 Ω, P = 200 W C Z = 50 Ω, P = 100 W D Z = 50 Ω, P = 200 W Câu 33: Đoạn mạch gồm cuộn dây cảm điện trở R nối tiếp Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp chiều 24 V cường độ dòng điện 0,48 A Nếu đặt điện áp xoay chiều cường độ dòng điện hiệu dụng A Cơng suất tiêu thụ đoạn mạch lúc mắc vào điện áp xoay chiều A 100 W B 200 W C 50 W D 11,52 W Câu 34: Đặt vào hai đầu cuộn dây có độ tự cảm L = (H) điện áp chiều U = 12 V cường độ dòng điện qua cuộn dây I = 0,4A Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 12 V, tần số f = 50 Hz cơng suất tiêu thụ cuộn dây A 1,2 W B 1,6 W C 4,8 W D 1,728 W Câu 35: Cho đọan mạch có điện trở R, cuộn dây cảm L tụ điện C mắc nối tiếp Biết điện áp hiệu dụng hai đầu phần tử 40 V, 80 V, 50 V Hệ số công suất đoạn mạch A 0,8 B 0,6 C 0,25 D 0,71 - 59 - Đoạn mạch điện gồm cuộn dây mắc nối tiếp với tụ điện Độ lệch pha điện áp hai đầu cuộn dây, Ud dòng điện π/3 Gọi điện áp hai đầu tụ điện U C, ta có UC = Ud Hệ số công suất mạch điện A cosφ = B cosφ = 0,5 C cosφ = D cosφ = Câu 37: Một cuộn dây có điện trở r = 50Ω , hệ số tự cảm L = H, mắc vào mạng điện xoay chiều có tần số 50 Hz Hệ số công suất cuộn dây A 0,50 B 1,414 C 1,00 D 0,707 Câu 38: Một mạch điện xoay chiều RLC Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có tần số điện áp hiệu dụng U không đổi Biết điện áp hiệu dụng phần tử có mối liên hệ U = UC = 2UL Hệ số công suất mạch điện A cosφ = B cosφ = C cosφ = D cosφ = 0,5 Câu 39: Một đoạn mạch nối tiếp gồm cuộn dây tụ điện Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch, hai đầu cuộn dây, hai đầu tụ điện Tìm hệ số cơng suất cosφ mạch ? A cosφ = 0,5 B cosφ = C cosφ = D cosφ = Câu 40: Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh điện áp xoay chiều u = U0cos(ωt) V Kí hiệu UR, UL, UC tương ứng điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở R, cuộn dây cảm (cảm thuần) L tụ điện C Nếu U R = 0,5UL = UC hệ số cơng suất mạch A B C D Câu 41: Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh điện áp xoay chiều u = U0cos(ωt) V Kí hiệu UR, UL, UC tương ứng điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở R, cuộn dây cảm (cảm thuần) L tụ điện C Khi UR = 2UL = UC pha dòng điện so với điện áp A B C D Câu 42: Một đoạn mạch gồm điện trở mắc nối tiếp với tụ điện Biết hệ số công suất đoạn mạch 0,5 Tỉ số dung kháng điện trở R A B C D Câu 43: Giữa hai đầu điện trở có điện áp chiều U cơng suất toả nhiệt P, có điện áp xoay chiều biên độ 2U cơng suất toả nhiệt P’ So sánh P với P’ ta thấy A P = P’ B P’ = P/2 C P’ = 2P D P = 4P Câu 44: Cho mạch R, L, C với R = Z L = ZC, mạch có cơng suất P Tăng R lên lần, Z L = ZC mạch có cơng suất P2 So sánh P1 P2 ta thấy A P1 = P2 B P2 = 2P1 C P2 = 0,5P1 D P2 = P1 Câu 45: Một điện áp xoay chiều đặt vào hai đầu điện trở Giữ nguyên giá trị hiệu dụng, thay đổi tần số điện áp Công suất toả nhiệt điện trở A tỉ lệ thuận với bình phương tần số B tỉ lệ thuận với tần số C tỉ lệ ngịch với tần số D không phụ thuộc vào tần số Câu 46: Cho đoạn mạch xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp với cảm kháng lớn dung kháng Điện áp hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu dụng tần số ln khơng đổi Nếu cho C giảm cơng suất tiêu thụ đoạn mạch A tăng đến giá trị cực đại lại giảm B giảm C không thay đổi D tăng 10 −3 Câu 47: Cho mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp, R biến đổi Biết L = (H), C = (F) Đặt vào 4π hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u = 75cos100πt V Cơng suất tồn mạch P = 45 W Điện trở R có giá trị ? A 45 Ω B 45 Ω 80 Ω C 80 Ω D 60Ω −4 10 Câu 48: Mạch điện R, L, C mắc nối tiếp có L = H, C = F, f = 50 (Hz) Điện áp hiệu dụng π hai đầu đoạn mạch U = 80 V Nếu công suất tiêu thụ mạch 80 W giá trị điện trở R có giá trị Câu 36: - 60 - A R = 40Ω B R = 80Ω C R = 20Ω D R = 30Ω 10 −4 Câu 49: Cho đoạn mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp có R = 50 Ω, C = (F) Biết tần π số dòng điện 50 Hz, để hệ số công suất đoạn mạch điện hệ số tự cảm cuộn dây có giá trị bao nhiêu, biết mạch có tính cảm kháng? A L = (H) B L = (H) C L = (H) D L = (H) Câu 50: Cho đoạn mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp có R = 100 Ω, L = 1/π (H) Tần số dòng điện 50 Hz, biết mạch có tính dung kháng Để hệ số công suất đoạn mạch điện điện dung tụ điện có giá trị 10 −4 10 −4 10 −4 2.10 −4 A C = (F) B C = (F) C C = (F) D C = (F) 2π π π 2π Câu 51: Đặt điện áp xoay chiều u = 100cos(ωt)V có ω thay đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R = 200 Ω, cuộn cảm có độ tự cảm L = (H) tụ điện có điện dung 10 −4 C= F mắc nối tiếp Công suất tiêu thụ đoạn mạch P = 50 W Giá trị ω π A 150π (rad/s) B 50π (rad/s) C 100π (rad/s) D 120π (rad/s) Câu 52: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây có điện trở r = Ω độ tự cảm L = (H) mắc nối tiếp với điện trở R = 30 Ω Điện áp hai đầu mạch u = 70cos100πt V Công suất tiêu thụ đoạn mạch A P = 35 W B P = 70 W C P = 35 W D P = 30 W ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM CÔNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU 1C 6C 11B 16B 21C 26B 31A 36B 41B 2C 7D 12A 17C 22D 27A 32D 37D 42B 3B 8B 13D 18A 23C 28A 33C 38C 43C 4C 9D 14C 19D 24C 29A 34D 39B 44C 5A 10C 15B 20B 25C 30A 35A 40C 45D - 61 - 46A 47B 48A 49D 50A 51D 52B ... mạch điện xoay chiều có điện áp cực đại dòng điện cực đại U 0; I0 Biết điện áp dòng điện vng pha với Tại thời điểm t điện áp dòng điện có giá trị u 1; i1 Tại thời điểm t2 điện áp dòng điện có giá... dòng điện xoay chiều Câu 3: Dòng điện xoay chiều hình sin A dòng điện có cường độ biến thiên tỉ lệ thuận với thời gian B dòng điện có cường độ biến thiên tuần hồn theo thời gian C dòng điện có. .. xoay chiều điện áp hai đầu mạch xoay chiều lệch pha dùng dòng điện xoay chiều để mạ điện hiệu dụng dòng điện xoay chiều nửa giá trị cực đại Câu 7: Cường độ dòng điện mạch khơng phân nhánh có dạng