Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều hệ số công suất

Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất Người đăng: Snowhite Snowflakes Ngày: 10072017 Bám sát cấu trúc chương trình SGK Vật lí lớp 12, tech12h tiếp tục gửi đến bạn đọc Bài 15: Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất. Hi vọng với những nội dung kiễn thức chúng tôi tổng hợp sẽ giúp bạn học tập tốt hơn. Giải bài 15 vật lí 12: Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất A. Lý thuyết I. Công suất tiêu thụ của mạch RLC nối tiếp Biểu thức của công suất: Xét mạch RLC mắc nối tiếp, cường độ dòng điện trong mạch là: i=I0cos(wt) (A), điện áp tức thời giữa hai đầu mạch là: u=U0cos(wt+φi) (V). Khi đó, công suất tức thời của mạch là: p = u.i (W) hay: p=U0.I0.cos(wt).cos(wt+φ) p=2.U.I.cos(wt).cos(wt+φ) p=U.I.cos(φ)+U.Icos(2wt+φ) Kết luận: Công suất tiêu thụ tức thời biến thiên tuần hoàn quanh giá trị U.I.cos(φ) với tần số bằng hai lần tần số của dòng điện xoay chiều (f = 2f). Công suất tiêu thụ trung bình PTB=U.I.cosφ () Trong đó: U: Hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch (V). I: Cường độ dòng điện hiệu dụng ở hai đầu mạch (A). PTB: Công suất tiêu thụ trung bình của mạch. φ: Độ lệch pha giữa u và i cosφ: Hệ số công suất Điện năng tiêu thụ của mạch điện: W = P.t II. Hệ số công suất Trong công thức (), cosφ được gọi là hệ số công suất. Do φ≤90∘ nên 0≤cosφ≤1. Ý nghĩa của hệ số công suất: Từ công thức () ⇒ I=PU.cosφ Ta thấy: Khi mạch hoạt động ổn đinh thì P = const, U = const ⇒ mạch có cosφ càng lớn thì I càng nhỏ, lúc này công suất hao phí trên đường dây càng nhỏ mạch tiêu thụ điện càng tốt. Như vậy, hệ số công suất đặc trưng cho mức độ tiêu thụ điện của mạch. Chú ý: Các dụng cụ tiêu thụ điện trong thực tế luôn có cosφ≥0,85. Biểu thức tính hệ số công suất: cosφ=URU=RZ=RR2+(ZL−ZC)2√ Xét một số mạch đặc biệt Mạch chỉ có R: cosφ=1 ⇒ P=UR.I. Mạch chỉ có tụ điện hoặc mạch chỉ có cuộn cảm thuần: cosφ=0 ⇒ P=0. Kết luận: Trong mạch RLC mắc nối tiếp thì: Chỉ có R tiêu thụ điện, L và C không tiêu thụ điên. Công suất tiêu thụ của mạch là: P=U.I.cosφ=UR.I=I2.R=U2RR. B. BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI Câu 1: SGK Vật lí 12, trang 85 Công suất điện tiêu thụ trong một mạch điện xoay chiều phụ thuộc vào những đại lượng nào ? => Xem hướng dẫn giải Câu 2: SGK Vật lí 12, trang 85 Hãy chọn câu đúng. Hệ số công suât của một mạch điện R L C nối tiếp bằng: A. RZ. B. ZLZ. C. RZ. D. ZCZ. => Xem hướng dẫn giải Câu 3: SGK Vật lí 12, trang 85 Hãy chọn câu đúng. Hệ số công suất trong mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp với ZL = ZC : A. Bằng 0. B. Bằng 1. C. Phụ thuộc R. D. Phụ thuộc ZCZL. => Xem hướng dẫn giải Câu 4: SGK Vật lí 12, trang 85: Hãy chọn câu đúng Mạch điện xoay chiều nối tiếp R = 10 Ω; ZL = 8 Ω; ZC = 6 Ω với tận số f. Giá trị của tần số để hệ số công suất bằng 1: A. là một số < f. B. là một số >f. C. là một số = f. D. không tồn tại. => Xem hướng dẫn giải Câu 5: SGK Vật lí 12, trang 85 Cho mạch điện trên hình 15.2, trong đó L là một cuộn cảm thuần, điện áp hai đầu mạch uPQ=602√.cos100πt (V), các điện áp hiệu dụng UPN = UNQ = 60 V. Hệ số công suất của mạch là bao nhiêu ? Hướng dẫn giải câu 5 bài 15: Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất A. 3√2. B. 13. C. 2√2. D. 12. => Xem hướng dẫn giải Câu 6: SGK Vật lí 12, trang 85 Mạch điện xoay chiều nối tiếp gồm có R = 30 Ω; L=5π mH; C=50π μF cung cấp bởi điện áp hiệu dụng 100 V, f = 1 kHz. Hãy xác định công suất tiêu thụ và hệ số công suất. => Xem hướng dẫn giải

Trang 1

Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều Hệ số công suất

Người đăng: Snowhite Snowflakes - Ngày: 10/07/2017

Bám sát cấu trúc chương trình SGK Vật lí lớp 12, tech12h tiếp tục gửi đến bạn đọc "Bài 15: Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều Hệ số công suất" Hi vọng với những nội dung kiễn thức chúng tôi tổng hợp sẽ giúp bạn học tập tốt hơn.

A Lý thuyết

I Công suất tiêu thụ của mạch RLC nối tiếp

Biểu thức của công suất:

Xét mạch RLC mắc nối tiếp, cường độ dòng điện trong mạch là: i=I0cos(wt) (A), điện áp tức thời giữa hai đầu mạch là: u=U0cos(wt+φi) (V) Khi đó, công suất tức thời của mạch là:

p = u.i (W) hay: p=U0.I0.cos(wt).cos(wt+φ) p=2.U.I.cos(wt).cos(wt+φ) p=U.I.cos(φ)+U.Icos(2wt+φ)

Kết luận: Công suất tiêu thụ tức thời biến thiên tuần hoàn quanh giá trị U.I.cos(φ) với tần số bằng hai lần tần số của dòng điện xoay chiều (f' = 2f)

Trang 2

Công suất tiêu thụ trung bình

PTB=U.I.cosφ (*) Trong đó: U: Hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch (V)

I: Cường độ dòng điện hiệu dụng ở hai đầu mạch (A)

PTB: Công suất tiêu thụ trung bình của mạch

φ: Độ lệch pha giữa u và i

cosφ: Hệ số công suất Điện năng tiêu thụ của mạch điện: W = P.t

II Hệ số công suất

Trong công thức (*), cosφ được gọi là hệ số công suất

Do φ≤90∘ nên 0≤cosφ≤1

Ý nghĩa của hệ số công suất:

Từ công thức (*) ⇒ I=PU.cosφ

Ta thấy: Khi mạch hoạt động ổn đinh thì P = const, U = const

⇒ mạch có cosφ càng lớn thì I càng nhỏ, lúc này công suất hao phí trên đường dây càng nhỏ mạch tiêu thụ điện càng tốt Như vậy, hệ số công suất đặc trưng cho mức độ tiêu thụ điện của mạch

Chú ý: Các dụng cụ tiêu thụ điện trong thực tế luôn có cosφ≥0,85

Biểu thức tính hệ số công suất:

cosφ=U R U=RZ=RR 2 +(Z L −Z C ) 2 √

Xét một số mạch đặc biệt

 Mạch chỉ có R: cosφ=1 ⇒ P=UR.I

 Mạch chỉ có tụ điện hoặc mạch chỉ có cuộn cảm thuần: cosφ=0 ⇒ P=0

Kết luận: Trong mạch RLC mắc nối tiếp thì:

 Chỉ có R tiêu thụ điện, L và C không tiêu thụ điên

 Công suất tiêu thụ của mạch là: P=U.I.cosφ=UR.I=I2.R=U 2R R

Trang 3

B BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI

Câu 1: SGK Vật lí 12, trang 85

Công suất điện tiêu thụ trong một mạch điện xoay chiều phụ thuộc vào những đại lượng nào ?

=> Xem hướng dẫn giải

Hãy chọn câu đúng

Hệ số công suât của một mạch điện R L C nối tiếp bằng:

A RZ

B Z L Z

C RZ

D Z C Z

Hệ số công suất trong mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp với ZL = ZC :

A Bằng 0

B Bằng 1

C Phụ thuộc R

D Phụ thuộc Z C Z L

Câu 4: SGK Vật lí 12, trang 85:

Mạch điện xoay chiều nối tiếp R = 10 Ω; ZL = 8 Ω; ZC = 6 Ω với tận số f Giá trị của tần số để hệ số công suất bằng 1:

A là một số < f

B là một số >f

Trang 4

C là một số = f.

D không tồn tại

Cho mạch điện trên hình 15.2, trong đó L là một cuộn cảm thuần, điện áp hai đầu

mạch uPQ=602√.cos100πtt (V), các điện áp hiệu dụng UPN = UNQ = 60 V Hệ số công suất của mạch là bao nhiêu ?

A 3√2

B 13

C 2√2

D 12

Mạch điện xoay chiều nối tiếp gồm có R = 30 Ω; L=5πt mH; C=50πt μF cung cấp bởi điện áp hiệu dụng F cung cấp bởi điện áp hiệu dụng

100 V, f = 1 kHz Hãy xác định công suất tiêu thụ và hệ số công suất

Định dạng
Số trang	4
Dung lượng	154,75 KB