NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA 1. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều: Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều tuân theo quy luật cảm ứng điện từ. Hoạt động: Khung dây có diện tích S(m2) bao gồm N vòng dây, chuyển động quay tương đối với từ trường đều có cảm ứng từ B , vận tốc góc quay tương đối là ω(rads), trục quay của khung dây vuông góc với B (T). Kết quả làm cho từ thông (t)(Wb) qua cuộn dây biến thiên tuần hoàn và trong cuộn dây xuất hiện suất điện động cảm ứng. Gọi n là véc tơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây S. Thời điểm ban đầu n hợp với B một góc , sau thời gian t n hợp với B một góc (ωt + ). Khi đó từ thông qua khung dây có biểu thức (t) = 0cos(ωt + ) với 0 = NBS. Theo quy luật cảm ứng điện từ ta có suất điện động e = ’(t) = ω.0sin(ωt + ) = ω.NBScos(ωt + 2). Vậy với từ thông qua khung (t) = 0cos(ωt + ) thì suất điện động cảm ứng trong khung là e = E0cos(ωt + 2). Trong đó suất điện động cực đại E0 = .NBS và suất điện động hiệu dụng 2 . . . 2 E0 N B S E Suất điện động cảm ứng trong khung dây có độ lớn t e ((Wb) là độ biến thiên từ thông qua khung dây trong thời gian t(s)) 2. Máy phát điện xoay chiều một pha: Biểu thức: e = ’(t) = E0cos(t + e); (E0 = ωNBS) ƒ = n.p, trong đó: n: tần số quay của rôto (vònggiây); : là tần số góc của roto p: số cặp cực của roto; N: là số vòng dây của phần ứng Trong máy phát điện xoay chiều một pha người ta luôn cố gắng giảm tốc độ quay của roto để giảm sự cố cơ học (mòn, nứt, gãy, cháy...) đối với trục quay bằng cách tăng số cặp cực phần cảm Bài toán: Một máy phát điện xoay chiều một pha có điện trở không đáng kể, và có tốc độ quay của roto là n (vòngs) thay đổi được. Máy phát được mắc với mạch ngoài. Khi đó dòng điện qua mạch sẽ: Tỉ lệ thuận với n (vòngs) nếu mạch chỉ có R Tỉ lệ thuận với n 2 (vòngs) nếu mạch chỉ có C Không đổi nếu mạch chỉ có L Một máy phát điện xoay chiều một pha có điện trở không đáng kể, được mắc với mạch ngoài là một đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, tụ điện C và cuộn thuần cảm L. Khi tốc độ quay của roto là n1 và n2 thì công suất tiêu thụ của mạch (hoặc cường độ dòng điện hay UR, cos) có cùng giá trị. Khi tốc độ quay là n0 thì công suất tiêu thụ của mạch (hoặc cường độ dòng điện hay UR, cos) đạt cực đại. Mối liên hệ giữa n1, n2, n0 là: 2 2 2 1 2 2 2 2 1 0 2 . n n n n n CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM Câu 261 . Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều. A. Tự cảm. B. Cảm ứng điện từ. C. Từ trường quay. D. Cả ba yếu tố trên Câu 262 . Cách tạo ra dòng điện xoay chiều nào sau đây là phù hợp với nguyên tắc của máy phát điện xoay chiều? A. Làm cho từ thông qua khung dây biến thiên điều hoà. B. Cho khung dây chuyển động tịnh tiến trong một từ trường đều. C. Cho khung dây quay đều trong một từ trường đều quanh một trục cố định nằm song song với các đường cảm ứng từ. D. Đặt khung dây trong một từ trường đều có cường độ mạch. Câu 263 . Nhận xét nào sau đây là sai khi nói về máy phát điện xoay chiều một pha? A. Khi tăng tốc độ roto thì tần số dòng điện phát ra cũng tăng B. Khi tăng số cặp cực của roto thì tần số dòng điện phát ra cũng tăng C. Khi tăng số vòng dây quấn thì suất điện động cũng tăng D. Khi tăng số cặp cuộn dây thì tần số dòng điện sinh ra cũng tăng Câu 264 . Khung dây hình chữ nhật dài 30cm, rộng 20cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 102 (T) sao cho phép tuyến khung hợp với véctơ B một góc 600 . Từ thông qua khung là: A. 3.104 (T) B. 2 3.104 Wb C. 3.104 Wb D. 3 3.104 Wb Câu 265 . Một khung dây đặt trong từ trường có cảm ứng từ B. Từ thông qua khung là 6.104 Wb. Cho cảm ứng từ giảm đều về 0 trong thời gian 103 s thì suất điện động cảm ứng trong khung là: A. 6 V B. 0,6 V C. 0,06 V D. 3 V Câu 266 . Cuộn thứ cấp của máy biến thế có 1000vòng. Từ thông xoay chiều trong lõi biến thế có tần số 50Hz và giá trị cực đại 0,5mWb. Suất điện động hiệu dụng của cuộn thứ cấp là: A. 111V. B. 157V. C. 500V. D. 353,6V. Câu 267 . Phần ứng của một máy phát điện xoay chiều có 200 vòng dây giống nhau. Từ thông qua một vòng dây có giá trị cực đại là 2mWb và biến thiên diều hoà với tần số 50Hz. Suất điện động của máy có giá trị hiệu dụng là: A. E = 88,858 V. B. E = 125,66 V. C. E = 12566 V D. E = 88858 V. Câu 268 . Một máy phát điện xoay chiều một pha có 2 cặp cực, stato gồm hai cặp cuộn dây nối tiếp mà số vòng dây ở mỗi cuộn là 50 vòng phát ra suất điện động xoay chiều tần số 50Hz. Biết từ thông cực đại qua một vòng dây bằng 5mWb thì suất điện động hiệu dụng do máy phát tạo ra bằng: A. 222 V. B. 220 2 V. C. 110 2 V. D. 210V. Câu 269 . Một khung dây quay đều với vận tốc 3000vòngphút trong từ trường đều có từ thông cực đại gửi qua khung là 1 Wb. Chọn gốc thời gian lúc mặt phẳng khung dây hợp với B một góc 300 thì suất điện động hai đầu khung là: A. e = 100cos(100t 6) V. B. e = 100cos(100t + 3) V. C. e = 100cos(100t + 600) V. D. e = 100cos(50t 3) V. Câu 270 . Một khung dây hình chữ nhật, kích thước 20 cm x 50 cm, gồm 100 vòng dây, được đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ 0,1T. Trục đối xứng của khung dây vuông góc với từ trường. Khung dây quay quanh trục đối xứng đó với vận tốc 3000vòngphút. Chọn thời điểm t = 0 là lúc mặt phẳng khung dây vuông góc với các đường cảm ứng từ. Biểu thức nào sau đây là đng của suất điện động cảm ứng trong khung dây? A. e = 314cos100t (V) B. e = 314cos50t (V) C. e = 314cos(50t) (V) D. e = 314cos(100t 2). Câu 271 . Một khung dây dẫn hình chữ nhật có 100 vòng, diện tích mỗi vòng 600 cm2 , quay đều quanh trục đối xứng của khung với vận tốc góc 120 vòngphút trong một từ trường đều có cảm ứng từ bằng 0,2T. Trục quay vuông góc với các đường cảm ứng từ. Chọn gốc thời gian lúc vectơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây ngược hướng với vectơ cảm ứng từ. Biểu thức suất điện động cảm ứng trong khung là: A. e= 48cos(40t 2) (V). B. e =48cos(4t + π2) (V). C. e = 4,8cos(4t + π2) (V). D. e=4,8cos(40t π2) (V). Câu 272 . Khung dây kim loại phẳng có diện tích S, có N vòng dây, quay đều với tốc độ góc quanh trục vuông góc với đường sức của một từ trương đều B. Chọn gốc thời gian t = 0s là lúc pháp tuyến n của khung dây có chiều trùng với chiều của véc tơ cảm ứng từ B . Biểu thức xác định suất điện động cảm ứng e xuất hiện trong khung dây là: A. e = NBScost B. e = NBSsint C. e = NBScost D. e = NBSsint Câu 273 . Một khung dây hình chữ nhật, kích thước 40 cm x 50 cm, gồm 200 vòng dây, được đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ 0,2T. Trục đối xứng của khung dây vuông góc với từ trường. Khung dây quay quanh trục đối xứng đó với vận tốc 120 vòngphút. Chọn gốc thời gian lúc vectơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây ngược hướng với vectơ cảm ứng từ. Suất điện động tại thời điểm t = 5s kể từ thời điểm ban đầu có thể nhận giá trị nào trong các giá trị sau? A. e = 0 B. e = 100,5V C. e = 100,5V D. 50,5V Câu 274 . Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về máy phát điện xoay chiều một pha? A. Máy phát điện xoay chiều một pha biến điện năng thành cơ năng và ngược lại B. Máy phát điện xoay chiều một pha kiểu cảm ứng hoạt động nhờ việc sử dụng từ trường quay. C. Máy phát điện xoay chiều một pha kiểu cảm ứng hoạt động nhờ hiện tượng cảm ứng điện từ. D. Máy phát điện xoay chiều một pha có thể tạo ra dòng điện không đổi. Câu 275 . Điều nào sau đây không phải là ưu điểm của dòng điện xoay chiều so với dòng điện một chiều? A. Chuyển tải đi xa để dàng và điện năng hao phí ít. B. Có thể thay đổi giá trị hiệu dụng dễ dàng nhờ máy biến thế. C. Có thể tích điện trực tiếp cho pin và ác quy... để sử dụng lâu dài. D. Có thể tạo ra từ trường quay dùng cho động cơ điện không đồng bộ. Câu 276 . Trong máy phát điện xoay chiều một pha có p cặp cực và tốc độ quay của của rôto là n vòngphút thì tần số dòng điện do máy phát ra là: A. ƒ = n.p B. ƒ = n 60 .p C. ƒ = 60 n .p D. ƒ = 60 p n Câu 277 . Trong máy phát điện xoay chiều một pha có p cặp cực và tốc độ quay của của rôto là n vòngphút. Nếu ta tăng tốc độ quay của roto lên 4n vòngphút thì: A. Tần số dòng điện tăng 4n lần. B. Suất điện động cảm ứng tăng 4n lần. C. Từ thông cực đại qua khung tăng 4 lần. D. Suất điện động cảm ứng tăng 4 lần. Câu 278 . Một máy phát điện xoay chiều một pha mà khung dây có N vòng dây phát ra điện áp xoay chiều có tần số ƒ và suất điện động cực đại E0. Để giảm tốc độ quay của rôto 4 lần mà không làm thay đổi tần số thì: A. Tăng số cặp cực 4 lần. B. Tăng số cặp cực 2 lần. C. Tăng số vòng dây 4 lần. D. Giảm số vòng dây 4 lần. Câu 279 . Để một máy phát điện xoay chiều roto có 8 cặp cực phát ra dòng điện tần số là 50Hz thì roto quay với tốc độ: A. 480 vòngphút. B. 400 vòngphút. C. 96 vòngphút. D. 375 vòngphút. Câu 280 . Một máy phát điện xoay chiều có 2 cặp cực, roto của nó quay với tốc độ 1800 vòngphút. Một máy phát điện khác có 8 cặp cực, muốn phát ra dòng điện có tần số bằng tần số của máy phát kia thì tốc độ của roto là: A. 450 vòngphút. B. 7200 vòngphút. C. 112,5 vòngphút. D. 900 vòngphút. Câu 281 . Một máy phát điện mà phần cảm gồm 2 cặp cực và phần ứng gồm hai cặp cuộn dây mắc nối tiếp tạo ra dòng điện có tần số 50Hz. Tốc độ quay của roto là: A. 375vòngphút. B. 1500vòngphút. C. 750 vòngphút. D. 3000 vòngphút. Câu 282 . Một máy phát điện xoay chiều có một cặp cực phát ra dòng điện xoay chiều tần số 60Hz. Nếu máy có 3 cặp cực cùng phát ra dòng điện xoay chiều 60Hz thì trong một phút rôto phải quay được bao nhiêu vòng? A. 600 vòngphút B. 1200 vòngphút C. 1800 vòngphút D. 60 vòngphút Câu 283 . Một khung dây được đặt trong một từ trường đều. Trục đối xứng của khung dây vuông góc với từ trường. Khung dây quay quanh trục đối xứng đó với vận tốc 2400 vòngphút. Tần số của suất điện động có thể nhận giá trị nào trong các giá trị sau: A. ƒ = 2400 Hz B. ƒ = 40 Hz C. ƒ = 400Hz D. ƒ = 80Hz Câu 284 . Khi một khung dây kín có N vòng, diện tích S, quay đều với tốc độ 50 vòng mỗi giây trong một từ trường đều B vuông góc với trục quay của khung thì tần số dòng điện xuất hiện trong khung là: A. ƒ = 25 Hz B. ƒ = 50 Hz C. 100 Hz D. ƒ = 12,5 Hz Câu 285 . Trong một máy phát điện xoay chiều một pha, bộ nam châm của phần cảm có 5 cặp cực, phần ứng có 6 cuộn dây tương ứng mắc nối tiếp. Để khi hoạt động máy có thể phát ra dòng điện xoay chiều có tần số 60Hz thì rôto của máy phải quay với tốc độ: A. 5 vòngs B. 720 vòngphút C. 6 vòngs D. 8 vòngs Câu 286 . Một máy phát điện xoay chiều 1 pha có 4 cặp cực, rôto quay với tốc độ 900vòngphút. Máy phát điện thứ hai có 6 cặp cực. Hỏi máy phát điện thứ hai phải có tốc độ quay của rôto là bao nhiêu thì hai dòng điện do các máy phát ra hòa được vào cùng một mạng điện? A. 750vòngphút B. 1200vòngphút C. 600vòngphút D. 300vòngphút Câu 287 . Một máy phát điện mà phần cảm gồm 2 cặp cực và phần ứng gồm hai cặp cuộn dây mắc nối tiếp có suất điện động hiệu dụng 200V, tần số 50Hz. Biết từ thông cực đại qua mỗi vòng dây là 5mWb. Lấy = 3,14, số vòng dây của mỗi cuộn dây trong phần ứng là: A. 127 vòng. B. 45 vòng. C. 180 vòng. D. 32 vòng. Câu 288 . Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn mạch A, B mắc nối tiếp gồm điện trở 69,1, cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung 176,8μF. Bỏ qua điện trở thuần của các cuộn dây của máy phát. Biết roto máy phát có hai cặp cực. Khi roto quay đều với tốc độ n1 = 1350 vòngphút hoặc n2 = 1800 vòngphút thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB là như nhau. Độ tự cảm L có giá trị gần giá trị nào nhất sau đây: A. 0,7 H B. 0,8 H C. 0,6 H D. 0,2 H Câu 289 . Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần. Bỏ qua điện trở các cuộn dây của máy phát. Khi rôto của máy quay đều với tốc độ n vòngphút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là 1A. Khi rôto của máy quay đều với tốc độ 3n vòngphút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là 3A. Nếu rôto của máy quay đều với tốc độ 2n vòngphút thì dòng điện qua đoạn mạch là: A. 2 A B. 4 7 A C. 3 2 A D. 7 2 A Câu 290 . Một máy phát điện xoay chiều một pha có điện trở trong không đáng kể. Nối hai cực máy phát với một cuộn dây thuần cảm. Khi rôto của máy quay với tốc độ góc n vòngs thì dòng điện đi qua cuộn dây có cường độ hiệu dụng I. Nếu rôto quay với tốc độ góc 3n vòngs thì cường độ hiệu dụng của dòng điện trong mạch là: A. I. B. 2I. C. 3I. D. I 3 Câu 291 . Một đoạn mạch gồm điện trở thuần R = 100Ω mắc nối tiếp với tụ điện C. Nối 2 đầu đoạn mạch với 2 cực của một máy phát điện xoay chiều một pha, bỏ qua điện trở các cuộn dây trong máy phát. Khi rôto của máy quay đều với tốc độ n(vòngphút) thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là I. Khi rôto của máy quay đều với tốc độ 2n(vòngphút) thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là 2 2I. Nếu rôto của máy quay đều với tốc độ 4n(vòngphút) thì dung kháng của mạch là: A. ZC = 100Ω. B. ZC = 100 2Ω. C. ZC = 200 2 Ω. D. ZC = 25 2 Ω. Câu 292 . Một máy phát điện xoay chiều một pha có điện trở trong không đáng kể. Nối hai cực của máy phát với một đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần mắc nối tiếp với điện trở thuần. Khi rôto của máy quay đều với tốc độ góc 3n vòngs thì dòng điện trong mạch có cường độ hiệu dụng 3 A và hệ số công suất của đoạn mạch bằng 0,5. Nếu rôto quay đều với tốc độ góc n vòngs thì cường độ hiệu dụng của dòng điện trong mạch bằng: A. 2 2 A B. 3 A C. 3 3 A D. 2 A. Câu 293 . Một vòng dây có diện tích S =100cm2 và điện trở R = 0,45Ω, quay đều với tốc độ góc = 100(rads) trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,1T xung quanh một trục nằm trong mặt phẳng vòng dây và vuông góc với các đường sức từ. Nhiệt lượng tỏa ra trong vòng dây khi nó quay được 1000 vòng là: A. 1,396J B. 0,354J C. 0,657J D. 0,698J Câu 294 . Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn mạch ngoài RLC nối tiếp. Bỏ qua điện trở dây nối, coi từ thông cực đại gửi qua các cuộn dây của máy phát không đổi. Khi roto của máy phát quay với tốc độ n1 = 60 vòngphút và n2 = 80 vòngphút thì công suất tiêu thụ ở mạch ngoài có cùng một giá trị. Hỏi khi roto của máy phát quay với tốc độ bao nhiêu vòngphút thì công suất tiêu thụ ở mạch ngoài đạt cực đại? A. 100 vòngphút B. 67,9 vòngphút C. 69,2 vòngphút D. 48 vòngphút
CƠNG SUẤT CỘNG HƯỞNG Cơng suất P (W) dòng điện xoay chiều: cos 2IUUI R U PIRR R (Trong k = cos hệ số cơng suất; UR = U.cos) * Chỉ có R tiêu thụ điện năng, cuộn dây cảm tụ C cản trở dòng điện mà khơng tiêu hao điện Cơng suất tức thời: Dòng điện qua mạch i = I0cos(t + i), cơng suất tức thời dòng điện p = i2 R = cos ( ) 22 i I R t = cos(2 ) 2 0IR t IR Ta thấy công suất tức thời biến thiên tuần hoàn với tần số gấp tần số dòng điện Hệ số cơng suất: cos = Z R U U UI PR Trong động điện người ta cố gắng nâng cao hệ số công suất động (bằng cách mắc nối tiếp với động tụ C thích hợp) nhằm giảm cường độ dòng điện chạy qua động cơ, từ giảm hao phí điện tỏa nhiệt Nhiệt lượng toả mạch (trên R): Q = P.t =R.I2 t * Chú ý: Số công-tơ điện cho ta biết điện sử dụng khơng phải cơng suất sử dụng Vì số cơng-tơ 1kW.h = 3.600.000(J) * Nếu bóng đèn điện có cơng suất hiệu điện định mức (Pđm -Uđm) ta có điện trở dây tóc bóng đèn là: Rđm = đm đm P U cường độ dòng điện định mức để đèn sáng bình thường là: Iđm = đm đm U P Khi mắc thiết bị tỏa nhiệt vao điện áp hiệu dụng U cơng suất tỏa nhiệt P = Rđm U 5.Khi cộng hưởng ta có: (là tượng tần số điện áp tần số riêng mạch: ƒ = f0 = 2 LC ) * LC ZL= ZC UL = UC L.C2 = Zmin = R; Imax = U R * = hiệu điện u hai đầu mạch pha với cường độ dòng điện i * cos = (hệ số công suất cực đại) Pmax = U.I = R U Một số tốn: * Cùng thể tích nước dùng dây may-xo có điện trở R1 thời gian nấu t1, dùng dây may-xo có điện trở R2 thời gian nấu sơi nước t2 Nếu: - Nối tiếp hai điện trở R = R1 + R2 thời gian sơi nước là: t = t1 + t2 - Nối song song hai điện trở 12 12 RR RR R thời gian sôi nước 12 12 tt tt t * Đoạn mạch R-(L,r)-C mắc nối tiếp có biểu thức u, i u = U 2cos(t+u); i = I 2cos(t+i) Khi độ lệch pha u i = u - i P = (R+r)I2 = U.I.cos * Đoạn mạch AB gồm đoạn mạch X Y mắc nối tiếp có biều thức u, i là: u = uX + uY = U 2cos(t+AB); i = I 2cos(t+i) với uX = UX 2cos(t+X) uY = UY 2cos(t+Y); cơng suất tiêu thụ đoạn mạch AB PAB = PX + PY = UX.I.cos(X - i) + UY.I.cos(Y - i) = UAB.I.cos(Y - i) = I 2R * Hiệu điện u = U1 + U 2cos(t +) coi gồm hiệu điện không đổi U1 hiệu điện xoay chiều u = U 2cos(t +) đồng thời đặt vào đầu đoạn mạch Nếu đoạn mạch: + Chỉ có điện trở R cơng suất tiêu thụ đoạn mạch tổng công suất dòng điện: P = PU1 + PU = R U R U 22 1=I R (Trong I dòng điện hiệu dụng qua mạch) + Chỉ có điện trở R cuộn dây (L,r)khi cơng suất tiêu thụ đoạn mạch tổng công suất dòng điện: P = PU1 + PU = 22 22 () () ZL R r URr Rr U =I (R+r) (Trong I dòng điện hiệu dụng qua mạch) + Nếu đoạn mạch có chứa tụ C thành phần điện áp khơng đổi bị “lọc” thành phần điện áp xoay chiều u = U 2cos(t +) tác dụng lên mạch điện: P = PU = 22 ( ) R ZL ZC UR =I R * Mạch RLC mắc nối tiếp, cuộn dây có điện trở r điện trở R thay đổi Nếu với giá trị biến trở R1 R2 mà cơng suất P có giá trị P1 = P2 độ lệch pha u, i 1, 2 ta ln có: + ( ).( ) Z Z R r R r L C P1 = P2 = R R r U 122 1 + 2 = /2 + Giá trị R để Pmax R = Z Z r R r R r r L C ( ).( ) + Khi Pmax = ( )( ) 12 RrRr U = ZL ZC U 2 (Nếu cuộn dây cảm cho r = 0) * Mạch R, L, C có f, R, C khơng đổi, l thay đổi UR max = U UC max = ZC R U ZL = ZC * Mạch R, (L-r), C có f, R, L, r khơng đổi, C thay đổi UR max = U UL max = 2 ZL r Rr U ZL = ZC * Mạch R, L, C có C thay đổi Nếu với giá trị C C1 C2 mà công suất P1 = P2 hay I1 = I2 hay 1 = 2 để xảy tượng cộng hưởng C= 12 212 CC CC ZC = ZL = ZC1 ZC2 * Mạch R, L, C có L thay đổi Nếu với giá trị l L1 L2 mà công suất P1 = P2 hay I1 = I2 hay 1 = 2 để xảy tượng cộng hưởng L= L1 L2 ZL = ZC = ZL1 ZL2 * Mạch điện xoay chiều mắc nối thứ tự R-(L,r)-C {L C f} thay đổi được, điện áp đầu toàn mạch U Khi đo UL,r-C đạt giá trị nhỏ ZL = ZC UL,r-C(min) = U.r R+r * Với = 1 = 2 (I; P; UR; cos) có giá trị pha ban đầu dòng điện i1 i2 Khi ta có: để Imax Pmax Urmax cosmax 12 f f f cos = cos i1 i2 * Mạch RLC nối tiếp có L = CR2 tần số góc thay đổi Khi = 1 = 2 ta có cos1 = cos2 = cos, I1= I2 = I, P1 = P2 = P U1R = U2R = UR Khi 0 12 cộng hưởng điện ta có Imax, Pmax, URmax cosmax + cos1 = cos2 = cos= F mạch tiêu thụ công suất, cường độ dòng điện tức thời lệch pha góc 2/3 Điện trở R bằng: A 100 B 100 C 100 D 100 Câu 154 Đặt hiệu điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 100V vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp, cuộn dây cảm kháng, R có giá trị thay đổi Điều chỉnh R hai giá trị R1 R2 cho R1 + R2 = 100 thấy cơng suất tiêu thụ đoạn mạch ứng với hai trường hợp Cơng suất có giá trị A 50W B 100W C 400W D 200W Câu 155 Một mạch điện gồm tụ điện C, cuộn cảm L cảm kháng biến trở R mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện xoay chiều có dạng uAB = 200 2cos100t (V) Biết ứng với hai giá trị biến trở R1 = 10 R2 = 40 cơng suất tiêu thụ P đoạn mạch Công suất P đoạn mạch nhận giá trị sau đây? A P = 800W B P = 80W C P = 400W D 900W Câu 156 Cho đoạn mạch RLC, cuộn dây cảm R thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi điều chỉnh R = R0 để công suất tiêu thụ mạch đạt cực đại 100W Tính cơng suất tiêu thụ mạch điều chỉnh R = 3R0 A 100W B 50W C 25W D 50 W Câu 157 Hai đầu đoạn mạch RLC, cuộn dây cảm, trì điện áp uAB = U0cost V Thay đổi R, điện trở R có giá trị 80 cơng suất đạt giá trị cực đại 200W Khi R = 60 mạch tiêu thụ công suất bao nhiêu? A 100 W B 150 W C 192 W D 144 W Câu 158 Cho đoạn mạch RLC nối tiếp với C thay đổi Ban đầu điều chỉnh để dung kháng tụ ZC0 Từ giá trị đó, tăng dung kháng thêm 20Ω giảm dung kháng 10Ω cơng suất tiêu thụ đoạn mạch Hỏi Từ ZC0, phải thay đổi dung kháng tụ để công suất tiêu thụ mạch lớn nhât? A Tăng thêm 5Ω B Tăng thêm 10Ω C Tăng thêm 15Ω D Giảm 15Ω Câu 159 Đặt điện áp u = 175 2cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn cảm tụ điện mắc nối tiếp Biết điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở, hai đầu cuộn cảm hai đầu tụ điện 25V, 25V 175V Hệ số công suất đoạn mạch là: A 1/7 B 7/25 C 1/25 D 1/ 37 Câu 160 Đặt vào đầu điện trở R = 100 nguồn điện tổng hợp có biểu thức u = [50 2cos(100t + /4) + 50] V Tính cơng suất tỏa nhiệt điện trở: A 75W B 50W C W D 100W Câu 161 Đặt vào đầu mạch điện có phần tử L R với điện trở R = ZL = 100 nguồn điện tổng hợp có biểu thức u = [100 2cos(100t + /4) + 100]V Tính cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch A 1,41A B 0,7A C 1,7A D 1,22A Câu 162 Đặt vào đầu mạch điện có phần tử L R với điện trở R = ZC = 100 nguồn điện tổng hợp có biểu thức u = [100 2cos(100t + /4) + 100]V Tính cơng suất tỏa nhiệt điện trở: A 50W B 200W C 25 W D 150W Câu 163 Đặt vào đầu mạch điện có phần tử C, L R với điện trở R = ZL = 100 ZC =200 nguồn điện tổng hợp có biểu thức u = [100 2cos(100t + /4) + 100]V Tính cơng suất tỏa nhiệt điện trở: A 50W B 200W C 25 W D 150W Câu 164 Mạch RLC nối tiếp có L = C.R2 tần số góc thay đổi Khi = 1 = 100 rad/s = 2 = 200 rad/s ta có cos1 = cos2 = k Tính giá trị k A 0,667 B 0,816 C 3/2 D 2/2 Câu 165 Một mạch điện xoay chiều gồm phần tử R, L, C cuộn dây cảm Mắc mạch điện vào nguồn điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng U khơng đổi thấy hiệu điện đầu phần tử công suất tiêu thụ mạch P Hỏi bỏ tụ C giữ lại R, L cơng suất tiêu thụ mạch P’ theo P? A P’ = P B P’ = 2P C P’ = 0,5P D P’ = P/ Câu 166 Đoạn mạch gồm cuộn dây có điện trở R độ tự cảm L nối tiếp với tụ điện biến đổi có điện dung C thay đổi Hiệu điện xoay chiếu hai đầu mạch u = U 2cost (V) Khi C = C1 cơng suất mạch P = 200W cường độ đòng điện qua mạch là: i = I 2cos(t + /3) (A) Khi C = C2 cơng suất mạch cực đại Tính cơng suất mạch C = C2 A 400W B 200W C 800W D 100W Câu 167 Đoạn mạch gồm cuộn dây có điện trở R độ tự cảm L nối tiếp với tụ điện biến đổi có điện dung C thay đổi Hiệu điện xoay chiếu hai đầu mạch ổn định có biểu thức: u = U0cos(t + /4)(V) Khi C = C1 cường độ đòng điện qua mạch là: i = I0cos(t) (A) công suất tiêu thụ mạch P1 Khi C = C2 cơng suất mạch cực đại P2 = 100W Tính P1 A P1 = 200W B P1 = 50 W C P1 = 50W D P1 = 25W Câu 168 Cho đoạn mạch xoay chiều AB gồm điện trở R cuộn dây mắc nối tiếp Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch có tần số 50 Hz có giá trị hiệu dụng U không đổi Điện áp hiệu dụng hai đầu R hai đầu cuộn dây có giá trị lệch pha góc /3 Để hệ số cơng suất người ta phải mắc nối tiếp với mạch tụ có điện dung 100F cơng suất tiêu thụ mạch 100 W Hỏi chưa mắc thêm tụ cơng suất tiêu thụ mạch bao nhiêu? A 50 W B 86,6 W C 75 W D 70,7 W Câu 169 Đoạn mạch gồm cuộn dây có điện trở R độ tự cảm L nối tiếp với tụ biến đổi có điện dung C thay đổi Hiệu điện xoay chiều hai đầu mạch ổn định có biểu thức: u = U0cos(t + /3) Khi C = C1 cường độ dòng điện qua mạch i = I01cos(t) công suất tiêu thụ mạch P1 Khi C = C2 cường độ dòng điện qua mạch i = I02cos(t +/6) công suất tiêu thụ mạch P2 = 150 W Tính P1 A 75 W B 75 W C 50 W D 50 W Câu 170 Một động điện có công suất P không đổi mắc vào nguồn xoay chiều tần số ƒ giá trị hiệu dụng U không đổi Điện trở cuộn dây động R hệ số tự cảm L với 2.f.L = R Hỏi mắc nối tiếp với động tụ điện có điện dung C thỏa mãn 2 C.L = cơng suất hao phí tỏa nhiệt động thay đổi nào? A Tăng lần B Giảm lần C Tăng lần D Giảm lần Câu 171 Một động điện có cơng suất P khơng đổi mắc vào nguồn xoay chiều tần số ƒ giá trị hiệu dụng U không đổi Điện trở cuộn dây động R hệ số tự cảm L với 2.f.L = 3R Ban đầu động chưa ghép nối tiếp với tụ hiệu suất động đạt 60% Hỏi mắc nối tiếp với động tụ có điện dung C thỏa mãn 2 C.L = hiệu suất động bao nhiêu? Coi hao phí động chủ yếu cuộn dây động có điện trở R A 80% B 90% C 70% D 100% Câu 172 Một đoạn mạch gồm điện trở R khơng đổi mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C biến thiên cuộn dây cảm L = 0,3/ H Điện áp hai đầu đoạn mạch u = U 2sin100t V Khi điểu chỉnh điện dung tụ điện đến giá trị C1 điện áp hiệu dụng URC = U Giá trị C1 là: A F 15 102 B F 15.10 C F 15 104 D F 15.10 Câu 173 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200V tần số không đổi vào hai đầu A B đoạn mạch nối thứ tự gồm biến trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C thay đổi Gọi N điểm nối cuộn cảm tụ điện Các giá trị R, L, C hữu hạn khác khơng Với C = C1 điện áp hiệu dụng hai đầu biến trở R có giá trị khơng đổi khác khơng thay đổi giá trị R biến trở Với C = 0,5C1 điện áp hiệu dụng A N bằng: A 200 V B 100 V C 100 V D 200 V Câu 174 Đặt điện áp u = U 2cost vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn AN NB mắc nối tiếp Đoạn AN gồm biến trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L, đoạn NB có tụ điện với điện dung C Đặt LC 1 Để điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AN không phụ thuộc R tần số góc bao nhiêu? A 22 1 B 1 C 1 D 21 Câu 175 Cho mạch điện AB chứa cuộn cảm thuần, biến trở R tụ điện (theo thứ tự đó) mắc nối tiếp Biết điện áp xoay chiều hai đầu A B có tần số 60 Hz điện áp hiệu dụng có giá trị ln 250 V; tụ có điện dung 500 3 F Cho T thay đổi, ta thấy điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch chứaR C không phụ thuộc vào R Nếu chỉnh cho R = 37,5 cường độ dòng điện hiệu dụng mạch có giá trị bằng: A 3A B A C 4A D A Câu 176 Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở R thay đổi được, cuộn dây cảm L tụ điện C theo thứ tự mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200V tần số ƒ thay đổi Khi ƒ = 50 Hz cường độ dòng điện hiệu dụng mạch 1A, điện áp hiệu dụng hai đầu RL không thay đổi R thay đổi Điện dung tụ điện là: A F 10 B F 25 C F 2.10 D F 4.10 Câu 177 Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở R thay đổi được, cuộn dây cảm L tụ điện C theo thứ tự mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200V tần số ƒ thay đổi Khi ƒ = 50 Hz cường độ dòng điện hiệu dụng mạch 2A, điện áp hiệu dụng hai đầu Rl không thay đổi R thay đổi Độ tự cảm lớn cuộn dây là: A H 2 B H C H D H 2 Câu 178 Trong thực hành, học sinh mắc đoạn mạch AB gồm điện trở 40 , tụ điện có điện dung C thay đổi cuộn dây có độ tự cảm L nối thứ tự Gọi M điểm nối điện trở tụ điện Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200V tần số 50 Hz Khi điều chỉnh điện dung tụ điện đến giá trị Cm điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch MB đạt giá trị cực tiểu 75 V Điện trở cuộn dây là: A 24 B 16 C 30 D 40 Câu 179 Đặt điện áp xoay chiều u = U0cost (U0 không đổi, thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Khi = 1 cảm kháng dung kháng đoạn mạch Z1L Z1C Khi = 2 đoạn mạch xảy tượng cộng hưởng Hệ thức là: A C L Z Z 1 1 2 B C L Z Z 1 1 2 C L C Z Z 1 1 2 D L C Z Z 1 1 2 Câu 180 Đặt điện áp u = U 2cos2πft (U không đổi, tần số ƒ thay đổi được) 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 Khi tần số f1 cảm kháng dung kháng đoạn mạch có giá trị Ω Ω Khi tần số f2 hệ số cơng suất đoạn mạch Hệ thức liên hệ f1 f2 là: A f f B 2 f f C f f D ff Câu 181 Mạch RLC nối tiếp Khi tần số dòng điện ƒ ZL = 25 ZC = 75 dòng điện mạch có tần số f0 cường độ hiệu dung qua mạch có giá trị lớn Kết luận sau A f0 = 3ƒ B ƒ = 3f0 C f0 = 25 3ƒ D ƒ = 25 3f0 Câu 182 Trong đoạn mạch RLC xoay chiều nối tiếp có UL= 20V; UC = 40V; UR = 15V; ƒ = 50 Hz Tần số f0 để mạch cộng hưởng giá trị UR lúc là: A 75(Hz), 25V B 50 (Hz), 25 V C 50 (Hz), 25V D 75 (Hz), 25 V Câu 183 Đặt điện áp u = U0cost (V) (U0 không đổi, thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm 5 H tụ điện mắc nối tiếp Khi = 0 cường độ dòng điện hiệu dụng qua đoạn mạch đạt giá trị cực đại Im Khi = 1 = 2 cường độ dòng điện cực đại qua đoạn mạch Im Biết 1 – 2 = 200 rad/s Giá trị R bằng: A 150 B 200 C 160 D 50 Câu 184 Lần lượt đặt điện áp xoay chiều u1 = U cos(100t +1); u2 = U cos(120t+2); u3 = U 2cos(110t + 3) 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 cường độ dòng điện đoạn mạch có biểu thức tương ứng là: i1 = I 2cos100t; i2 = I 2cos(100t + 2 ); i3 = I’ 2cos(110t - 2 ) So sánh I I’, ta có: A I = I’ B I = I’ C I I’ Câu 185 Đặt điện áp u = 400cos100t (u tính V, t tính s) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở 50 mắc nối tiếp với đoạn mạch X Cường độ dòng điện hiệu dụng qua đoạn mạch 2A Biết thời điểm t, điện áp tức thời hai đầu AB có giá trị 400V; thời điểm t + 400 (s), cường độ dòng điện tức thời qua đoạn mạch không giảm Công suất tiêu thụ điện đoạn mạch X là: A 400 W B 200 W C 160 W D 100 W Câu 186 Trong học thực hành, học sinh mắc nối tiếp quạt điện xoay chiều với điện trở R mắc hai đầu đoạn mạch vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 380V Biết quạt có ghi giá trị định mức: 220V - 88W hoạt động cơng suất định mức độ lệch pha điện áp hai đầu quạt cường độ dòng điện qua , với cos = 0,8 Để quạt điện chạy công suất định mức R bằng: A 180 B 354 C 361 D 267 Câu 187 Để bơm nước cánh đồng xa, người ta dùng máy bơm nước mà động động điện pha loại 220V - 704W Cách xa động cơ, có nguồn điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng U Để cho động hoạt động người ta dùng đường dây truyền tải có điện trở 2,5 nối từ nguồn điện tới động Biết hệ số công suất động chạy công suất định mức 0,8 Để động chạy cơng suất định mức điện áp hiệu dụng A 230V B 238V C 228V D 248V BÀI TOÁN CỰC TRỊ 1) Bài tốn 1: Tìm giá trị R để cơng suất tiêu thụ tồn mạch cực đại Biết C, U, L, R0 số biết ZL - ZC Áp dụng công thức: P = (R + R0)I2 = 22 R R ZL ZC RRU Chia tử mẫu cho (R + R0) ta được: P = 0 2 ()RR ZZRR U LC Vì U không đổi Pmax 0( ... trị C C1 C2 mà công suất P1 = P2 hay I1 = I2 hay 1 = 2 để xảy tượng cộng hưởng C= 12 212 CC CC ZC = ZL = ZC1 ZC2 * Mạch R, L, C có L thay đổi Nếu với giá trị l L1 L2 mà công suất P1 = P2... C f} thay đổi Với {L1 C1 f1} mạch có {cơng suất P1; cường độ I1; hệ số cơng suất cos1} Với {L2 C2 f2} mạch có {công suất P2; cường độ I2; hệ số công suất cos2} Khi ta có hệ thức: 2 2 2 cos cos... thay đổi được, tần số có giá trị = n.x ta có ZC = n.ZL UC = n.UL cơng suất P, hệ số công suất k = cos Vậy để xảy cộng hưởng 0 = n.x = 2 LC (n>0) Pmax = k P * Đặt điện áp u = U0cost (U0