LÝ12:DẠNG BT_ĐIỆN

ÔN T ẬP MÔN VẬT LÝ LỚP 12 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- CÁC DẠNG BÀI TẬP ĐIỆN XOAY CHIỀU - CÁCH TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Cách giải: Thường làm tuần tự theo các bước sau: Bước1: Xác định góc φ: là góc tạo bởi véctơ cảm ứng từ B và véctơ pháp tuyến n của mặt phẳng khung dây tại thời điểm ban đầu t = 0 Bước 2: Viết biểu thức từ thông tức thời gửi qua khung giây : ф = Φ 0 cos(ωt + φ) = NBScos(ωt + φ) Trong đó: + ω là tần số góc = tốc độ góc của khung dây quay quanh trục + Ф 0 = NBS là từ thông cực đại gửi qua khung dây (đơn vị: wb - vêbe) + N là số vòng dây của khung + S là diện tích của khung dây (đơn vị: m 2 ) + B độ lớn véctơ cảm ứng từ (đơn vị: T - tesla) Bước 3: Viết biểu thức suất điện động tức thời trong khung dây ( bằng - đạo hàm bậc nhất theo thời gian của từ thông): e = - ф’ = -ωФ 0 sin(ωt + φ) = -E 0 sin(ωt + φ) = E 0 cos(ωt + φ + π/2) Trong đó: + E 0 = ωФ 0 là suất điện động cực đại trong khung dây (đơn vị: V - vôn) + E = E 0 /√2 là suất điện động hiệu dụng trong khung dây (đơn vị: V - vôn) Bước 4: Nếu khung dây kín có điện trở R thì dòng điện xuất hiện trong khung dây là: + cường độ dòng điện tức thời: i = e/R = E 0 /Rcos(ωt + φ + π/2) + cường độ hiệu dụng: I = E/R Chú ý: Nếu khung dây hở thì khi ta nối hai đầu khung dây với moạch ngoài thì trong mạch ngoài xuất hiện dòng điện xoay chiều và hai đầu mạch xuất hiện điện áp xoay chiều biến thiên cùng tần số với suất điện động. Bài tập cơ bản Bài1. Một khung dây có diện tích S = 60cm 2 quay đều với vận tốc 20vòng trong một giây. Khung đặt trong từ trường đều B = 2.10 -2 T. Trục quay của khung vuông góc với đường cảm ứng từ, tại thời điểm ban đầu mặt phẳng khung song song với đường cảm ứng từ. a. Xác định chu kì, tần số góc của khung dây b. viết biểu thức suất điện động trong khung dây c. Nếu khung dây là kín có điện trở 0,5Ώ hãy xác định cường độ hiệu dụng trong khung Bài2. Một khung SẢN XUẤT - TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG Lý thuyết: I. Máy phát điện xoay chiều một pha 1. Nguyên tắc hoạt động: - Dựa vào hiện tượng cẳm ứng điện từ - Cho khung dây dẫn có diện tích S có N vòng dây, quay đều quanh trục đối xứng của nó trong một từ trường đều B có phương vuông góc với trục, với vận tốc góc ω, trong khung dây xuất hiện một suất điện động xoay chiều: e = - ф’ = ωNBSsin(ωt + φ) = E 0 sin(ωt + φ). Suất điện động này tạo ra ở mạch ngoài ( mạch tiêu thụ) một dòng điện xoay chiều. 2. Cấu tạo: gồm hai bộ phận chính: đó là phần cảm và phần ứng a) phần cảm: bộ phận tạo ra từ trương ( Nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện) b) Phần ứng: bộ phận tạo ra suất điện động ( khung dây hay cuộn dây) Một trong hai phần có thể quay gọi là Rôto, phần đứng yên gọi là Stato. c) Ngoài ra còn có thể có thêm bộ góp ( Bộ phận đưa dòng điện từ khung dây ra mach ngoài): nó gồm vành khuyên và chổi quét. Bộ phận này chỉ có khi phần ứng (cuộn dây) quay - tức phần ứng là roto. d) Tần số của dòng điện do máy phát tạo ra: - Giả sử máy chỉ có một khung dây để tạo ra dòng điện có tần số 50Hz (tần số dòng điện thường dùng) thì roto phải quay với tốc độ 50vòng/giây = 3000vòng/phút, tốc độ này rất lớn sẽ dễ làm hỏng trục quay - Trong kĩ thuật để giảm tốc độ quay và tăng suất điện động thì người ta chế tạo máy phát có nhiều cuộn dây mắc nối tiếp, mỗi cuộn dây thì phải có mỗi cặp cực từ. khi đó tần số của dòng điện được xác định theo công thức: f = p n 60 Trong đó: p: số cặp cực từ = số cuộn dây n: số vòng quay của roto trong một phút f : tần số dòng điện ( có đơn vị Hz) II. Máy phát điện xoay chiều ba pha -Dòng điện xoay chiều ba pha 1. Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều ba pha: Gồm hai bộ phận chính a) Phấn cảm là Rôto: đó là một nam châm quay xung quanh trục để sinh ra từ trường biến thiên. b) Phần ứng là Stato: gồm ba cuộn dây riêng rẽ hoàn toàn giống hệt nhau, nhưng bố trí lệch nhau 1/3 vòng tròn tức lệch nhau 120 0 trên stato. 2. Hoạt động: - dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ - Khi nam châm quay đều thì từ thông qua mỗi khung dây biển thiên điều hoà, kết quả là ở ba cuộn dây xuất hiện ba suất điện động xoay chiều. -vì do một từ trường tạo ra nên ba suất điện động cùng tần số Ba cuộn dây giống hệt nhau nên cùng giá trị cực đại, Ba suất điện động không cực đại đồng thời mà chúng lậch nhau 1/3T do đó lệch pha nhau 2π/3 kết quả khi máy hoạt động thì ở ba cuộn dây xuất hiện ba suất điện xoay chiều biến thiên cùng tần số, có cùng giá trị cực đại nhưng lệch pha nhau 120 0 tức 2π/3 e 1 = E 0 cosωt e 2 = E 0 cos(ωt - 2π/3) e 3 = E 0 cos(ωt + 2π/3) - Nếu nối các đầu dây của ba cuộn dây với ba mạch ngoài giống nhau thì dòng điện trong ba mạch đó cũng lệch pha nhau 120 0 i 1 = I 0 cosωt i 2 = I 0 cos(ωt - 2π/3) i 3 = I 0 cos(ωt + 2π/3) 3. Cách mắc mạch điện 3 pha - Để phát huy ưu điểm của dòng điện ba pha người ta thường mắc theo hai cách hình sao hoặc tam giác a. Máy phát mắc hình sao, tải tiêu thụ mắc hình sao: U d = 3 U p I d = I p b. Máy phát mắc hình tam giác, tải mắc hình tam giác: U d = U p I d = 3 I p Trong đó: U d : là điện áp giữa hai dây pha với nhau U P : là điện áp giữa hai đầu một cuộn dây của máy phát = điện áp giưa một dây pha với dây trung hoà I d : là cường độ hiệu dụng chạy trong một dây pha I p ; là cường độ hiệu dụng trong một cộn dây của máy phát = cường độ hiệu dụng chạy qua một tải c. Máy phát mắc hình sao, tải mắc tam giác( 3 tải nối thành một tam giác, 3 đầu nối lại nối với 3 dây pha của mạng điện hình sao từ máy phát kéo về). Khi đó: + U tải = U d = 3 U p + I d = 3 I tải Với: U tải ; I tải : là điện áp hai đầu một tải, cường độ hiệu dụng chạy qua một tải U d ; U p : là điện áp dây và điện áp pha của máy phát III. Động cơ không đồng bộ ba pha 1. Nguyên tắc chung: N S Biến đổi cơ năng thành điện năng trên cơ sở hiện tượng cảm ứng điện từ và sử dụng từ trường quay. 2. Cách tạo ra từ trường quay bằng dòng điện 3 pha: - Cho dòng điện xoay chiều ba pha đi vào trong ba cuộn dây dẫn giống hệt nhau đặt tại 3 vị trí nằm trên một vòng tròn sao cho các trục của 3 cuộn dây ấy đồng quy tại tâm O của vòng tròn đó và hợp với nhau những góc 120 0 - Giải thích với cách trên từ trường tổng hợp tại O sẽ quay: Do dòng điện 3 pha chạy vào ba cuộn dây giống nhau nên từ trường do 3 cuộn dây gây ra cùng biến thiên điều hoà cùng tần số với dòng điện, cùng giá trị cực đại nhưng lệch pha nhau 2π/3. giả sử ở thời điểm nào đó ( ví dụ t = T/4) từ trường của cuộn 1 cực đại bằng B 1 và hường tưg trong ra ngoài cuộn dây 1, khi đó từu trường các cuộn dây 2 và 3 có giá trị âm B 2 = B 3 = -B 1 /2 nghĩa là hướng từ ngoài vào trong các cuộn dây đó. Như vậy từ trường tổng hợp B tại O của 3 cuộn dây sẽ cùng hướng với 1 B , có độ lớn B = 2B 1; Lập luận tương tự ta thấy rằng sau 1/3 chu kì từ trường tổng hợp lại hướng từ cuộn 2 ra ngoài và sau 1/3 chu kì nữa B lại hướng từ cuộn 3 ra ngoài. Kết quả từ là từ trường tổng hợp của 3 cuộn dây tại tâm O quay đều quanh O với tốc độ bằng tần số góc của dòng điện, có độ lớn không đổi B = 2B 1 = 2B 2 = 2B3. 3. Cấu tạo: gồm hai bộ phận chính a. Stato: gồm 3 cuộn dây giống hệt nhau quấn trên lõi thép kĩ thuật điện đặt lệch nhau 120 0 trên một vòng tròn để tạo ra từ trường quay. b. Roto: là một hình trụ có tác dụng như một cuộn dây quấn trên lõi thép. 4. Hoạt động: khi mắc động cơ vào mạng điện 3 pha, từ trường quay do Stato gây ra làm cho Roto quay theo với tốc độ nhỏ hơn tốc độ quay của từ trường, với lí do này nên ta gọi động cơ không đồng bộ. 5. Công suất tiêu thụ của động cơ: a. Công suất động cơ: P = UIcosφ = P cơ năng + P nhiệt -Với P nhiệt = I 2 R là công suất toả nhiệt vô ích. Điện trở R là của cuộn dây, I là cường độ dòng điện hiệu dụng chạy qua cuộn dây. - Công suất tiêu thụ của một pha là: P 1 = U p I p cosφ = P cơ + P nhiệt Công suất tiêu thụ của động cơ 3 pha là: P = 3P 1 - cosφ : là hệ số cong suất của động cơ b. Hiệu suất của động cơ: nhietco coco PP P P P H + == Một số bài toán dễ quên Bài1.( Đề trường bộ lần3-năm 2010) Một động cơ điện xoay chiều có hệ số công suất là cosφ = 0,9. Điện trở dây quấn là R = 18Ω. Khi mắc động cơ điện vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 220V thí sinh ra một công suất P = 180W. Cường độ dòng điện hiệu dụng qua động cơ là Ptiêu thụ của động cơ = UIcosφ = Pcơ năng + Ptoả nhiệt VI. Máy biến áp 1. Cấu tạo: gồm hai bộ phận chính a. Lõi thép: có tác dụng tập trung và khép kín mạch từ b. Các cuộn dây: được quấn trên lõi thép + Cuộn sơ cấp N 1 : là cuộn nối vào mạng điện + Cuộn thứ cấp N 2 : là cuộn nối với tải tiêu thụ 2. Công thức máy biến áp a. Khi mạch thứ cấp hở: k N N U U == 1 2 1 2 + Nếu N 1 > N 2 hay U 2 < U 1 hay k < 1: Máy hạ áp ( vì điện áp ra nhỏ hơn điện áp váo máy biến áp) + Nếu N 2 > N 1 hay U 2 > U 1 hay k > 1: Máy tăng áp( vì điện áp ra lớn hơn điện áp vào) U 1 N 1 N 2 U 2 đầu vào đầu ra nối với tải b. Khi mạch thứ cấp kín ( có tải) và bỏ qua mọi mất mát năng lượng ( MBA lý tưởng) + 2 1 1 2 1 2 I I N N U U == + Hiệu suất 1 == vao ra P P H c. Nếu máy biến áp có hao phí ( không lý tưởng) + Hiệu suất của máy biến áp là: %100 11 22 IU IU P P H vao ra == Trong đó: N 1 , N 2 : só vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp U 1 , U 2 : điện áp hiệu dụng ở hai đấu cuộn sơ cấp và thứ cấp I 1 , I 2 : cường độ hiệu dụng qua cuộn sơ cấp và thứ cấp ( I 2 dòng điện hiệu dụng qua tải) k : hệ số máy biến áp 3. Truyền tái điện năng đi xa bằng máy biến áp + Công suất hao phí trên đường dây: ΔP = R 2 2 )cos( ϕ U P R: điện trở tổng cộng của đường dây (của hai dây) P: công suất của nhà máy truyền đi U: điện áp truyền đi + Để giảm hao phí trong truyền tải điện, biện phát tốt nhất là dùng máy tăng áp để tăng U, tới nơi tiêu thụ lại giảm điện áp xuống thì dùng máy hạ áp. (tức là dùng máy biến áp) + Hiệu suất tải điện: P PP P P H ∆− == ' DẠNG 1: TÌM TẦN SỐ - BIỂU THỨC SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU Cách giải: Nắm rõ lý thuyết sau I. Máy phát điện xoay chi DẠNG 1. VIẾT BIỂU THỨC ĐIỆN ÁP, CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN * Viết biểu thức u, i là đi xác định: ω, I 0 , U 0 , φ u , φ i rồi thay vào biểu thức: )cos( 0 i tIi ϕω += và biểu thức )cos( 0 u tUu ϕω += Phương pháp giải: 1. Cho biểu thức dòng điện i tìm biểu thức điện áp: a) Tính tổng trở Z: + Tính R + Tính Z L = ωL + Tính Z C = 1/ωC → Tổng trở : Z = 22 )( CL ZZR −+ Nếu cuộn dây có điện trở thuần r 22 )()( CL ZZrRZ −++= b) Tinh điện áp cực đại U 0 : U 0 = I 0 Z c) Tính pha ban đầu φ u của điện áp từ công thức tính độ lệch pha giữa u và i: R ZZ CL − = ϕ tan với ϕ π ϕ π →≤≤− 22 Từ iu ϕϕϕ −= → ϕϕϕ += iu d) Thay U 0 , φ u vừa xác định được vào biểu thức: )cos( 0 u tUu ϕω += 2. Cho biểu thức điện áp viết biểu thức cường độ dòng điện: a) Tính tổng trở Z: + Tính R + Tính Z L = ωL + Tính Z C = 1/ωC → Tổng trở : Z = 22 )( CL ZZR −+ Nếu cuộn dây có điện trở thuần r 22 )()( CL ZZrRZ −++= b) Tính cường độ dòng điện cực đại I 0 : Z U I 0 0 = c) Tính pha ban đầu của cường độ dòng điện từ công thức tính độ lệch pha giữa u và i: R ZZ CL − = ϕ tan với ϕ π ϕ π →≤≤− 22 từ iu ϕϕϕ −= → ϕϕϕ −= ui d) Thay I 0 , φ i vừa xác định được vào biểu thức: )cos( 0 i tIi ϕω += 3. Chú ý: Nếu đoạn mạch thiếu phần tử nào thì cho “trở kháng” của nó bằng không trong những công thức tính. CÁC BÀI TẬP Bài 1. Cho mạch điện như hình vẽ 1. Cường độ dòng điện qua mạch có biểu thức ))( 12 100cos(2 Ati π π −= ; R = 100Ω; HL π 1 = ; FC π 3 10.5 − = Hãy viết biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch AB, AN, MN, NB, AM Bài2. Một mạch điện xoay chiều gồm một điện trở thuần R = 40Ω, một cuộn cảm thuần L = 0.8/π H và một tụ điện có điện dung C = 2.10 -4 / π F mắc nối tiếp. Cường độ dòng điện qua mạch có biểu thức i = 3cos100πt (A) a) Tính cảm kháng của cuộn cảm, dung kháng của tụ điện và tổng trở của mạch b) Viết biểu thức điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở, hai đầu cuộn cảm, hai đầu tụ điện. c) Viết biểu thức điện áp giữa hai đầu mạch điện Bài 3. (dạng mạch RL) Một đoạn mạch điện gồm có điện trở thuần R = 40Ω mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có L = 0,4/π H. Cường độ dòng điện chạy qua mạch có biểu thức ) 6 100cos(22 π π −= ti (A) a) Tính tổng trở của đoạn mạch b) Tính độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện qua mạch này. Cho nhận xét về giá trị độ lệch pha đối với mạch điện này c) Viết biểu thức điện áp hai đầu mạch Bài 4. (Mạch RC) Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ 2. Biết R = 30Ω, C = 10 -3 /4π F. Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AB ))( 4 100cos(100 Vtu π π += a) Tính số chỉ trên các dụng cụ đo b) Viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch. ( bỏ qua điện trở của dây nối và các dụng cụ đo không làm ảnh hưởng đến mạch điện) A R L C B N M Hình 1 L C V A DNG 2: S LIấN H GIA CC GI TR IN P HIU DNG * Nhn dng: Bi toỏn cho nhiu giỏ tr in ỏp hiu dng ca tng on mch thnh phn * Phng phỏp gii: + p dng cụng thc: 22 R 2 )( CL UUUU += (*) Nu cun dõy cú in tr thun r: 222 )()( CLrR UUUUU ++= (**) + p dng cụng thc (*) hoc(**) cho tng on mch thnh phn c cỏc phng trỡnh 1, 2, 3, . + T cỏc phn trỡnh 1, 2, 3, . s dng phộp cng tr tng phng trỡnh cho nhau hoc phộp th + Thay s tỡm kt qu, nghim ca cỏc in ỏp hiu dng, in tr, cm khỏng Z L , dung khỏng Z C u cú giỏ tr dng nu giỏ tr õm thỡ loi Cỏc bi tp: Bi1. Dựng mt vụn k o in ỏp hiu dng gia hai u ca mi phn t trong on mch RLC mc ni tip ta thu c in ỏp hiu dng hai u in tr thun, hai u cun thun cm, hai u t in ln lt l: U 1 = 30V, U 2 = 70V, U 3 = 40V Hóy tỡm in ỏp hai u on mch RLC v lch pha gia in ỏp hai u on mch v cng dũng in chy qua mch. Bi 2. Cho mch in xoay chiu nh hỡnh v 1. Bit cỏc giỏ tri in ỏp hiu dng: U R = 15V, U L = 20V, U C = 40V a) Tỡm in ỏp hiu dng hai u on mch AB b) Tỡm gúc lch pha gia u AB so vi i, suy ra h s cụng sut ca mch c) Tỡm gúc lch pha gia u EB so vi u AB Bi 3. Cho mch in xoay chiu nh hỡnh v 2. Bit )(1000250 Vtscu AB = Cỏc in ỏp hiu dng U AM = 50V; U MB = 60V a) Tớnh gúc lch ca u AB so vi i b) Cho C = 10,6F. Tớnh R v L c) Vit biu thc cng dũng in qua mch Cõu 4. Cho on mch RLC ni tip, cun dõy thun cm (Hỡnh 3). in ỏp tc thi hai u on mch l ).(100cos260 Vtu = Cho bit U AD = U C = 60V; L = 0,2/ H. a) Tớnh R v Z C b) Vit biu thc cng dũng in Cõu 5. Cho mch in nh hỡnh 4. in ỏp gia hai u mch l )(cos265 Vtu = . Cỏc in ỏp hiu dng l U AM = 13V U MB = 13V; U NB = 65V. Cụng sut tiờu th trong mch l 25w. a) Tớnh r, R, Z C , Z MN b) Tớnh cng hiu dng v h s cụng sut tiờu th ca mch Bài 6: Cho mạch điện nh hình vẽ, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 318mH, điện trở thuần R = 100 3 . Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB Hiệu điện thế xoay chiều u AB = 200 2 cos 2 f t ( V) với f= 50Hz thì U MB = 100V a) Tính điện dung của tụ điện b) Tính độ lệch pha của u AB đối với cờng độ dòng điện i và độ lệch pha của u AM với cờng độ dòng điện i và từ đó tìm độ leechj pha của u AB đối với u AM R L C A B E Hỡnh 1 R, L C MA B Hỡnh 2 A R L C B D Hỡnh 3 A R r,L C B N M Hỡnh 4 R C L A B Bài 7: Cho mạch điện nh hình vẽ, trong đó R là một biến trở, L là một cuộn dây thuần cảmvà C là điện dung của tụ điện. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch U AB và tần số f của mạch là không đổi . Ta có U R = 10 3 V; U L = 40V và U C = 30V a) Tính U AB b) Điều chỉnh biến trở R để U R = 10V. Tìm U L và U C Bài8: Cho mạch điện nh hình vẽ Cuộn dây thuần cảmU AB = 200V, U AM = U L = 200 2 V, U MB = 200V a) Tính hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu điện trở R và tụ điện C b) Tính độ lệch pha giữa u AN và u MB c) Tính độ lệch pha giữa u NB và u MB d) Hiệu điện thế đánh thủng của tụ điện là 400V, hỏi hiệu điện thế giữa hai đầu AB phải là bao nhiêu để C không bị đánh thủng Bài9: Một đèn nêon đợc đặt dới hiệu điện thế xoay chiều có biểu thức là u = 220 2 cos 100 t ( V). Đèn sẽ tắt nếu hiệu điện thế tức thời đặt vào đèn có giá trị nhỏ hơn hoặc bằng 110 2 (V). Xác định thời gian đèn tắt trong mỗi nửa chu kì của dòng điện Bài10: Cho mạch điện nh hình vẽ: R là một biến trở, L là cuộn dây thuần cảm, C là điện dung của tụ điện. R V vô cùng lớn. Hiệu điện thế giữa hai đầu mạch điện là : u = U 2 cos t (V). Với U = 100V. Biết 2LC 2 =1. Tìm số chỉ của Vôn kế. Số chỉ này có thay đổi không khi R thay đổi Bài11: Cho mạch điện nh hình vẽ: R = 30 , L = 0,2 H, và C = 3 10 6 F u EB = 80cos( 100 t + 4 ) (V) a) Lập biểu thức cờng độ dòng điện qua mạch b) Lập biểu thức u AB Bài12:: Cho mạch điện nh hình vẽ:R = 400 , L = 4 H, và C = 3,18 à F u AB = 220 2 cos( 100 t - 2 ) (V) a) Lập biểu thức hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AN b) Lập biểu thức hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch MB c) Tìm độ lệch pha giữa u AN và u MB d) giữ nguyên các giá trị khác, thay đổi giá trị của R. Để u AN vuông pha với u MB thì R phải nhận giá trị là bao nhiêu DNG 3. CUN DY Cể IN TR THUN Phng phỏp chung: - Chng minh cun dõy cú in tr thun l: 22 R 2 )( CL UUUU + vi U L : l in ỏp hiu dng ca cun dõy. - Coi cun dõy cú in tr thun r nh: mt in tr thun r ni tip vi cun cm thun L. - Tng tr ca cun dõy: 2222 )( LrZrZ Lcd +=+= - Tng tr ca c on mch RLC ni tip l: 22 )()( CL ZZrRZ ++= R CL A M B N R CL A B E R CL A B V R CL A M B N - lch pha gia in ỏp hai u on mch RLC vi cng dũng in l: rR ZZ CL + = tan CC BI TP Bi 1. Cho mt on mch in xoay chiu c mc nh hỡnh v 1. Bit R = 60, FCrHL à 100 ,20, 4,0 === . t mt in ỏp Xoay chiu )(100cos2120 Vtu AB = a) vit biu thc cng dũng in qua mch b) vit biu thc in ỏp gia hai im M v N c) tỡm s ch trờn cỏc dng c o d) cụng sut tiờu th ca on mch (coi dõy ni v dng c o khụng lm nh hng n mch in) Bi 2. Cho mch in nh hỡnh 2. U AB = U = 170V U MN = U C = 70V; U MB = U 1 = 170V; U AN = U R = 70V. a) Chng t cun dõy cú in tr thun r b) Tớnh R, C, L v r. Bit )(100cos2 Ati = Bi 3. Cho mch in nh hỡnh 3. Bit U AB = U = 200V U AN = U 1 = 70V; U NB = U 2 = 150V. 1. Xỏc nh h s cụng sut ca mch AB, ca on mch NB 2. Tớnh R, r, Z L . a) bit cụng sut tiờu th ca R l P 1 = 70W b) bit cụng sut tiờu th ca cun dõy l P 0 = 90w. Bài 1: Đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh gồm một điện trở hoạt động R 1 = 24 , một cuộn dây có điện trở hoạt động 2 16R = và có độ tự cảm L 2 4 10 ; 25 46 H C F = . Điện áp ở hai đầu đoạn mạch : 150 100 ( )u cos t V = . Tìm: a) Cảm kháng , dung kháng, tổng trở của cuộn dây và tổng trở của đoạn mạch. b) Biểu thức của cờng độ dòng điện chạy qua đoạn mạch; điện áp ở hai đầu cuộn dây. Bài 2: Cho mạch điện xoay chiều nh hình vẽ. Tần số f = 50Hz; 3 10 18 ; 4 R C F = = ; cuộn dây có điện trở thuần 2 2 9 ; 5 R L H = = . Các máy đo có ảnh hởng không đáng kể đối với dòng điện qua mạch. Vôn kế V 2 chỉ 82V. Hãy tìm số chỉ của cờng độ dòng điện, vôn kế V 1 , vôn kế V 3 và vôn kế V. Bài 3: Cho mạch điện xoay chiều nh hình vẽ. Điện áp ở hai đầu đoạn mạch 25 2 100 ( ) AB u cos V = . V 1 chỉ U 1 = 12V; V 2 chỉ U 2 = 17V, Ampekế chỉ I = 0,5A. Tìm điện trở R 1 , R 2 và L của cuộn dây. A B A R r,L C N M V 1 V 2 V 3 V N Hỡnh 1 A R r,L C B N M Hỡnh 2 A R r,L B N A B L C R F V V 1 V 2 V 3 V R 2 R 1 R 2 ,L A V 2 V 1 Bài 4: Đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh gồm một cuộn dây có điện trở hoạt động 30R = và có độ tự cảm 2 5 L H = , một tụ điện có điện dung 3 10 C F = . Điện áp hai đầu cuộn dây là 200 100 ( ) cd u cos t V = . Tìm biểu thức của: a) Cờng độ dòng điện qua mạch. b) Điện áp giữa hai đầu tụ điện và ở hai đầu đoạn mach. Bài 5: Một cuộn dây khi mắc vào nguồn điện không đổi U 1 = 100V thì cờng độ dòng điện qua cuộn dây là I 1 = 2,5 A, khi mắc vào nguồn điện xoay chiều U 2 = 100V, f = 50Hz thì cờng độ dòng điện qua cuộn dây là I 2 = 2 A. Tính điện trở thuần của cuộng dây và hệ số tự cảm L. Đ/S: 40 ; 0.096R L H= = DNG 4. TèM IN TR THUN R, T CM L, IN DUNG C Phng phỏp chung: Gi thit cho S dng cụng thc Chỳ ý Cng hiu dng v in ỏp hiu dung. p dng nh lut ụm: AM AM C C L L Z U Z U Z U Z UU I ===== R R Cho n d kin tỡm c (n-1) n s lch pha R ZZ tg CL = ( cho on mch no thỡ ỏp dng cho on mch ú) hoc Z R = cos kt hp vi cụng thc nh lut ụm Thng tớnh cos R Z = Cụng sut P hoc nhit lng Q cos 2 UIRIP == hoc tRIQ 2 = vi nh lut ụm Thng s dng tớnh I: R P I = ri mi ỏp dng nh lut ụm tớnh Z ý thờm: 1. Cụng sut P ca dũng in xoay chiu: + P = UIcos = RI 2 = U R I ch cú R tiờu th in nng 2. H s cong sut: cos = Z R U UI P == U R 3. Nhit lng to ra trờn mch ( chớnh l trờn R): Q = RI 2 t ( õy t phi cú n v: s Q cú n v: J) BI TP P DNG Bi 1. Mt mch in gm in tr thun R v mt t in C mc ni tip. Khi t vo hai u on mch mt in ỏp xoay chiu cú tn s f = 50Hz thỡ thy: cng dũng in chy qua mch l 0,5A, in ỏp cc i hai u in tr l V275 v in ỏp hai u t in l 100V. a) Tớnh R v in dung C ca t in b) in ỏp hiu dng hai u on mch Bài 2. Một mạch điện xoay chiều gồm cuộn giây có điện trở thuần R 0 mắc nối tiếp với tụ điện C. Biết điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây là 20V, hai đầu tụ điện là 28V và hai đầu mạch điện là V212 . Dòng điện chạy trong mạch có biểu thức )(100cos22 Ati π = a) tính R 0 , L, C b) viết biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch DẠNG 5. HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG ĐIỆN Phương pháp chung: 1. Cộng hưởng điện thì: + Cường độ dòng điện trong mạch cực đại: I max = RR R min U U Z U == + điều kiện: Z L = Z C UUUULC CL =→=→=→ R 2 1 ω + điện áp và cường độ dòng điện cùng pha ( tức φ = 0 ) + Hệ số công suất cực đại: cosφ = 1. 2. Ứng dụng: tìm L, C, tìm f khi: + số chỉ ampe kế cực đại, hay cường độ dòng điện hiệu dụng đạt giá trị lớn nhất + cường độ dòng điện và điện áp cùng pha + hệ số công suất cực đại, công suất cực đại + để mạch có cộng hưởng, . CÁC BÀI TẬP Bài 1. Cho mạch điện xoay chiều như hình 1. Biết R = 50Ω, L = 1/πH. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều )(100cos2220 Vtu π = . Biết điện dung của tụ điện có thể thay đổi được. a) Định C để điện áp cùng pha với cường độ dòng điện b) Viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch ứng với giá trị trên của C Bài 2. Cho mạch điện xoay chiều như hình 2. Biết R = 200Ω, L = 2/πH, C = 10 -4 /πF. Đặt vào hai đầu mạch điện một điện áp xoay chiều có biểu thức u = 100cos100πt(V). a) Tính số chỉ của Ampe kế b) Khi R, L, C không đổi để số chỉ của ampe kế lớn nhất? tính giá trị đó Bài 3. Mạch điện gồm điện trở R = 50Ω, cuộn thuần cảm có độ tự cảm L = 2/πH Và tụ điện C = 10 -4 /πF mắc nối tiếp. Điện áp xoay chiều hai đầu đoạn mạch có Giá trị hiệu dụng U = 120V, tần số f = 50Hz. a) tính cường độ hiệu dụng qua R b) Muốn cho hệ số công suất tiêu thụ của mạch cực đại thì cần thay tụ C bằng tụ C’ bằng bao nhiêu? Tính cường độ dòng điện và điện áp hiệu dụng ở hai đầu R, L , C’. Bài 4. Đặt vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp, gồm R = 10Ω, L = 5mH và C = 5.10 -4 F, một điện áp )(2cos2220 Vftu π = người ta thấy cường độ dòng điện hiệu dụng đạt giá trị cực đại. a) xác định tần số f của dòng điện. Lấy π 2 = 10. b) lập biểu thức của dòng điện qua mạch, của các điện áp hai đầu cuộn cảm và hai đầu tụ điện Bài 5. Mạch điện gồm điện trở thuần R = 50Ω một cuộn đây thuần cảm có L = 1/πH và một tụ điện C = 2.10 - 4 /πF mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp )(100cos2220 Vtu π = a) Tính cường độ hiệu dụng và công suất tiêu thụ của mạch b) Cần mắc thêm với tụ C một tụ điện C’ như thế nào để điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở bằng điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch ------------------------------------------------------------------------------ R L C Hình 1 R L C A Hình 2 . đầu điện trở, hai đầu cuộn cảm, hai đầu tụ điện. c) Viết biểu thức điện áp giữa hai đầu mạch điện Bài 3. (dạng mạch RL) Một đoạn mạch điện gồm có điện. của dòng điện Bài10: Cho mạch điện nh hình vẽ: R là một biến trở, L là cuộn dây thuần cảm, C là điện dung của tụ điện. R V vô cùng lớn. Hiệu điện thế giữa