Dòng điện xoay chiều dao động điện từ

DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU & DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ NOTE Điện xoay chiều chương học có lẽ khó chương trình vật lý 12 Chương khó nhiều cơng thức, dạng ln có câu hỏi phân loại học sinh mức VDC khó Khác với chương điện chương dao động điện từ dễ thở nhiều Do em nên học thật kỹ chương !!! Trong đề thi THPT QG 2021, Điện Xoay chiều & Dao động điện từ có: - câu nhận biết ( câu chương IV) - câu thông hiểu (1 câu chương IV) - câu Vận dụng - câu Vận dụng cao A DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I ĐẠI CƯƠNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM Từ thơng Từ thơng qua diện tích S tính cơng thức: = φ NBScos α (Wb) Trong đó: N: Số vịng dây B: Độ lớn cảm ứng từ (T) S: Diện tích (m ) α: Góc vecto pháp tuyến mặt phẳng khung dây vecto cảm ứng từ (rad) Hiện tượng cảm ứng điện từ Khi từ thông qua khung dây biến thiên khung xuất suất điện động gọi suất điện động cảm ứng dφ eC = − (V) dt Trong tốn học, ta tính eC đạo hàm φ theo thời gian Dòng điện xoay chiều Cho khung dây quay từ trường từ thơng qua khung dây biến thiên: = φ NBScos ( ωt + ϕ ) Trong đó: ω: tốc độ quay khung dây   ϕ: góc hợp n B thời điểm t = Trong khung dây xuất suất điện động cảm ứng: e = −φ '(t) = ω NBSsin ( ωt + ϕ ) Suất điện động biến đổi theo thời gian theo định luật dạng sin gọi suất điện động xoay chiều HDedu - Page Đặt suất điện động xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch mạch có dịng điện xoay chiều hai đầu mạch có điện áp xoay chiều = u U cos ( ωt + ϕu ) = i I0 cos ( ωt + ϕi ) Trong đó: u, i: Giá trị tức thời U , I0 : Biên độ ω: Tần số góc ϕu , ϕi: : Pha ban đầu Độ lệch pha u so với i: ϕ = ϕu − ϕi - Nếu ϕ > u sớm pha so với i - Nếu ϕ = u pha với i - Nếu ϕ < u trễ pha so với i 2π (s) ω ω Tần số dòng điện xoay chiều: f= = (Hz) T 2π I Cường độ dòng điện hiệu dụng: I= U Điện áp hiệu dụng: U= Chú ý: Trong đời sống, thiết bị điện thường ghi giá trị hiệu dụng Mạng điện dân dụng nước ta có giá trị hiệu dụng U = 200V, tần số f = 50 Hz II MẠCH ĐIỆN CHỈ CÓ MỘT PHẦN TỬ LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM Biểu diễn vecto quay Tương tự dao động điều hòa, dao động điện biểu diễn vectơ quay:  i↔I  u↔U  Ta thường biểu diễn I nằm ngang làm chuẩn biểu diễn sư lệch pha u, i giản đồ Đoạn mạch xoay chiều có điện trở Điện trở R cho dịng điện xoay chiều qua cản trở theo định luật Ôm u U cos ( ωt ) i = = = I0 cos ( ωt ) R R Vậy đoạn mạch có điện trở u i pha có Chu kì dịng điện xoay chiều: T= I0 = U0 R HDedu - Page Trong tập ta thường sử dụng biểu thức giá trị hiệu dụng: I = U R Đoạn mạch xoay chiều có tụ điện Ở lớp 11 ta biết tụ điện khơng cho dịng điện chiều chạy qua Tụ điện cho dịng điện xoay chiều qua cản trở Đặc trưng dung kháng: ZC = Trong đó: ZC: dung kháng (Ω) ω: tần số góc (rad/s) ωC C: điện dung (F) Khi cường độ dịng điện hiệu dụng tính biểu thức: I = U ZC π Vì u i vng pha với nên ta có hệ thức độc lập với thời gian: Tụ điện làm cho u trễ pha i góc 2  i   u    +  =  I0   U  Đoạn mạch xoay chiều có cuộn cảm Ở lớp 11 ta biết cuộn cảm khơng cản trở dịng điện chiều Cuộn cảm cho dòng điện xoay chiều qua cản trở Đặc trưng cảm kháng: ZL = ωL Trong đó: ZL: Cảm kháng (Ω) ω: Tần số góc (rad/s) L: Độ tự cảm (H) Khi cường độ dịng điện hiệu dụng tính biểu thức: Cuộn cảm làm cho u sớm pha i góc I= U ZL π 2  i   u  Vì u i vng pha với nên ta có hệ thức độc lập với thời gian:   +   =  I0   U  Chú ý: Nếu cuộn cảm cỏ điện trở r (cuộn không cảm) ta coi cuộn cảm mắc nối tiếp với điện trở r So sánh đoạn mạch chứa phần tử Phần tử So sánh Cản trở dòng điện Cường độ dòng điện hiệu dụng R L C Điện trở R(Ω) Cảm kháng ZL = ωL(Ω) Dung kháng = ZC (Ω) ωC I= U R I= U ZL I= U ZC HDedu - Page Quan hệ u với i pha u pha với i Biểu thức liên hệ u với i u i= R u sớm pha i góc π 2 u trễ pha i góc 2 π 2  i   u   i   u  1   +  =   +  =  I0   U   I0   U  III MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM Các giá trị tức thời Xét đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều u U cos (ω t + ϕ ) = Ta thấy điện áp hai đầu điện trở, cuộn cảm tụ điện biến thiên điều hòa Tại thời điểm giá trị tức thời điện áp hai đầu điện trở, cuộn cảm tụ điện u R , uL , uC Ta có: u = uR + uL + uC Giản đồ vectơ ( giản đồ Fre-nen) Để tìm mối liên hệ u i mạch RLC nối tiếp ta sử dụng giản đồ:  Chọn vectơ I nằm ngang làm chuẩn Biểu diễn u R pha với i Biểu diễn u L sớm pha i Biểu diễn uC trễ pha i ( Xét trường hợp UL > UC) Nhận xét: u L uC vuông pha với u R , u L ngược pha với uC     Với đoạn mạch RLC mắc nối tiếp ta có: U = U R + U L + U C   Ta tổng hợp U L + U C trước hai vectơ phương, ngược   chiều nhau: U L + U C = U L − U C Xét tam giác vng OAB ta có: U = U R + (U L − U C ) Nhận xét: Từ biểu thức tính U ta thấy mạch RLC nối tiếp U R ≤ U Mà ta có: = U R I= R;U C I Z= I Z L ⇒ I = C ;U L U R + ( Z L − ZC ) U Z Ta gọi Z tổng trở đoạn mạch Z − ZC Trong tam giác OAB ta tính độ lệch pha u i: tan ϕ = L R Đặt Z= R + ( Z L − ZC ) ⇒ = I Z L > Z C ta gọi mạch có tính cảm kháng Khi u sớm pha i (ϕ < ) Z L < Z C ta gọi mạch có tính dung kháng Khi u trễ pha i (ϕ > ) HDedu - Page Hiện tượng cộng hưởng điện Khi ta thay đổi cho Z L = Z C ta thấy: • Tổng trở mạch đạt giá trị cực tiểu: Z = R • Cường độ dịng điện hiệu dụng đạt giá trị cực đại: I max = • Các điện áp tức thời: U R uL = −uC • u pha với i Hiện tượng gọi tưởng cộng hưởng Khi đó: ω= LC IV CƠNG SUẤT CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM Cơng suất dịng điện chạy qua đoạn mạch Ở lớp 11 ta biết công suất dòng điện chạy qua đoạn mạch đại lượng đặc trưng cho tốc độ thực cơng dịng điện tính bởi: A P= = UI t Đó cơng suất tiêu thụ điện đoạn mạch Cơng suất tỏa nhiệt điện trở R: R U= = PR I= R I U R2 R Cơng suất tức thời dịng điện xoay chiều Trong đoạn mạch xoay chiều, công suất tiêu thụ đoạn mạch thời điểm có giá trị khác u i liên tục thay đổi Công suất thời điểm xác định gọi công suất tức thời p = u.i Do công suất tức thời thay đổi nên để đặc trưng cho cơng suất tiêu thụ dịng điện xoay chiều ta lấy trung bình giá trị cơng suất tức thời gọi cơng suất trung bình hay cơng suất dòng điện xoay chiều W VA rad P = UI cos ϕ Từ giản đồ vectơ mạch RLC, ta có: UR R cos= ϕ = U Z Đại lượng cos ϕ gọi hệ số công suất đoạn mạch xoay chiều Trong đoạn mạch RLC cuộn cảm tụ điện không tiêu thụ công suất mà có điện trở nên cơng suất mạch RLC cơng suất tỏa nhiệt điện trở = P I= R U R2 R Từ ta thấy đoạn mạch xảy cộng hưởng cơng suất hệ số cơng suất cực đại HDedu - Page V THAY ĐỔI CÁC THAM SỐ TRONG BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM Dạng 1: Mạch có L biến thiên Phương pháp giải Vận dụng công thức tốn cụ thể Trường hợp Cơng thức giải nhanh Khi mạch xảy cộng hưởng Z L = Z C U R max = U   Pmax = UI Z = R  Thay đổi L để I max , Pmax , Z , cos ϕ = , u i pha ZL = Thay đổi L để U L cực đại U R + Z C2 R + Z C2 Khi U L max = ZC R Khi U RC vuông pha với u U L2 = U R2 + U C2 + U Khi thay đổi L có hai giá trị L cho giá trị P, I, U R để Pmax , I max , U R max L= Khi thay đổi L có hai giá trị L mà U L không đổi Để U L max L1 + L2 Ta có: Z C = L= Để U RL không phụ thuộc vào R Z L1 + Z L 2 L1.L2 L1 + L2 ZC = 2Z L Thay đổi L để U RL cực đại Z L2 − Z L Z C − R = Dạng 2: Mạch có C biến thiên Phương pháp giải Vận dụng cơng thức tốn cụ thể Trường hợp Cơng thức giải nhanh Khi mạch xảy cộng hưởng Z C = Z L U R max = U   Pmax = UI Z = R  Thay đổi C để I max , Pmax , Z , cos ϕ = , u I pha ZC = Thay đổi C để U C cực đại U R + Z L2 R + Z L2 Khi U C max = ZL R Khi U RL vng pha với u U C2 = U R2 + U L2 + U HDedu - Page Khi thay đổi C có hai giá trị C cho giá trị P, I, U R để Pmax , I max , U R max C= 2C1.C2 C1 + C2 Khi thay đổi C có hai giá trị C mà U C khơng đổi Để U C max Ta có: Z L = C= Để U RC không phụ thuộc vào R Z C1 + Z C 2 C1 + C2 Z L = 2ZC Thay đổi C để U RC cực đại Z C2 − Z L Z C − R = Dạng 3: Mạch có f biến thiên Phương pháp giải Vận dụng cơng thức tốn cụ thể Trường hợp Có hai giá trị tần số f1 f mà I, P, U R có giá trị Thay đổi tần số góc để U R , U L , U C cực đại ωR , ωL , ωC Công thức giải nhanh Mạch xảy cộng hưởng f = f1 f ωR2 = LC ωL2 = 2 LC − R 2C 2 ω = C LC − R 2C R2 = − L2C LC L2 ω ω = ωR2 Nhận xét  C L ωC < ωR < ωL U= U= C max L max 2UL R LC − R 2C Để U L cực đại Có hai giá trị f1 f cho giá trị U L Có hai giá trị f1 f cho giá trị U C = f2 1 + 2 f1 f2 Để U C cực đại = f2 ( f1 + f 22 ) VI CÁC LOẠI MÁY ĐIỆN LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM Máy phát điện xoay chiều Ta biết dòng điện xoay chiều tạo nhờ tượng cảm ứng điện từ Dựa vào ngun lí người ta chế tạo máy phát điện theo cách: Cách 1: Từ trường cố định, vòng dây quay từ trường Cách 2: Từ trường quay, vòng dây đặt cố định HDedu - Page a) Máy phát điện xoay chiều pha Cấu tạo: gồm phần • Phần cảm: tạo từ trường (Nam châm vĩnh cửu nam châm điện) • Phần ứng: tạo dòng điện (Các cuộn dây) Một hai phần đặt cố định (gọi stato) phần lại quay quanh trục (gọi rôto) Nếu máy phát có p cặp cực (2p cực bao gồm p cực Bắc p cực Nam), rôto quay với tốc độ n vịng/giây tần số suất điện động máy Ví dụ: Máy có cặp cực, quay với tốc độ góc 50 vịng/giây tần số suất điện tạo động máy tạo f = n p p 4.50 = f n= = 200 Hz b) Máy phát điện xoay chiều ba pha Cấu tạo: • Phần cảm: cuộn dây đặt lệch 120° vịng trịn • Phần ứng: nam châm điện quay Sản phẩm: máy phát điện xoay chiều ba pha tạo ba suất điện động xoay chiều biên độ, 2π tần số lệch pha e1 = E0 cos (ωt ) 2π  2π    = e2 E0 cos  ωt −=   ; e3 E0 cos  ωt +     Động khơng đồng ba pha Ngun lí hoạt động Cho nam châm quay từ trường nam châm tạo quay theo Đặt khung dây từ trường, tượng cảm ứng điện từ nên từ trường quay khung dây quay theo chiều với tốc độ góc nhỏ tốc độ quay từ trường (không đồng bộ) Cấu tạo • Stato: cuộn dây đặt lệch 120° vịng trịn • Rơto: hình trụ tạo nhiều thép mỏng, ghép cách điện với Trong rãnh xẻ mặt ngồi rơto có đặt kim loại Hai đầu nối vào vành kim loại tạo thành lồng HDedu - Page Máy biến áp Nguyên lí hoạt động: máy biến áp hoạt động dựa tượng cảm ứng điện từ Ví dụ: Máy biến áp cuộn sơ cấp có 1000 vịng, Cấu tạo: • Lõi sắt: gồm thép ghép cách điện với • Hai cuộn dây quấn lõi thép với số vòng khác Cuộn nối với nguồn vào gọi cuộn sơ cấp Cuộn lấy điện áp gọi cuộn thứ cấp Công dụng: làm biến đổi điện áp xoay chiều mà không làm thay đổi tần số Nếu cuộn sơ cấp có N1 vịng cuộn thứ cấp có N vịng ta có: U N I1 = = U1 N1 I cuộn thứ cấp có 2000 vịng, điện áp cường độ dòng điện cuộn sơ cấp 110V 2A Khi cuộn thứ cấp: U = 220V U N I1 U 2000 = = ⇒ = = ⇒ U1 N1 I 110 1000 I  I = 1A Vì N > N1 nên máy gọi máy tăng áp Nếu N > N1 suy U > U1 , ta gọi máy biến áp máy tăng áp Nếu N < N1 suy U < U1 , ta gọi máy biến áp máy hạ áp Truyền tải điện Trong trình truyền tải điện từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ, đường dây có điện trở R nên bị hao phí tỏa nhiệt Công suất truyền  P  P2 R ∆P= I R=  R =  U cos ϕ  U cos ϕ  Điện áp nơi truyền Hệ số công suất nơi truyền Hiệu suất truyền tải: H= Pcó ích Ptồn phần = P − ∆P P Từ ta thấy sử dụng máy biến áp để tăng điện áp lên truyền tải để giảm hao phí làm tăng hiệu suất Trong trình truyền tải, điện áp bị giảm đi, độ giảm đường dây tính cơng thức ∆U = U − U ′ = I R Điện áp nơi truyền Điện áp nơi nhận HDedu - Page B MẠCH DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ I MẠCH DAO ĐỘNG LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM Định nghĩa Một cuộn cảm có độ tự cảm L mắc với tụ điện có điện dung C thành mạch điện kín gọi mạch dao động (cịn gọi mạch LC) Nếu mạch có điện trở nhỏ, coi mạch gọi mạch dao động lí tưởng Với ω = (Rad/s) gọi tần số góc mạch dao động LC Suy chu kì: T = Tần số: f= 2π = 2π LC (s) ω 1 (Hz) = T 2π LC Chú ý: Trong tập, ta thường làm việc với bội số đơn vị Vì em cần ghi nhớ cách đổi đơn vị đơn vị Bên bảng giúp em tiện lợi việc đổi đơn vị thường gặp Tên gọi Kí hiệu Bội số Giga G 109 Mêga M 106 Kilơ k 103 Mili m 10-3 Micrơ µ 10-6 Nanơ n 10-9 Picơ p 10-12 II SĨNG ĐIỆN TỪ LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM Điện từ trường Mỗi biến thiên theo thời gian từ trường sinh khơng gian xung quanh điện trường xốy biến thiên theo thời gian, ngược lại, biến thiên theo thời gian điện trường sinh từ trường biến thiên theo thời gian khoảng không gian xung quanh Điện trường từ trường biến thiên trường thống gọi điện từ trường Sóng điện từ Điện trường biến thiên sinh từ trường, từ trường biến thiên lại sinh điện trường Cứ chúng lan truyền không gian Quá trình lan truyền điện từ trường khơng gian gọi sóng điện từ HDedu - Page 10 Ta xét sóng điện từ tuần hồn có tần số f, chu kì T, bước sóng λ Đặc điểm sóng điện từ:   - Là sóng ngang: E, B dao động theo phương vng góc với phương   truyền sóng ( E, B biến thiên tuần hồn, pha) - Sóng điện từ truyền chân không với tốc độ tốc độ ánh sáng (3.108 m/s) Bước sóng sóng điện từ chân không: λ= cT= c f Sử dụng mạch dao động LC, ta tạo sóng điện từ lan truyền không gian với tần số dao động điện từ mạch    Ba vectơ E, B, v điểm tạo với thành tam diện thuận Tính chất sóng điện từ: - Trong q trình lan truyền mang theo lượng Tần số lớn khả truyền xa - Tuân theo quy luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ - Tuân theo quy luật giao thoa, nhiễu xạ Nguyên tắc phát thu sóng điện từ - Để phát sóng điện từ xa, người ta mắc phối hợp anten với máy phát dao động điều hòa (gồm mạch dao động LC, tranzito nguồn điện chiều để bổ sung lượng cho mạch dao động LC) Anten phát sóng điện từ với tần số f - Để thu sóng điện từ, người ta mắc kết hợp anten với mạch dao động LC có tụ điện có điện dung thay đổi Điều chỉnh C để mạch xảy tượng cộng hưởng với tần số cần thu, tín hiệu nhận rõ nét nhất, gọi chọn sóng c - Bước sóng sóng điện từ mà mạch phát ra, hay thu là: λ = cT = = 2πc LC f Ứng dụng sóng điện từ truyền thơng Các sóng điện từ có bước sóng khác có đặc điểm ứng dụng công nghệ truyền thông Tên sóng Bước sóng Đặc điểm Ứng dụng Sóng dài >1000m Sóng trung Từ 1000m đến 100m Sóng ngắn Từ 100m đến 10m Bị tầng điện li khí phản xạ nên vịng quanh Trái Đất sau nhiều lần phản xạ tầng điện li mặt đất Truyền thanh, truyền hình mặt đất Sóng cực ngắn Từ 10m đến 0,01m Xuyên thẳng qua tầng điện li Truyền thông qua vệ tinh Nguyên tắc truyền thơng sóng điện từ Để truyền thơng tin âm thanh, hình ảnh, đến nơi xa, người ta áp dụng quy trình chung là: + Biến âm thanh, hình ảnh, muốn truyền thành dao động điện, gọi tín hiệu âm tần + Dùng sóng điện từ có tần số cao (cao tần), gọi sóng mang để truyền tín hiệu âm tần xa qua anten phát HDedu - Page 11 + Dùng máy thu với anten thu để chọn thu lấy sóng điện từ cao tần + Tách tín hiệu khỏi sóng cao tần, dùng loa để nghe âm truyền tới (hoặc dùng hình để xem hình) Sơ đồ khối hệ thống phát thu dùng sóng điện từ * Hệ thống phát gồm: - Dao động cao tần: Tạo sóng mang - Micro: Biến âm ta nói thành dao động điện âm tần - Mạch biến điệu: trộn dao động âm tần dao động cao tần, thành sóng cao tần biến điệu - Khuếch đại cao tần: khuếch đại dao động cao tần biến điệu để đưa anten phát - Anten phát: phát xạ sóng cao tần biến điệu xa * Hệ thống thu gồm: - Anten thu: thu sóng cao tần biến điệu - Chọn sóng: chọn lọc sóng muốn thu nhờ mạch LC có điện dung biến thiên, thay đổi C để xảy tuợng cộng hưởng, thu sóng muốn thu - Tách sóng: lấy dao động âm tần từ dao động cao tần biến điệu thu - Khuếch đại âm tần: làm cho dao động âm tần tách mạnh lên, đưa loa HDedu - Page 12 PHIẾU TỔNG ÔN CHƯƠNG - Câu 1: Nguyên tắc tạo dòng điện xoay chiều dựa A tượng tự cảm B tượng cảm ứng điện từ C từ trường quay D tượng quang điện Câu 2: Mắc vôn kế đo hiệu điện xoay chiều vào hai đầu điện trở có dịng điện xoay chiều chạy qua Số vôn kế cho biết A hiệu điện hiệu dụng hai đầu điện trở B hiệu điện cực đại hai đầu điện trở C cường độ dòng điện hiệu dụng chạy qua điện trở D cường độ dòng điện cực đại chạy qua điện trở Câu 3: Hiện nay, hệ thống điện lưới quốc gia Việt Nam thường dùng dịng điện xoay chiều có tần số là: A 50 Hz B 100 Hz C 120 Hz D 60 Hz Câu 4: Phát biểu sau với mạch điện xoay chiều chứa cuộn cảm A Dòng điện sớm pha hiệu điện góc π/2 B Dịng điện sớm pha hiệu điện góc π/4 C Dịng điện trễ pha hiệu điện góc π/2 D Dịng điện trễ pha hiệu điện góc π/4 Câu 5: Đặt điện áp xoay chiều u = U0cosωt vào hai đầu đoạn mạch có điện trở Gọi U điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch i, I0 I giá trị tức thời, giá trị cực đại giá trị hiệu dụng cường độ dòng điện đoạn mạch Hệ thức sau sai ? A U I − = U I0 B U I + =2 U I0 C u i − = U I D u2 i2 + = U2 I2 Câu 6: 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 7: Cho mạch điện xoay chiều R, L, C Khi nối R, C vào nguồn điện thấy i sớm pha π/4 so với điện áp mạch Khi mắc R, L, C nối tiếp vào mạch thấy i chậm pha π/4 so với điện áp hai đầu đoạn mạch Xác định liên hệ ZL theo ZC A ZL = 2ZC B ZC = 2ZL C ZL = ZC D xác định mối liên hệ Câu 8: Mạch dao động gồm cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C Tần số góc riêng mạch xác định 1 A ω = B ω = C ω = LC D ω = LC LC LC Câu 9: Hiện người ta thường dùng cách sau để làm giảm hao phí điện trình truyền tải xa ? A Tăng tiết diện dây dẫn dùng để truyền tải B Xây dựng nhà máy điện gần nơi nơi tiêu thụ C Dùng dây dẫn vật liệu siêu dẫn D Tăng điện áp trước truyền tải điện xa Câu 10: Trong máy biến áp lý tưởng, Gọi N1, N2 số vòng cuộn sơ cấp thứ cấp Gọi U1, U2 hiệu điện đầu cuộn sơ cấp thứ cấp Hệ thức ? A U1 N = U N1 B U1 N1 = U N2 C U1 = U2 N1 N2 D U1 = U2 N2 N1 HDedu - Page 13 Câu 11: Điện áp xoay chiều có phương trình u = 220cos100πt(V) Hỏi giá trị hiệu dụng điện áp 220 A 100V B 50V C V D 100 V Câu 12: Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm L = điện có điện dung C = A 10-6s nF Chu kì dao động mạch π B 2.10-6s C 4.10-6s mH tụ π D 6.10-6s Câu 13: Một tụ điện có điện dung C = 31,8 µF Điện áp hiệu dụng hai đầu tụ có dịng điện xoay chiều có tần số 50 Hz cường độ dịng điện cực đại 2 A chạy qua A 20 V B 200 V C 200 V D 20 V Câu 14: Một dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở R = 10 Ω Biết nhiệt lượng toả 30 phút 9.105 (J) Biên độ cường độ dòng điện A A B 20 A C A D 10 A Câu 15: Điện áp xoay chiều u = 120 cos ( 200π t ) (V) hai đầu cuộn dây cảm có độ tự cảm L = 1/2 π (H) Biểu thức cường độ dòng điện qua cuộn dây cảm π π   A i 2, 4.cos  200πt −  (A) B i 1, 2.cos  200πt −  (A) = = 2 2   π  C i 4,8.cos  200πt +  (A) = 3  π  D i 1, 2.cos  200πt +  (A) = 2  = Câu 16: Biểu thức cường độ dòng điện đoạn mạch xoay chiều i cos (100πt ) (A) Tần số dòng điện ? A 100 Hz B 50Hz C 100πHz D 50πHz Câu 17: Mạch xoay chiều RLC nối tiếp Trường hợp sau có cộng hưởng điện: A Thay đổi L để ULmax B Thay đổi C để URmax C Thay đổi f để UCmax D Thay đổi R để UCmax Câu 18: Một dòng điện xoay chiều có biểu thức i = 5cos (100π t ) (A) chạy qua điện trở 10 Ω Công suất toả nhiệt điện trở A 125 W B 160 W C 250 W D 500 W Câu 19: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Biết R = 10 Ω, cuộn 10−3 (H), tụ điện có C = (F) điện áp hai đầu cuộn cảm 2π 10π π = u L 20 cos(100πt + ) (V) Biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch π π A u 40 cos(100πt + ) (V) B u 40 cos(100πt − ) (V) = = 4 cảm có L = HDedu - Page 14 π C u 40 cos(100πt + ) (V) = π D u 40 cos(100πt − ) (V) = Câu 20: Cuộn thứ cấp máy biến có 110 vòng dây Khi đặt vào hai đầu cuộn dây sơ cấp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220 V điện áp đo hai đầu thứ cấp để hở 20 V Mọi hao phí máy biến bỏ qua Số vòng dây cuộn sơ cấp A 1210 vòng B 2200 vòng C 530 vòng D 3200 vòng Câu 21: Để truyền công suất điện P = 40 kW xa từ nơi có điện áp U1 = 2000 V, người ta dùng dây dẫn đồng, biết điện áp nơi cuối đường dây U2 = 1800 V Điện trở dây A Ω B 50 Ω C 40 Ω D 10 Ω Câu 22: Trong mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp Cho L, C không đổi Thay đổi R R = R0 Pmax Khi A R0 = ZL – ZC B R0 = ZC – ZL C R0 = (ZL – ZC)2 D R0 = Z L − Z C Câu 23: Một máy phát xoay chiều có cặp cực quay với tốc độ 1200 vịng/phút Một máy phát khác có cặp cực cần quay với tốc độ để hai máy phát tần số nhau? A 360 vòng/phút B 720 vòng/phút C 300 vòng/phút D 750 vòng/phút Câu 24: Một bóng đèn ne-on mắc vào nguồn xoay chiều có= điện áp u 200 cos (100πt ) (V) Đèn bật sáng điện áp đặt vào đèn có độ lớn khơng nhỏ giá trị 100 V Trong giây đèn bật sáng lần ? A 100 lần B 50 lần C 200 lần D 10 lần Câu 25: Một mạch dao động gồm cuộn cảm có độ tự cảm xác định tụ điện tụ xoay, có điện dung thay đổi theo quy luật hàm số bậc góc xoay α linh động Khi α = 0°, tần số dao động riêng mạch MHz Khi α =120°, tần số dao động riêng mạch MHz Để mạch có tần số dao động riêng 1,5 MHz α A 300 B 450 C 600 D 900 Câu 26: Dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây cảm có độ tự cảm L = (H) có biểu π π  thức i 2 cos 100πt −  (A) Biểu thức điện áp xoay chiều hai đầu đoạn mạch là: = 6  π π   A u 200 cos 100πt −  (V) B u 200 cos 100πt +  (V) = = 2 3   π  C u 200 cos 100πt +  (V) = 6  π  D u 200 cos 100πt −  (V) = 6  Câu 27: Mạch dao động lối vào máy thu gồm cuộn cảm có độ tự cảm 0,3 µH tụ điện có điện dung thay đổi Biết rằng, muốn thu sóng điện từ tần số riêng mạch dao động phải tần số sóng điện từ cần thu (để có cộng hưởng) Để thu sóng hệ phát VOV giao thơng có tần số 91 MHz phải điều chỉnh điện dung tụ điện tới tới giá trị: A 11,2 pF B 10,2 nF C 10,2 pF D 11,2 nF Câu 28: Một đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở mắc nối tiếp với tụ điện Điện áp đặt vào hai đầu mạch có giá trị hiệu dụng 150 V ta thấy cường độ dịng điện hiệu dụng mạch A Điện áp hiệu dụng hai tụ điện 90 V Công suất tiêu thụ đoạn mạch là: A 200 W B 150 W C 120 W D 240 W HDedu - Page 15 = Câu 29: Đặt điện áp: u 200 cos100πt ( V ) vào hai đầu đoạn mạch cường độ dòng điện π  mạch là: i 2sin 100πt +  ( A ) Công suất tiêu thụ mạch là: = 3  A 100 W B 100 W C 200 W D 200 W Câu 30: Đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở R= 50Ω , cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi 2.10−4 F mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều π = u 200 cos (100πt + π ) V Thay đổi L đến điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm cực đại Giá tụ điện có điện dung C = trị L điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm cực đại A L = B L = = H; U L max 100 2V π C L = D L = H; U L max 200V = π = H; U L max 200V π = H; U L max 100 2V π Câu 31: Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM có điện trở R1 = 20Ω mắc nối tiếp với tụ điện C, đoạn mạch MB có điện trở R2 mắc với cuộn dây cảm có độ tự cảm L Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng tần số khơng π đổi cường độ dịng điện tức thời sớm pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch Điện áp 12 π hai đầu đoạn mạch AM MB lệch pha giá trị hiệu dụng điện áp hai điểm A, M gấp lần giá trị hiệu dụng điện áp hai điểm M, B Giá trị R2 A 30 Ω B 20 Ω C 20 Ω D 20 Ω Câu 32: Đặt điện áp u = U0cosωt (U0, ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp Cho biết R = 100 Ω, cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Hình bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc công suất tiêu thụ điện đoạn mạch theo độ tự cảm L Dung kháng tụ điện A 100 Ω C 200 Ω B 100 Ω D 150 Ω Câu 33: Một mạch điện gồm điện trở R, cuộn cảm L tụ điện C mắc nối tiếp, điện dung tụ điện thay đổi Đặt vào mạch điện điện áp xoay chiều, điện áp hiệu dụng phần tử lần lượt= U R 60V, = U L 120V, = U C 40V Nếu thay đổi điện dung tụ C để điện áp hiệu dụng hai đầu C 60 V điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở R A 57,1 V B 67,1 V C 80 V D 40 V Câu 34: Điện truyền từ nơi phát đến xưởng sản xuất đường dây pha với hiệu suất truyền tải 80% Ban đầu xưởng sản xuất có 200 máy hoạt động, ảnh hưởng dịch COVID 19 nên xưởng ngừng hoạt động số máy Hiệu suất truyền tải lúc sau xấp xỉ 86% Coi hao phí điện tỏa nhiệt đường dây, công suất tiêu thụ điện máy hoạt động hệ số công suất trường hợp Nếu giữ nguyên điện áp nơi phát số máy ngừng hoạt động A 150 B 70 C 50 D 160 HDedu - Page 16 Câu 35: Đặt vào hai đầu cuộn dây sơ cấp máy biến lý tưởng điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở 100 V Nếu tăng thêm n vòng dây cuộn dây sơ cấp điện áp hiệu dụng hai đầu để hở cuộn thứ cấp U Nếu giảm n vịng dây cuộn dây sơ cấp điện áp hiệu dụng hai đầu để hở cuộn thứ cấp 2U Nếu tăng thêm 2n vịng dây cuộn sơ cấp điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở A 50 V B 60 V C 100 V D 120 V Câu 36: Đặt điện áp u 120 cos100πt ( V ) vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm biến trở R, tụ điện = 1 ( mF ) cuộn cảm L = ( H ) thay đổi giá trị biến trở ứng với hai giá trị π 4π biến trở R1 R mạch tiêu thụ công suất P độ lệch pha điện áp hai đầu đoạn C= mạch so với dòng điện mạch tương ứng ϕ1 , ϕ2 với ϕ1 = 2ϕ2 Giá trị công suất P ? A 120 W B 240 W C 60 W Câu 37: Cho đoạn mạch AB nối tiếp gồm biến trở R, cuộn dây có điện trở r có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB điện áp xoay chiều u = U cosωt (U ω không đổi) Cho R biến thiên, đồ thị biểu diễn công suất tiêu thụ R (đường 1) công suất tiêu thụ tồn mạch (đường 2) hình vẽ Giá trị Pm gần giá trị sau ? A 230 W B 22 W C 300 W D 245 W D 120 W P (W) Pm 160 (2) (1) O 70 R (Ω) 130 Câu 38: Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM có biến trở R, đoạn mạch MB gồm điện trở r mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L Đặt vào AB điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng tần số không đổi Điều chỉnh R đến giá trị 80 Ω cơng suất tiêu thụ biến trở đạt cực đại tổng trở đoạn mạch AB chia hết cho 40 Khi hệ số cơng suất đoạn mạch AB có giá trị là: A B C D HDedu - Page 17 Câu 39: Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần, cuộn cảm tụ điện mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi tần số góc ω thay đổi Điện áp hiệu dụng hai tụ điện điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm UC, UL phụ thuộc vào ω, chúng biểu diễn đồ thị hình vẽ, tương ứng với đường UC, UL Khi ω = ω1 UC đạt cực đại Um Giá trị Um gần giá trị sau : A 140 V B 130 V C 160 V D 147 V Câu 40: Mạch điện xoay chiều gồm ba phần tử R,L,C mắc nối tiếp R biến trở, mạch mắc vào mạng điện có điện áp hiệu dụng không đổi tần số thay đổi đuợc Lúc đầu: Giữ cố định f = f0 thay đổi biến trở R để khảo sát điện áp hiệu dụng URL UC thu đường (1),(2) có đồ thị hình Lúc sau: Giữ cố định R = a/2 (Ω), thay đổi tần số đến giá trị f = f1 điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt cực đại Gọi k = UR + UL + UC tổng điện áp hiệu dụng hai đầu phần tử R,L,C Hỏi k gần giá trị sau ? A 406 (V) B 407(V) C 465(V) U RL (V); U C (V) (1) 100 (2) a D 506(V) - HẾT HDedu - Page 18 R (Ω) ĐÁP ÁN 1B 11C 21D 31D 2A 12D 22D 32B 3A 13B 23B 33B 4C 14D 24A 34C 5D 15B 25B 35B 6D 16B 26B 36C 7A 17B 27C 37D 8A 18A 28D 38B 9D 19B 29B 39A 10B 20A 30C 40A HDedu - Page 19 ... tắc tạo dòng điện xoay chiều dựa A tượng tự cảm B tượng cảm ứng điện từ C từ trường quay D tượng quang điện Câu 2: Mắc vôn kế đo hiệu điện xoay chiều vào hai đầu điện trở có dịng điện xoay chiều. .. LOẠI MÁY ĐIỆN LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM Máy phát điện xoay chiều Ta biết dòng điện xoay chiều tạo nhờ tượng cảm ứng điện từ Dựa vào nguyên lí người ta chế tạo máy phát điện theo cách: Cách 1: Từ trường... thu sóng điện từ - Để phát sóng điện từ xa, người ta mắc phối hợp anten với máy phát dao động điều hòa (gồm mạch dao động LC, tranzito nguồn điện chiều để bổ sung lượng cho mạch dao động LC)