Phân tích bài toán: Trong ví dụ 3 này ta chưa biết cường độ dòng điện cũng như độ lệch pha của các hiệu điện thế so với cường độ dòng điện nên giải theo phương pháp đại số sẽ gặp nhiều k[r]
(1)Các ví dụ minh họa Bài tập 1: Cho mạch điện hình vẽ: UAB = 200cos100t(V) C ZC = 100 ; ZL = 200 A M N X B I = 2 ( A ) ; cos = 1; X là đoạn mạch gồm hai ba phần tử (R0, L0 (thuần), C0) mắc nối tiếp Hỏi X chứa linh kiện gì ? Xác định giá trị các linh kiện đó Giải Cách 1: Dùng phương pháp giản đồ véc tơ trượt Hướng dẫn B1: Vẽ giản đồ véc tơ cho đoạn mạch đã biết + Chọn trục cường độ dòng điện làm trục gốc, A là điểm gốc + Biểu diễn các hiệu điện uAB; uAM; uMN các véc tơ tương ứng Lời giải * Theo bài cos = uAB và i cùng pha UAM = UC = 200 (V) UMN = UL = 400 (V) UAB = 100 (V) Giản đồ véc tơ trượt N UR0 U C0 UMN i A UAB B UAM M Vì UAB cùng pha so với i nên trên NB (hộp X) phải chứa điện trở Ro và tụ điện Co B2: Căn vào kiện bài toán U NB xiên góc + URo = UAB IRo = 100 và trễ pha so với i nên X phải chứa Ro và Co B3: Dựa vào giản đồ URo và UCo từ đó tính Ro; Co Ro = 100 50() 2 + UCo = UL - UC I ZCo = 200 ZCo = Co = Cách 2: Dùng phương pháp đại số Biên soạn và giảng dạy: Lê Trọng Duy Lop12.net 200 100() 2 10 4 (F ) 100 .100 (2) Hướng dẫn Lời giải B1: Căn “Đầu vào” bài toán để đặt các giả thiết có thể xảy * Theo bài ZAB = 100 50() 2 Trong X có chứa Ro&Lo Ro và Co R cos 1 B2: Căn “Đầu ra” để loại bỏ các giả thiết không Z phù hợp vì ZL > ZC nên X phải chứa Co Vì trên AN có C và L nên NB (trong X) phải chứa B3: Ta thấy X chứa Ro và Co phù hợp với giả thiết R , mặt khác: R =Z Z (tổng) = Z (tổng) nên Z = o o L C L đặt ZC+ZCo Vậy X có chứa Ro và Co R Z AB 50() Z C Z L Z C 200 100 100() o Co = 10 4 (F ) Nhận xét: Trên đây là bài tập còn khá đơn giản hộp kín, bài này đã cho biết và I, chính vì mà giải theo phương pháp đại số có phần dễ dàng Đối với bài toán hộp kín chưa biết và I thì giải theo phương pháp đại số gặp khó khăn, giải theo phương pháp giản đồ véc tơ trượt thuận lợi nhiều Ví dụ sau đây là bài toán điển hình C Bài tập 2: Cho mạch điện hình vẽ A UAB = 120(V); ZC = 10 () R = 10(); uAN = 60 cos100 t ( v ) R M N X UAB = 60(v) a Viết biểu thức uAB(t) b Xác định X Biết X là đoạn mạch gồm hai ba phần tử (Ro, Lo (thuần), Co) mắc nối tiếp Giải: a Vẽ giản đồ véc tơ cho đoạn mạch đã biết A Phần còn lại chưa biết hộp kín chứa gì vì ta giả sử nó là véc tơ tiến theo chiều dòng điện cho: NB = 60V, AB = 120V, AN = 60 3V + Xét tham giác ANB, ta nhận thấy AB2 i A = AN2 + NB2, đó là tam giác vuông N tg = NB 60 AN 60 3 U U AB A N B UC U M UR N B N UR0 Ul0 D UAB sớm pha so với UAN góc Biểu thức uAB(t): uAB= 120 cos 100 t 6 6 (V) Biên soạn và giảng dạy: Lê Trọng Duy Lop12.net B (3) b Xác định X Từ giản đồ ta nhận thấy NB chéo lên mà X chứa phần tử nên X phải chứa Ro và Lo Do đó ta vẽ thêm U R vµ U L hình vẽ + Xét tam giác vuông AMN: tg UR R UC ZC + Xét tam giác vuông NDB U R U NB cos 60 O 30 (V) U L U NB sin 60 30(V) O Mặt khác: UR = UANsin = 60 30 ( v ) 30 3 (A) 10 UR 30 R 10() O I 3 Z U L 30 10 () L 10 0,1 (H) O L I 3 100 3 I O O O * Nhận xét: Đây là bài toán chưa biết trước pha và cường độ dòng điện nên giải theo phương pháp đại số gặp nhiều khó khăn (phải xét nhiều trường hợp, số lượng phương trình lớn giải phức tạp) Nhưng sử dụng giản đồ véc tơ trượt cho kết nhanh chóng, ngắn gọn, Tuy nhiên cái khó học sinh là chỗ khó nhận biết tính chất U AB U AN U NB Để có nhận biết tốt, học 2 sinh phải rèn luyện nhiều bài tập để có kĩ giải Bài tập Cho mạch điện hình vẽ: UAB = cost; uAN A = 180 cos 100 t (V ) ZC = 2 C R M N X B 90(); R = 90(); uAB = 60 cos100 t (V ) a Viết biểu thức uAB(t) b Xác định X Biết X là đoạn mạch gồm hai ba phần tử (RO, Lo (thuần), CO) mắc nối tiếp Phân tích bài toán: Trong ví dụ này ta chưa biết cường độ dòng điện độ lệch pha các hiệu điện so với cường độ dòng điện nên giải theo phương pháp đại số gặp nhiều khó khăn Ví dụ này khác ví dụ chỗ chưa biết trước UAB có nghĩa là tính chất đặc biệt ví dụ không sử dụng Tuy nhiên ta lại biết độ lệch pha uAN và uNB, có thể nói đây là mấu chốt để giải toán Biên soạn và giảng dạy: Lê Trọng Duy Lop12.net (4) Giải a Vẽ giản đồ véc tơ cho đoạn mạch đã biết AN Phần còn lại chưa biết hộp kín chứa gì, vì ta giả sử nó là véc tơ tiến theo chiều dòng điện cho uNB sớm pha i A + Xét tam giác vuông ANB * tg = so với uAN NB U NB 60 AN U AN 180 800 U = 0,1(rad) U AB A B N UC U uAB sớm pha so với uAN góc 0,1 * U AB U AN U NB = 1802 + 602 1900 UAb = 190(V) 2 M N B N U R0 UR Uc0 D = 190 cos 100 t 0,1 = 190 cos 100 t 0, 4 (V ) biểu thức uAB(t): uAB b Từ giản đồ ta nhận thấy NB chéo lên mà X chứa hai phần tử trên X phải chứa RO và LO Do đó ta vẽ thêm U R O vµ U L O hình vẽ + Xét tam giác vuông AMN: tg UC = UAN.cos = 180 UR R 90 1 U C Z C 90 = 450 U 90 90 I C (A) ZC 90 + Xét tam giác vuông NDB U R U NB cos 60 O 30 30 (V) R 30() 2 = 450 ULo = URo= 30 (V) ZLo = 30() LO 30 0,3 (H) 100 Nhận xét: Qua ba thí dụ trên ta đã hiểu phần nào phương pháp giải bài toán hộp kín giản đồ véc tơ trượt, nhận ưu phương pháp này Các bài tập tôi đề cập đến bài toán có chứa hộp kín, ta thấy rõ ưu vượt trội phương pháp này Bài tập Một mạch điện xoay chiều có sơ đồ hình vẽ Trong hộp X và Y có linh kiện điện trở, cuộn cảm, là tụ điện Ampe kế nhiệt (a) 1A; UAM = UMB = 10V A a X M Y B UAB = 10 3V Công suất tiêu thụ đoạn mạch AB là P = W Hãy xác định linh kiện X và Y và độ lớn các đại lượng đặc trưng cho các linh kiện đó Cho biết tần số dòng điện xoay chiều là f = 50Hz Biên soạn và giảng dạy: Lê Trọng Duy Lop12.net (5) * Phân tích bài toán: Trong bài toán này ta có thể biết góc lệch (Biết U, I, P ) đoạn mạch chứa hai hộp kín Do đó ta giải theo phương pháp đại số thì phải xét nhiều trường hợp, trường hợp phải giải với số lượng nhiều các phương trình, nói chung là việc giải gặp khó khăn Nhưng giải theo phương pháp giản đồ véc tơ trượt tránh khó khăn đó Bài toán B này lần lại sử dụng tính chất đặc biệt tam giác đó là: U = UMB; 3U AM tam giác AMB là cân có góc 300 UL Giải: U 0 30 cos 1.10 Y i X X U AM U MB so với i giản đồ véc tơ Vì: U AB 3U AM AMB là cân và UAB = 2UAMcos cos = cos = Y M UR K 45 U L 15 U A H UR P Hệ số công suất: cos UI * Trường hợp 1: uAB sớm pha AB UY UAB = 10 3V U AB 10 U AM 2.10 30 a uAB sớm pha uAM góc 300 UAM sớm pha so với i góc X = 450 - 300 = 150 X phải là cuộn cảm có tổng trở ZX gồm điện trở thuận RX và độ tự cảm LX Ta có: Z X U AM 10 10() I Xét tam giác AHM: + U R X U X cos 15 R X Z X cos 15 0 RX = 10.cos150 = 9,66() + U L X U X sin 15 Z L X Z X sin 15 10 sin 15 2,59() LX 0 2,59 8,24(mH ) 100 Xét tam giác vuông MKB: MBK = 150 (vì đối xứng) H UR + RY = Z L X (vì UAM = UMB) RY = 2,59() UL X Y là cuộn cảm có điện trở RY và độ tự cảm LY Y b uAB trễ pha uAM góc 300 Tương tự ta có: Biên soạn và giảng dạy: Lê Trọng Duy Lop12.net X 30 + Z L Y R X = 9,66() LY = 30,7m(H) A B Y UX UMB sớm pha so với i góc Y = 900 - 150 = 750 UR K UL Y M U 45 UA B i (6) + X là cuộn cảm có tổng trở ZX = U AM 10 10() I Cuộn cảm X có điện trở RX và độ tự cảm LX với RX = 2,59(); RY=9,66() * Trường hợp 2: uAB trễ pha so với i, đó uAM và uMB trễ pha i (góc 150 và 750) i A 450 M 300 Như hộp phải chứa tụ điện có tổng trở ZX, ZX gồm điện trở RX, RY và dung kháng CX, CY Trường M’ B hợp này không thể thoả mãn vì tụ điện không có điện trở Nhận xét: Đến bài toán này học sinh đã bắt đầu cảm thấy khó khăn vì nó đòi hỏi học sinh phải có óc phán đoán tốt, có kiến thức tổng hợp mạch điện xoay chiều khá sâu sắc Để khắc phục khó khăn, học sinh phải ôn tập lý thuyết thật kĩ và có kĩ tốt môn hình học Bài tập Cho mạch điện hình vẽ X là hộp đen chứa phần từ L1, R1,C1 nối tiếp UAN= 100cos100t (V) Lr#0 A UMB= 200cos (100t - /3) C M = 100(Rad/s) = N LC 1) Viết biểu thức Ux theo thời gian t 2) Cho I = 0,5 A Tính Px , tìm cấu tạo X Lời giải * ZL = L ; Zc= C ZL = ZC = LC 2LC = * UL UC * U AL U L U X * U MB U U X Với UMP= 2YAN= 100 * Lấy trục số , biểu diễn vec tơ * U AL ; U MB Xét OHK ; HK = 2U2= 2UC HK= (50 ) (100 ) 2.50.100 cos 50 * Định luật hệ số sin HK CK 50 100 sin sin sin UL = UC = 25 (V) H U AN / UX () UL = 900 vectơ U L () U L U AN Biên soạn và giảng dạy: Lê Trọng Duy Lop12.net U MB E UC B (7) U AN cùng pha với U X hợp với U AN góc X tgX = HE 25 OH 50 2 Ux = OH HE 25 50 2 25 14 (V) X 410 UX = Ux cos (100t - x) = 25 28 cos (100 - 4 ) (V) 150 2) Ta có GĐ sau: U AN U AN cùng pha với I AM chứa L, UAn I X chứa R1 Vế trái : X chứa phần tử R1, L1 C1 X chứa C1 U MB cho ZL = ZC1 Tóm lại X chứa R1, CL U AN = U L + U R1 U C1 U R1 Công suất tiêu thụ trên X PX = UxI cos X = 25 14 0,5 Độ lớn R1: R1= ZC1= ZL = UL UX UC U AN 50 25 14 0,5 = 50W Uò 25 14 U R1 U AN 50 = 100 I I 0,2 UL 25 = 50 I 0,5 Tóm lại: Mạch điện có dạng cụ thể sau A Lr#0 M R C 1 C N B Bài tập Cho mạch điện hình vẽ hiệu điện hai đầu AB là U = 100 cos (100t) Tụ điện C = 10 F Hộp kín X A C chứa Phần tử (R L) Dòng điện mạch sớm pha /3 so với hiệu điện A - B 1) Hỏi hợp X chứa điện trở hay cuộn cảm Tính giá trị nó 2) Viết biểu thức dòng điện tức thời mạch 3) Mắc thêm vào mạch điện AB điện trở thì thấy công suất tiêu thụ trên mạch đạt cực đại Hỏi phải mắc điện trở đó nào Tính điện trở đó Lời giải 1) Vị trí dao động mạch sớm pha /3 so với hiệu điện nên mạch có tính chất dung kháng Mạch chứa C và X (R L) Vậy X là điện trở R Biểu diễn trên giản đồ vectơ: U C ; U L ; U (trục góc e ) Theo giả thiết tan U 1 100 () U 3U R R = Uñ .Z C 2) Viết biểu thức dao động mạch i = I0cos (100t + ) Biên soạn và giảng dạy: Lê Trọng Duy Lop12.net B (8) Tổng trở mạch Z= 100 200 () 100 3 R Z 2C Cường độ dòng điện hiệu dung: I = 100 = 0,3 (4) I0= I 200 0,5 (A) pha i - pha U = 100t + - 100t = = /3 Vậy biểu thức cddđ là i = 0,5 cos (100t + /3) 3) Công thức tính công suất: P = UIcos AB = U y= (R * ) Z 2C R* R * (A) U R U R U Z Z Z y Z 2C R* Để Pmax umin Lại có R* Z 2C R * = Z2C = cost ymin R*= Z 2C R * R* = ZC= 100 () R<R* R = 100 () Vậy điện trở theo phải mắc nối tiếp R* = R + R' R' - R* = 100 Bài tập7 Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ chứa phần tử R1L1 mắc nối tiếp A 100 42,3 () A M B C0 Bỏ qua điện trở mape kế vào đầu nối Đặt vào đầu đoạn mạch hiệu điện xoay chiều có biểu thức U = 200 cos100t A (V) thì 0,8A và h số công suất dòng điện mạch là 0,6 Xác định các phần tử chứa đoạn mạch X và độ lớn chúng biết C0 = 10 3 (F) 2 Lời giải * Tính Zc0 : ZC0 = C 20(Ω) 10 3 100 2 Theo đầu bài : U = 200V I = 0,8A Lại có K = cos = ZAB = Z2AB = 2002 = Z2C0 + Z2x 200 250(Ω) 0,8 Zx = 30 69 () R = 0,6 R = 250.0,6 = 150 () Z AB - Như vậy, đoạn mạch X gồm R và L R và C + TH1: X gồm R và L +TH2: X gồm R và ZC Z1X = R+2 + Z2L ZL = 30 44 Tương tự ZC = 30 44 Z 30 44 L= L (H) 100 Biên soạn và giảng dạy: Lê Trọng Duy Lop12.net 1 10 3 C= 0,56 Z C 100 .30 44 (9) Bài tập 8: Cho mạch điện có sơ đồ hình vẽ: uAB = 100 cos100 t (V ) L,r Khi K đóng: I = 2(A), UAB lệch pha so với i là Xác định L, r a) Khi K mở: I = 1(A), uAM lệch pha so với uMB là A M X B K Xác định công suất toả nhiệt trên hộp kín X b Biết X gồm hai ba phần tử (R, L (thuần), C) mắc nối tiếp Xác định X và trị số chúng Đáp số: r = 25 (); L (H) 4 a) PX = 25 ( W) b) X gồm R nối tiếp C: R = 25 () C= 10 3 (F ) 7,5 Bài tập Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ X là hộp đen chứa phần tử R L C, biết uAB=100 sin A C X A B 10 3 100pt (V); IA = (A), P = 100 (W), C = (F), i trễ pha 3 uAB Tìm cấu tạo X và giá trị phần tử Giải: Kết hợp giả thiết độ lệch pha u và i và mạch tiêu thụ điện suy hộp đen thoả mãn (e.1.1) Vậy hộp đen là một cuộn dây có r Ta có: P = I2r r = Mặc khác: r2 + (ZL - P 100 50 2 I Zc)2 U AB = I2 Giải ra: ZL = 80 (W) L = ZL ZL ZC U 2AB I r2 100 2 50 80 (H) 100 5 Bài tập 10 (Đại học Vinh năm 2000) Cho mạch điện hình vẽ R là biến trở, tụ điện C có điện dung 10 3 là (F) X là đoạn mạch gồm phần tử R0, L0, 9 A C R M X C mắc nối tiếp Đặt vào hai câu đầu A, B hiệu điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng U AB không đổi Khi R = R1 = 90W thì: uMB = 60 uAM = 180 cos (100pt - cos (100pt) (V) Xác định các phần tử X và giá trị chúng Giải: Xét đoạn AM, ) ta có độ lệch pha UAM và i: Biên soạn và giảng dạy: Lê Trọng Duy Lop12.net (V) B (10) tgjAM = ZC 1 AM (i sớm pha UAM góc R1 4 Ta lại có: ZAM R Z C 90 suy I U AMO 2A Z AM i = cos (100pt - ) (A) Bây xét đoạn MB ta có: Z MB U MB 30 (W) So với dòng điện i, UMB sớm pha góc jMB = đó X I0 phải chứa hai phần tử R0 và L0 (thỏa mãn (e.1.1)) Ta có: tgjMB = Z L0 R0 tg 1 Ta lại có: ZMB = 30 = Suy ra: R0 = 30W = ZL0 ZL0 = R0 R 02 R 10 R0 Z 0,3 và L0 = L (H) Bài tập 11 (Đề thi Đại học Mỏ - địa chất năm 1998 câu c) Có đoạn mạch nối tiếp A'B'C' chứa hai linh kiện nào đó thuộc loại cuộn cảm, tụ điện, điện trở Khi tần số dòng điện 1000HZ người ta đo các hiệu điện hiệu dụng UA'B' = 2(V), UB'C' = (V), UA'C' = 1(V) và cường độ hiệu dụng I= 10-3 (A) Giữ cố định UA'C ' tăng tần số lên quá 1000HZ người ta thấy dòng điện mạch chính A'B'C' giảm Đoạn mạch A'B'C' chứa gì? Tại sao? Đoạn mạch A'B' chứa gì? B'C' chứa gì? sao? Tính điện trở cuộn cảm có Giải: UA'B' Ta tìm độ lệch pha ’ uA’B’ và uB’C’ Vì đoạn mạch A'B'C' mắc nối tiếp nên: uA'C'= uA'B' + uB'C ' U A'C ' U A'B ' U B 'C ' Ta biểu diễn giản đồ vectơ j' (hình vẽ bên) Tacó: U A ' C ' U A ' B ' U B ' C ' 2U A ' B ' U B ' C ' cos 2 UB'C' = + - 2.2 cosa cosa = UA'C' 5 'U A ' B ', U B ' C ' 6 Ta thấy p > U ' A ' B ', U B ' C ' Trên đoạn mạch A'B' và B'C' có linh kiện chứng tỏ trên A'B'C' gồm tụ điện mắc nối tiếp với cuộn dây có điện trở theo (e.2) Từ công thức: I= UA'C' UA'C' ZA 'C ' R2 Z L ZC Cho thấy UA'C ' = const, R, L, C = const Biên soạn và giảng dạy: Lê Trọng Duy Lop12.net (11) Khi f tăng lên lớn f0 = 1000 Hz mà L giảm chứng tỏ (ZL - ZC)2 tăng / ZL-ZC / tăng mà f tăng thì ZL tăng còn ZC giảm Vậy muốn Z L Z C tăng f > f0 thì f0 phải có 2pf0L > hay Z0L Z0C <=> f0C z 20L z 20C ' R z 20L z 20C ' U d U c' Theo đề bài UA'B'= Ud = 2V > UB'C' = (V) Vậy trên A' B' phải là cuộn dây có điện trở thuần, trên B'C' là tụ điện Khi f = f0 = 1000HZ ta có Z0C = ZA'B' = R Z 0l 2 UA'B' 2.103 I ZA'C' = R Z 0L Z 0C UB'C' 3.103 I UA'C' 103 I Giải có R = 103W Bài tập 12 (Đề thi Đại học Giao thông năm 2000) Cho đoạn mạch hình vẽ X và Y là hai hộp đen, hộp chứa phần tử: điện trở thuần, cuộn dây cảm và tụ điện mắc nối tiếp Các vôn kế V1, V2 và ampe kế đo dòng xoay chiều và chiều A Điện trở các vôn kế lớn, điện trở ampe kế không đáng kể a Khi mắc điểm A và M vào hai cực nguồn điện chiều, X X v2 v2 B ampe kế 2A, V1 60 (V) Khi mắc A và B vào nguồn điện xoay chiều, tần số 50HZ thì ampe kế Hộp X và Y có 1A, các vôn kết cùng giá trị 60 (V) UAM và UMB lệch pha linh kiện nào? Tìm giá trị chúng Giải: Khi mắc đầu X và Y với nguồn điện chiều, mạch có I = 2A Chứng tỏ không chứa tụ điện (theo(f.1)) Vậy X chứa r và cuộn cảm L Do đó ta có: r = U 60 30 I Nếu Y chữa R và L thì góc lệch pha U AM và U MB có thể là góc nhọn vì hai sớm pha so với i Vậy Y chứa điện trở R và tụ điện C ( theo (b.3)) Giản đồ vectơ trường hợp này trình bày hình vẽ Theo đề bài ta có: I = 1A Suy UL Ur = I.r = 30 = 30 (V) Như vậy: Ur = U AN UAM a = 300 Ta có UL = UAM cosa = 60.cos300 a = 30 (V) b U 30 Suy ra: ZL = L 30 (W) I Biên soạn và giảng dạy: Lê Trọng Duy Lop12.net UC Ur UR U MB i (12) L= Z L 30 (H) 100 Do UAM và UMB vuông pha nhau, suy b = a = 300 nên: UR = UAB.cosb = 60 cos300 = 30 (V) R= UC = UAB.cos b = 60 sin300 = 30 (V) ZC = UR 30 (W) I U C 30 30 (W) I Bài tập 13 Cho mạch điện hình vẽ (F) 3000 C= R A M B X X là hộp đen chứa phần tử, cuộn cảm, tụ, điện trở f = 50Hz; UAM = UMB = 75 (V);UAB = 150 (V); I = 0,5A.Khi f = 100Hz, hệ số công suất đoạn mạch MB là Hỏi X chứa linh kiện gì? Tìm giá trị chúng ĐS : Hộp X gồm cuộn dây có r = 150 (W), L = 10 4 (H) và C = Bài tập 14 Cho mạch điện hình vẽ 10 3 uAB = 100 cos 100pt (V) C1 = (F) Hộp X chứa 5 A phần tử R1, L, C Khi C1 = C2 thấy uAM lệch pha C1 X R C2 B M so với uMB, i chậm pha uAB là và I = 0,5A Hộp X chứa gì? Tìm giá trị chúng ĐS: Bài tập 15 Cho mạch xoay chiều hình vẽ Chứa R = 50 ; L = A a (H) X X v2 v2 B X, Y là hộp đen chưa biết cấu tạo biết hộp chứa phần tử R, L C Nối vào A, M với nguồn điện chiều có (V1) = 60V (A) IA = 2A Nối vào hai điểm M, B nguồn chiều thì IA = Nối nguồn điện xoay chiều vào điểm hai điểm A, M thì (V1) = 30 (V) IA = 1(A) Nối nguồn điện xoay chiều vào hai điểm MB thì (V2) = 50 (V) IA = 2(A) Biết hộp Y giá trị các phần tử Các (A) và (V) lý tưởng Tìm cấu tạo hộp và giá trị các phần tử ĐS: X: Rnt L: R = ZL = 30 Y: Cnt L: ZL = ZC = 25 Xác định linh kiện X, Y và độ lớn f = 50Hz Bài tập16 Cho hộp đen X, Y mắc nối tiếp, hộp chứa phần tử: R, L (điện trở không đáng kể), C Khi mắc điểm A, M vào cực nguồn điện chiều a X X Biên soạn và giảng dạy: Lê Trọng Duy Lop12.net A v2 v2 B (13) thì IA = 2(A), U V = 60V Khi mắc điểm A, B vào cực nguồn điện xoay chiều có tần số 50Hz thì IA = 1A, U V = 60V, U V = 80V và uAM lệch pha so với uMB là 1200 Hỏi hộp X, Y chứa phần tử nào Tìm các giá trị chúng ĐS: X gồm R nt L; R = 30 (W) ZL = 30 (W) , Y gồm R' nt L'; R' = 40 (W) C N Bài tập 17 Cho mạch điện hình vẽ: 10 3 uMN =200 cos100 t (V) C= (F) 200 Z'L = 40 (W) , A p M X X là đoạn mạch chứa phần tử R, L cảm, C nối tiếp Ampe kế 0,8A Công suất P = 96W Hãy xác định các phần tử hộp X và tìm giá trị chúng R 150() R nt L (hoặc C): L 0,7(H) C 17,7F ĐS: Bài tập18 Cho mạch điện hình vẽ: Trong đó: uAM = 120 cos(100 t ) (V) uMB = 60 cos(100 t A C M X B 2 ) (V) 10 3 C= Biết X chứa phần tử R, L, C Hỏi X chứa gì? Tìm giá trị nó? 6 ĐS: 45 H L 100 X chứa r 15 () Bài tập 19 Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB hình vẽ hiệu điện u=100 cos(100 t) (V) 10 4 Tụ điện C' có điện dung là F Hộp kín X chứa phần tử (điện trở cuộn dây cảm) Dòng điện xoay chiều mạch sớm pha p/3 so với hiệu điện hai đầu mạch điện AB Hỏi X chứa gì? Tìm giá trị nó? ĐS: Hộp X chứa R = 100 (W) Bài tập 20: Cho mạch điện AB gồm linh kiện X, Y, Z mắc nối tiếp với Mỗi hộp chứa ba linh kiện cho trước: điện trở thuần, tụ điện và cảm Đặt vào hai đầu A, D đoạn mạch hiệu điện xoay chiều uAD=32 sin(2..f.t) (V) Khi f=100Hz thỡ UX=UY=20V, UZ=16V, Biên soạn và giảng dạy: Lê Trọng Duy Lop12.net (14) UYZ=12V (hiệu điện hai đầu Y và Z) và công suất tiêu thụ P=6,4W Khi thay đổi f thỡ số Ampe kế giảm Hỏi X, Y, Z chứa linh kiện gỡ? Tỡm giỏ trị chỳng? Coi Ampe kế cú RA=0 Bài tập 21 (Đại học năm 2006) Cho mạch điện xoay chiều hình 1, đó A là Ampe kế nhiệt, điện trở R0 = 100W, X là hộp kín chứa hai ba phần tử (Cuộn dây cảm L, tụ điện C, điện trở R) mắc nối tiếp K Bỏ qua điện trở Ampe kế khoá K và dây nối Đặt vào hai đầu M và N mạch M R0 C0 A D X N điện hiệu điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi và có biểu thức uMN = 200 cos (2 ft) (V) a) Với f = 50Hz thì khoá K đóng, Ampe kế 1A Tính điện dung C0 tụ điện b) Khi khoá K ngắt, thay đổi tần số thì thấy đúng f = 50Hz, Ampe kế giá trị cực đại và hiệu điện hai đầu hộp kín X lệch pha p/2 so với hiệu điện hai điểm M và D Hỏi hộp X chứa phần tử nào? Tính giá trị chúng? ĐS: Hộp X chứa L = (H) , R = 300 (W) Bài tập 22: Cho mạch điện hình vẽ Giữa AB có A C A L X B u = 200 cos100t(V) Cuộn dây cảm có L =0,636H, tụ điện có C = 31,8F Đoạn mạch X chứa hai ba phần tử R, L, C nối tiếp a Tìm các phần tử X ? Biết ampe kế 2,8A, hệ số công suất toàn mạch Lấy =1,4 b Viết biểu thức hiệu điện hai đầu đoạn mạch X R (- Để cos 0 thì X phải có RX cos = x Rx = Z.cos = 50 Z Z ZC Z x phải - Zx Vậy Zx là ZC.) Vậy X còn lại có L C mà tg = = L R Biên soạn và giảng dạy: Lê Trọng Duy Lop12.net (15)