d) Muốn cho cường độ dòng điện tức thời cùng pha với điện áp tức thời ở hai đầu đoạn mạch thì phải mắc nối tiếp thêm vào đoạn mạch nói trên một tụ điện có điện dung C bằng bao nhiêu? Tín[r]
(1)CÔNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU I CÔNG SUẤT MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
1) Biểu thức công suất
Cho mạch điện xoay chiều có biểu thức điện áp dịng điện ¿
u=U0cos (ωt +ϕu)V =U√2 cos (ωt +ϕu)V i=I0cos(ωt +ϕi)A=I√2 cos(ωt+ϕi)A
¿{ ¿
Công suất mạch cho P = UIcosφ, với φ = φu – φi độ lệch pha u i. Chú ý: Khi tính tốn cơng suất tiêu thụ đoạn mạch điện xoay chiều ta phải chuyển đổi các phương trình của
u i dạng với theo quy tắc sinx = cos(x - /2) 2) Điện tiêu thụ mạch điện
Điện tiêu thụ mạch điện W = P.t, với t thời gian dòng điện chạy mạch, đơn vị giây, (s)
Ví dụ Cho mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp có L = 1/π (H) Biểu thức điện áp và
dòng điện mạch
¿
u=120√2 cos(100 πt+π /6)V
i=2❑
√2 cos(100 πt+ π /3) A ¿{
¿ a) Tính giá trị điện trở R.
b) Tính cơng suất tiêu thụ mạch điện.
c) Tính điện mà mạch tiêu thụ giờ.
Hướng dẫn giải:
a) Tổng trở độ lệch pha u, i mạch
¿ Z =60 Ω ϕ=π
6− π 3=−
π → ¿R2+(ZL− ZC)
2 =602 tan(−π
6)=
ZL− ZC
R =−
1
√3 ¿{
¿ Giải hệ ta R = 30
b) Công suất tiêu thụ đoạn mạch P = UI.cosφ = 120.2.cos(- ) =120 W
c) Điện mạch tiêu thụ (hay 3600 s) W = P.t = 120 3600 = 432 kJ Ví dụ Tính cơng st tiêu thụ đoạn mạch điện xoay chiều RLC biết
a)
¿
u=220√2 cos(100 πt+π 3)V i=❑
√2sin(100 πt+2 π )A ¿{
¿
b)
¿
u=50√6 cos (100 πt +π 4)V i=2❑
√2 sin(100 πt+π 2)A ¿{
¿
Hướng dẫn giải:
(2)i=❑
√2 sin(100 πt+2 π
3 )A =
❑
√2cos (100 πt +2 π −
π
2)A ¿
❑
√2 cos (100 πt+π 6)A Từ ta có P = UI.cosφ = U0I0cos ϕ
2 =
200√2√2 cos(π 3−
π 6)
= 100 W b) Ta có i = 2sin(100πt + ) A = cos100t A P = UI.cosφ = U0I0cos ϕ
2 = 50 W
II HỆ SỐ CƠNG SUẤT 1) Khái niệm hệ số cơng suất
Đại lượng cosφ cơng thức tính cơng suất P = UIcosφ gọi hệ số công suất của mạch điện xoay chiều
2) Cơng thức tính hệ số công suất
a) Theo khái niệm hệ số cơng suất ta có cosφ = = U2 P 0I0 b) Theo giản đồ ta có cosφ = UR
U = R Z (*)
(*) cơng thức tính giá trị hệ số cơng suất toán thường gặp
3) Biểu thức tính cơng suất mạch có R Ta có P = UIcosφ = UI = IR = I2.R
Ví dụ 1: Cho mạch điện RL Nếu đặt vào hai đầu mạch điện hiệu điện thế 220 V, tần số 50 Hz cường độ hiệu dụng dịng điện qua mạch 2A, lệch pha so với điện áp góc π/4
a) Tìm R, L.
b) Tìm cơng suất tiêu thụ mạch.
Hướng dẫn giải:
a) Tổng trở mạch Z = 220/2 = 110 Ω.
Độ lệch pha u i π/4 nên cosφ = R = Z.cosφ = 110 = 55 Mặt khác, mạch có R L nên u nhanh pha i góc π/4 Khi tan() = ZL = Rtan() = 55 L =
ZL
ω = H b) Công suất tiêu thu mạch P = UIcosφ = 220 W
Ví dụ 2: Tính hệ số cơng suất đoạn mạch điện xoay chiều có thơng số thỏa mãn a) UL = U = 2UC
b) UR = UL = UC
c) R = ZL= 2ZC
Hướng dẫn giải:
a) Từ giả thiết ta có:
¿ UL=1
2U UC=
1 4U U2=U2R+(UL−UC)2
¿{ { ¿
U2=U2R+(1
2U − 4U)
2
giải UR = √15 U
4 cos =
UR U =
(3)b) Ta có
¿ UL=√3 U UC=
√3U U2=UR
2
+(UL−UC)
2 ¿{ {
¿
U2=U2R+(√3UR− √3UR)
2
giải UR = √3 U
7 cos =
UR U =
√3 =
√21
c) Quy biểu thức cho theo R sử dụng cơng thức tính cosφ = ta được ¿
ZL=√3 R ZC=√
3 R Z2=R2+(ZL−ZC)
2 ¿{ {
¿
Z2
=R2+(√3 R −√3 R)
2
Z2
=R2+3 R =
7 R2
4 cos = =
2√7
Ví dụ : Cho mạch điện xoay chiều RLC có U = 220 V, R = 100 Ω, L = 0,5 (H), tụ C có điện dung thay đổi Dịng điện có tần số 50 Hz, tụ điều chỉnh có giá trị C = 10–5
(F)
a) Tính tổng trở mạch.
b) Tính cường độ hiệu dụng mạch c) Tìm C để cường độ qua mạch cực đại.
d) Tính hệ số cơng suất hai trường hợp trên.
Hướng dẫn giải:
Ta có ω = 100π rad/s
¿
ZL=L ω=157 Ω
ZC=
ωC=318 , Ω ¿{
¿ a) Tổng trở mạch Z = ZL− ZC¿
2 R2+¿
√¿
= 190 Ω b) Cường độ hiệu dụng I = = = 1,16 A
c) Từ biểu thức I = =
ZL− ZC¿
2 ¿ R2
+¿
√¿ 220 ¿
, ta thấy để Imax Zmin hay mạch có cộng hưởng điện
Khi ZL - ZC = biến đổi ta C =
ω2L = 2.10 -5 F d) Hệ số công suất mạch điện:
Khi C = 10-5
(F) cosφ = = 0,526 Khi C = 2.10-5 (F) cosφ = R
Zmin=¿ R R =
III CÔNG SUẤT, HỆ SỐ CÔNG SUẤT CỦA MỘT SỐ LOẠI ĐOẠN MẠCH ĐIỆN THƯỜNG GẶP
Mạch có R
(4) = 0cos = P = UI = I2R = π
2 cos = P = =
-π
2 cos = P =
Mạch RL Đặc điểm
¿ Z=√R2+Z2L
cos ϕ= R
√R2 +Z2L tan ϕ=ZL
R ¿{ {
¿
P = I2R
Mạch RC Đặc điểm
¿ Z=√R2+ZC2
cos ϕ= R
√R2 +ZC2 tan ϕ=−ZC
R ¿{ {
¿
P = I2R
Mạch LC Đặc điểm
¿ Z =|ZL− ZC|
ϕ=±π ¿{
¿
P =0
Mạch RL
(cuộn dây có thêm r ≠ 0)
* Hệ số công suất cos = R0
√R02+ZL2
=
R+r¿2+Z2L ¿ ¿
√¿ R+r
¿
* Cơng suất tỏa nhiệt tồn mạch
P = I2(R+r), I =
R+r¿2+Z2L
¿ ¿
√¿ U
¿
* Công suất tỏa nhiệt R PR = I2R, I =
R+r¿2+Z2L
¿ ¿ √¿ U ¿ Mạch RLC
(cuộn dây có thêm r ≠ 0)
* Hệ số công suất cos =
ZL− ZC¿2
¿ R20+¿
√¿ R0 ¿
=
ZL− ZC¿2
¿
R+r¿2+¿ ¿
√¿
R+r
¿
* Cơng suất tỏa nhiệt tồn mạch
P = I2(R+r), I =
ZL− ZC¿2
¿ R+r¿2+¿
¿
√¿ U
¿
* Công suất tỏa nhiệt R
PR = I2R, I =
ZL− ZC¿2
¿
R+r¿2+¿ ¿
√¿
U
¿ Chú ý:
- Công suất P = UIcosφ cơng suất tiêu thụ tồn mạch điện, cịn cơng suất P = I2R là
công suất tỏa nhiệt mạch có điện trở R, phần cơng suất mạch bị hao phí dạng cơng suất tỏa nhiệt cịn phần lớn cơng suất có ích, P = Pcó ích + Phao phí Uicosφ = Pcó ích + I 2R
Mà I = Phao phí = ( P
U cosϕ)
R
(5)hệ số công suất cosφ < 0,85.
- Hiệu suất mạch điện (thiết bị tiêu thụ điện) H = Pcóích
P 100 % Ví dụ 1: Một mạch điện gồm cuộn dây có độ tự cảm
L = 0,5/π
(H), tụ điện có điện dung C = 10–4/π (F) điện
trở R = 50 mắc hình vẽ Điện trở cuộn dây
nhỏ khơng đáng kể Điện áp hai đầu đoạn mạch AB có tần số f = 50 Hz có giá trị hiệu dụng U = 100 V.
a) Tính tổng trở công suất tiêu thụ đoạn mạch.
b) Tính độ lệch pha điện áp hai điểm A N điện áp hai điểm M và B.
Hướng dẫn giải:
a) Ta có: ω = 100π rad/s, ZL = ωL = 50 Ω, ZC = = 100 Tổng trở mạch Z = ZL− ZC¿
2 R2+¿
√¿
= 50
Cường độ hiệu dụng mạch I = = A
Công suất tiêu thụ mạch P = I2R = 2.50 = 100 W. b) Độ lệch pha uAN i thỏa mãn tanφ = ZL
R = φ = ϕuAN = φi =
Độ lệch pha điện áp hai điểm MB i thỏa mãn tanφAN = ZL− ZC
R = - = - ∞ MB = - ϕuMB - i = -
Theo công thức chồng pha ta có độ lệch pha hai điểm AN với hai điểm MB ϕuAN - ϕuMB = ( ϕuAN - i) - ( ϕuMB - i) = - (-) =
Ví dụ 2: Một mạch điện AB gồm điện trở R = 50 Ω, mắc nối tiếp với cuộn dây có độ tự cảm L = 1/π (H) điện trở hoạt động r = 50 Ω Điện áp hai đầu mạch uAB
=100cos100πt V.
a) Tính tổng trở đoạn mạch.
b) Viết biểu thức cường độ dòng điện tức thời qua đoạn mạch biểu thức điện áp tức thời hai đầu cuộn dây.
c) Tính cơng suất tỏa nhiệt điện trở, cuộn dây đoạn mạch.
d) Muốn cho cường độ dòng điện tức thời pha với điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch phải mắc nối tiếp thêm vào đoạn mạch nói tụ điện có điện dung C bằng bao nhiêu? Tính cơng suất tỏa nhiệt đoạn mạch điện lúc đó.
Hướng dẫn giải:
a) Ta có cảm kháng mạch ZL = ωL = 100 Ω. Tổng trở mạch Z = R+r¿
2 +Z2L
¿
√¿
= 100
b) Viết biểu thức i ud
* Gọi biểu thức cường độ dòng điện mạch i = I0cos(100πt + φi) A
Ta có
¿ I0=U0
Z =1 A tan ϕ= ZL
R+r=1⇒ϕ= π4=ϕu− ϕi⇒ϕi=−
π ¿{
¿
(6)Tổng trở cuộn dây Z = √r2+Z2L = 50
Điện áp cực đại hai đầu cuộn dây U0d = I0.Zd = 50V
Độ lệch pha của ud i thỏa mãn tanφd = ZL
r = 0,46 rad Mà d = ϕud - i ϕud = i + d = 0,46 - u = 50cos(100t + 0,46 - ) V
c) Tính cơng suất tiêu thụ
* Trên điện trở R : P = I2R = I0
2 R = 35W * Trên cuộn dây có điện trở r : P = I2r = I0
2
2 r = 25 W * Trên toàn mạch : P = I2(R +r) = I02
2 (R+r ) = 50 W
d) Khi mắc thêm vào mạch tụ có điện dung C độ lệch pha u i thỏa mãn tanφ = ZL− ZC
R+r
Để u i pha φ = ZL = ZC ω2LC = C = ω2L=
10−4
π F
Khi xảy tượng cộng hưởng điện cường độ hiệu dụng dịng điện đạt giá trị cực đại nên cơng suất tỏa nhiệt mạch đạt giá trị cực đại Pmax =
Imax
(R+r )= U
(R +r )2(R +r )= U2
R +r = 100 W
Ví dụ 3: Cho mạch điện RLC có R = 100 , C = 10− 4
2 π (F), cuộn dây cảm có độ tự cảm L thay đổi Điện áp hai đầu đoạn mạch u = 200cos(100πt) V Xác định độ tự cảm cuộn dây
a) hệ số công suất mạch cosφ = 1. b) hệ số công suất mạch cosφ =
Hướng dẫn giải:
Từ giả thiết ta có ZC = 200 Ω
Ta có cơng thức tính hệ số công suất cosφ =
ZL− ZC¿2
¿
R2 +¿
√¿
R Z=
R
¿
a) Khi cosφ = R = Z ZL - ZC = ZL = ZC = 200 L = H
b) Khi cosφ = = 4R2 = 3Z2 4R2 = 3R2 + 3(ZL - ZC)2 ZL - ZC = = 100
Từ ta tìm hai giá trị ZL ZL = 100 Ω ZL = 300 Ω, tương ứng với giá trị L = 1/π (H), L = 3/π (H)
Ví dụ 4: (Trích đề thi TSĐH – 2010)
Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng tần số khơng đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở R mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C Gọi điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện, hai đầu biến trở hệ số công suất đoạn mạch biến trở có giá trị R1 UC1, UR1 cosφ1; biến trở có giá trị R2 giá trị tương ứng nói trên
là UC2, UR2 cosφ2 Biết UC1 = 2UC2, UR2 = 2UR1 Giá trị cosφ1 cosφ2 là
A cos1 =
√5 , cos2 =
√3 B cos1 =
1
√3 , cos2 =
(7)C cos1 =
√5 , cos2 =
√5 D cos1 =
1
2√2 , cos2 =
√2
Hướng dẫn giải:
Do điện áp hai đầu mạch không thay đổi hai trường hợp R nên ta có: U2=U
R1
2 +U
C1
2 =U
R2
2 +U
C2
2
⃗U
C1=2 UC2,UR1=2UR2UR1
2
+UC21=3 UR21+UC1
2
4 UC1 = 2UR2
U = √UR21+U
C1
2
=√5 UR1
¿ cos ϕ1=
R1 Z =
UR1
U =
√5 cos ϕ2=UR2
U = 2 UR1
U =
2
√5 ¿{
¿ Ví dụ 5: (Trích đề thi TSĐH – 2011)
Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM gồm điện trở R1 mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C, đoạn mạch MB gồm điện trở thuần R2 mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L Đặt điện áp xoay chiều có tần số giá trị hiệu dụng không đổi vào hai đầu đoạn mạch AB Khi đoạn mạch AB tiêu thụ cơng suất 120 W có hệ số công suất Nếu nối tắt hai đầu tụ điện thì điện áp hai đầu đoạn mạch AM MB có giá trị hiệu dụng lệch pha nhau π/3, công suất tiêu thụ đoạn mạch AB trường hợp bằng
A 75 W B 90 W. C 160 W D 180 W.
Hướng dẫn giải:
Ban đầu, mạch xảy cộng hưởng nên P = U
R1+R2 = 120 U
2 = 120(R1+R2) Lúc sau, nối tắt C, mạch cịn R1R2L: Khi UAM = UMB ; = π/3
Vẽ giản đồ ta có φ = tan = RZL 1+R2
=
√3⇒ ZL=
R1+R2
√3
Khi P’ = I2(R1+ R2) =
R1+R2¿
+ZL
2 ¿ U2(R1+R2)
¿
=
R1+R2¿ ¿ R1+R2¿2
¿ ¿ R1+R2¿2+¿
¿ 120¿
¿
= 90 W
Ví dụ 6: (Trích đề thi TSĐH – 2011)
Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn AM gồm điện trở thuần R1 = 40 mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C = 10
− 4
4 π F , đoạn mạch MB gồm điện trở R2 mắc với cuộn cảm Đặt vào A, B điện áp xoay chiều có giá trị hiệu
dụng tần số khơng đổi điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch AM MB là uAM = 50cos(100πt - )V; uMB = 150cos100πt V Hệ số công suất đoạn mạch AB là
A 0,84. B 0,71 C 0,86 D 0,95.
(8)Xét đoạn mạch AM:
¿
R=ZC⇒ϕAM=−π ZAM=40√2⇒ I=
UAM
ZAM=0 ,625√2 A ¿{
¿
Theo đề bài, uMB nhanh pha uAM góc nên nhanh pha i góc tan = ZRL
2
=√3 ZL = R2 Xét đoạn mạch MB: ZMB = UMB
I =120=√R2
+Z2L=2 R2 R2 = 60 ; ZL = 60
Hệ số công suất mạch AB cosφ =
ZL+ZC¿2
¿ R1+R2¿2+¿
¿
√¿ R1+R2
¿
0,84
Ví dụ 7: Cho đoạn mạch xoay chiều gồm R = 25 , cuộn cảm tụ điện có điện dung C0.
Đặt vào hai đầu mạch điện áp u = 120cos100πt V mạch xảy tượng cộng hưởng, cường độ dịng điện hiệu dụng 2,4 A Thay tụ C0 tụ C’ có giá trị C’
= cơng suất tiêu thụ mạch giảm lần Tính giá trị C’ Đ/s: ZC’ = 100
TRẮC NGHIỆM CÔNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
Câu 1: Cơng suất dịng điện xoay chiều đoạn mạch RLC nối tiếp nhỏ tích UI
A một phần điện tiêu thụ tụ điện
B trong cuộn dây có dịng điện cảm ứng
C điện áp hai đầu đoạn mạch cường độ dòng điện lệch pha với
D Có tượng cộng hưởng điện đoạn mạch
Câu 2: Công suất dòng điện xoay chiều đoạn mạch RLC nối tiếp không phụ thuộc vào đại lượng sau đây?
A Tỉ số điện trở tổng trở mạch
B Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch
C Độ lệch pha dòng điện điện áp hai tụ
D Cường độ dòng điện hiệu dụng
Câu 3: Trên đoạn mạch xoay chiều, hệ số công suất (cosφ = 0),
A đoạn mạch chứa điện trở B đoạn mạch có điện trở khơng
C đoạn mạch khơng có tụ điện D đoạn mạch khơng có cuộn cảm
Câu 4: Công suất đoạn mạch xoay chiều tính cơng thức ?
A P = U.I B P = Z.I2 C P = Z.I2.cosφ D P = R.I.cosφ.
Câu 5: Phát biểu không đúng?
A Công thức cosφ = R/Z áp dụng cho đoạn mạch điện
B Không thể vào hệ số công suất để xác định độ lệch pha điện áp cường độ
dòng điện
C Cuộn cảm có hệ số cơng suất khác không
D Hệ số công suất phụ thuộc vào điện áp xoay chiều hai đầu mạch
Câu 6: Cơng suất toả nhiệt trung bình dịng điện xoay chiều tính theo cơng thức
(9)A P = u.i.cosφ B P = u.i.sinφ C P = U.I.cosφ D P = U.I.sinφ
Câu 7: Phát biểu sau không đúng?
A Cơng suất dịng điện xoay chiều phụ thuộc vào cường độ dòng điện hiệu dụng
mạch
B Cơng suất dịng điện xoay chiều phụ thuộc vào điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn
mạch
C Cơng suất dịng điện xoay chiều phụ thuộc vào chất mạch điện tần số
dịng điện mạch
D Cơng suất dịng điện xoay chiều phụ thuộc vào cơng suất hao phí đường dây tải
điện
Câu 8: Đại lượng sau gọi hệ số công suất mạch điện xoay chiều?
A k = sinφ B k = cosφ C k = tanφ D k = cotφ
Câu 9: Trong đoạn mạch điện không phân nhánh gồm điện trở R tụ điện C, mắc vào
điện áp xoay chiều u = U0cos(ωt) V Hệ số công suất đoạn mạch
A cosφ = R+ωCR B cosφ = R
√R2+ω2C2 C cosφ =
R
ωC D. cosφ =
R √R2+
ω2C2
Câu 10: Trong đoạn mạch điện không phân nhánh gồm điện trở R cuộn cảm L,
mắc vào điện áp xoay chiều u = U0cos(ωt) V Hệ số công suất đoạn mạch
A cosφ = R
√R2
+ω2L B cosφ =
R √R2+
ω2L2
C cosφ = R
√R2
+ω2L2 D. cosφ=
ωL
√R2
+ω2LC2
Câu 11: Trong đoạn mạch điện xoay chiều không phân nhánh RLC, đặt vào hai đầu đoạn mạch
điện áp xoay chiều có biểu thức u = U0cos(ωt) V Hệ số công suất mạch
A cosφ =
R
√R2+(ω2L2− ω2C2)
2 B cosφ =
R
√R2
+(ωL − ωC)
2
C cosφ =
R
√R2
+(ωC − ωL)
2 D cosφ= ωL− ωC
R
Câu 12: Đoạn mạch điện sau có hệ số cơng suất lớn nhất?
A Điện trở R1 nối tiếp với điện trở R2
B Điện trở R nối tiếp với cuộn cảm L
C Điện trở R nối tiếp với tụ điện C
D Cuộn cảm L nối tiếp với tụ điện C
Câu 13: Đoạn mạch điện sau có hệ số cơng suất nhỏ nhất?
A Điện trở R1 nối tiếp với điện trở R2
B Điện trở R nối tiếp với cuộn cảm L
C Điện trở R nối tiếp với tụ điện C
D Cuộn cảm L nối tiếp với tụ điện C
Câu 14: Mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp có tính cảm kháng, tăng tần số của
dịng điện xoay chiều hệ số cơng suất mạch
A không thay đổi B tăng C giảm D bằng
(10)dòng điện xoay chiều hệ số cơng suất mạch
A không thay đổi B tăng C giảm D bằng
Câu 16: Một tụ điện có điện dung C = 5,3 (µF) mắc nối tiếp với điện trở R = 300 thành một
đoạn mạch Mắc đoạn mạch vào mạng điện xoay chiều 220 V – 50 Hz Hệ số công suất mạch
A 0,3331 B 0,4469 C 0,4995 D 0,6662
Câu 17: Một tụ điện có điện dung C = 5,3 (µF) mắc nối tiếp với điện trở R = 300 thành một
đoạn mạch Mắc đoạn mạch vào mạng điện xoay chiều 220 V – 50 Hz Điện mà đoạn mạch tiêu thụ phút
A 32,22 J B 1047 J C 1933 J D 2148 J
Câu 18: Một cuộn dây mắc vào điện áp xoay chiều 50 V – 50 Hz cường độ dịng điện
qua cuộn dây 0,2 A công suất tiêu thụ cuộn dây 1,5 W Hệ số công suất mạch bao nhiêu?
A k = 0,15 B k = 0,25 C k = 0,50 D k = 0,75
Câu 19: Một dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở R = 10 , nhiệt lượng toả 30 phút
là 900 kJ Cường độ dòng điện cực đại mạch
A I0 = 0,22 A B I0 = 0,32 A C I0 = 7,07 A D I0 = 10,0 A
Câu 20: Đoạn mạch gồm tụ điện có điện dung C = 10− 4
π (F) mắc nối tiếp với điện trở
có giá trị thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u = 200sin(100πt)V Khi công suất tiêu thụ mạch đạt giá trị cực đại điện trở phải có giá trị
A R = 50 B R = 100 C R = 150 D R = 200
Câu 21: Khi xảy tượng cộng hưởng mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối
tiếp biểu thức sau sai?
A cosφ = B ZL = ZC C UL = UR D U = UR
Câu 22: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi tần số f thay đổi
vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp Công suất toả nhiệt điện trở
A tỉ lệ với U B tỉ lệ với L C tỉ lệ với R D phụ thuộc f
Câu 23: Phát biểu sau sai ?
A Hệ số công suất thiết bị điện quy định phải 0,85
B Hệ số cơng suất lớn cơng suất tiêu thụ mạch lớn
C Hệ số công suất lớn cơng suất hao phí mạch lớn
D Để tăng hiệu sử dụng điện năng, ta phải nâng cao hệ số công suất
Câu 24: Hệ số công suất đoạn mạch R,L,C nối tiếp không phụ thuộc vào đại lượng ?
A Điện trở R B Độ tự cảm L
C Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch D Điện dung C tụ điện
Câu 25: Điện áp xoay chiều hai đầu mạch điện u = 220sin(100πt - ) V cường độ
dòng điện qua mạch i = 2sin(100πt + ) A Cơng suất tiêu thụ đoạn mạch có giá trị
bao nhiêu?
A P = 880 W B P = 440 W C P = 220 W D P = 200 W
Câu 26: Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện xoay chiều điện áp u = 100cos(100πt) V thì
cường độ dịng điện qua đoạn mạch i = 2cos(100πt + π/3) A Công suất tiêu thụ đoạn mạch
A P = 100 W B P = 50 W C P = 50 W D P = 100 W
Câu 27: Mạch điện xoay chiều gồm điện trở R = 100 Ω, cuộn dây cảm có cảm kháng
bằng 100 , tụ điện có điện dung C = 10− 4
π (F) mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu mạch điên
điện áp xoay chiều u = 200cos(100πt) V Công suất tiêu thụ đoạn mạch có giá trị
(11)Câu 28: Một đoạn mạch điện xoay chiều không phân nhánh, gồm: R = 100 , tụ điện có điện
dung C = 31,8 (µF), mắc vào điện áp xoay chiều u = 100cos100πt V Công suất tiêu thụ lượng điện đoạn mạch
A P = 43,0 W B P = 57,67 W C P = 12,357 W D P = 100 W
Câu 29: Cho đoạn mạch RC có R = 15 Khi cho dòng điện xoay chiều i = I0cos(100πt) A qua
mạch điện áp hiệu dụng hai đầu mạch AB UAB = 50 V, UC = UR Công suất mạch
điện
A 60 W B 80 W C 100 W D 120 W
Câu 30: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm tụ điện có dung kháng ZC = 200
cuộn dây mắc nối tiếp Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ln có biểu thức u = 120 cos(100πt + ) V thấy điện áp hai đầu cuộn dây có giá trị hiệu dụng 120 V sớm pha π/2 so với điện áp đặt vào mạch Công suất tiêu thụ cuộn dây
A 72 W B 240 W C 120 W D 144 W
Câu 31: Cho mạch xoay chiều R, L, C khơng phân nhánh có R = 50 , U = URL = 100 V, UC =
200 V Công suất tiêu thụ mạch
A P = 100 W B P = 200 W C P = 200 W D P = 100 W
Câu 32: Một đoạn mạch gồm điện trở R = 50 cuộn cảm có độ tự cảm L = H
mắc nối tiếp Mắc đoạn mạch vào nguồn xoay chiều có giá trị hiệu dụng 100 V tần số 50 Hz Tổng trở công suất tiêu thụ mạch cho
A Z = 100 , P = 100 W B Z = 100 , P = 200 W
C Z = 50 , P = 100 W D Z = 50 , P = 200 W
Câu 33: Đoạn mạch gồm cuộn dây cảm điện trở R nối tiếp Nếu đặt vào hai đầu đoạn
mạch điện áp chiều 24 V cường độ dòng điện 0,48 A Nếu đặt điện áp xoay chiều cường độ dịng điện hiệu dụng A Công suất tiêu thụ đoạn mạch lúc mắc vào điện áp xoay chiều
A 100 W B 200 W C 50 W D 11,52 W
Câu 34: Đặt vào hai đầu cuộn dây có độ tự cảm L = (H) điện áp chiều U = 12 V
thì cường độ dịng điện qua cuộn dây I1 = 0,4A Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây điện
áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U2 = 12 V, tần số f = 50 Hz cơng suất tiêu thụ cuộn dây
bằng
A 1,2 W B 1,6 W C 4,8 W D 1,728 W
Câu 35: Cho đọan mạch có điện trở R, cuộn dây cảm L tụ điện C mắc nối tiếp Biết
điện áp hiệu dụng hai đầu phần tử 40 V, 80 V, 50 V Hệ số công suất đoạn mạch
A 0,8 B 0,6 C 0,25 D 0,71
Câu 36: Đoạn mạch điện gồm cuộn dây mắc nối tiếp với tụ điện Độ lệch pha điện áp giữa
hai đầu cuộn dây, Ud dòng điện π/3 Gọi điện áp hai đầu tụ điện UC, ta có UC = Ud
Hệ số công suất mạch điện
A cosφ = B cosφ = 0,5 C cosφ = D cosφ =
Câu 37:Một cuộn dây có điện trở r = 50 , hệ số tự cảm L = H, mắc vào mạng điện xoay chiều có tần số 50 Hz Hệ số công suất cuộn dây
A 0,50 B 1,414 C 1,00 D 0,707
Câu 38: Một mạch điện xoay chiều RLC Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có tần
số điện áp hiệu dụng U không đổi Biết điện áp hiệu dụng phần tử có mối liên hệ U
= UC = 2UL Hệ số công suất mạch điện
A cosφ = B cosφ = C cosφ = D cosφ = 0,5
Câu 39: Một đoạn mạch nối tiếp gồm cuộn dây tụ điện Điện áp hiệu dụng hai đầu
đoạn mạch, hai đầu cuộn dây, hai đầu tụ điện Tìm hệ số cơng suất cosφ mạch ?
(12)Câu 40: Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh điện áp xoay chiều u =
U0cos(ωt) V Kí hiệu UR, UL, UC tương ứng điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở R,
cuộn dây cảm (cảm thuần) L tụ điện C Nếu UR = 0,5UL = UC hệ số cơng suất
mạch
A B C D
Câu 41: Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh điện áp xoay chiều u =
U0cos(ωt) V Kí hiệu UR, UL, UC tương ứng điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở R,
cuộn dây cảm (cảm thuần) L tụ điện C Khi UR = 2UL = UC pha dịng điện so
với điện áp
A B C D
Câu 42: Một đoạn mạch gồm điện trở mắc nối tiếp với tụ điện Biết hệ số công
suất đoạn mạch 0,5 Tỉ số dung kháng điện trở R
A B C D
Câu 43: Giữa hai đầu điện trở có điện áp chiều U cơng suất toả nhiệt P, có điện
áp xoay chiều biên độ 2U cơng suất toả nhiệt P’ So sánh P với P’ ta thấy
A P = P’ B P’ = P/2 C P’ = 2P D P = 4P
Câu 44: Cho mạch R, L, C với R = ZL = ZC, mạch có cơng suất P1 Tăng R lên lần, ZL = ZC
thì mạch có cơng suất P2 So sánh P1 P2 ta thấy
A P1 = P2 B P2 = 2P1 C P2 = 0,5P1 D P2 = P1
Câu 45: Một điện áp xoay chiều đặt vào hai đầu điện trở Giữ nguyên giá trị
hiệu dụng, thay đổi tần số điện áp Công suất toả nhiệt điện trở
A tỉ lệ thuận với bình phương tần số B tỉ lệ thuận với tần số
C tỉ lệ ngịch với tần số D không phụ thuộc vào tần số
Câu 46: Cho đoạn mạch xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp với cảm kháng lớn dung
kháng Điện áp hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu dụng tần số không đổi Nếu cho C giảm cơng suất tiêu thụ đoạn mạch
A tăng đến giá trị cực đại lại giảm B luôn giảm
C không thay đổi D luôn tăng
Câu 47: Cho mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp, R biến đổi Biết L = (H), C = 10−3
4 π (F)
Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u = 75cos100πt V Công suất toàn mạch P = 45 W Điện trở R có giá trị ?
A 45 B 45 80 C 80 D 60
Câu 48: Mạch điện R, L, C mắc nối tiếp có L = H, C = 10− 4
π F, f = 50 (Hz) Điện áp hiệu
dụng hai đầu đoạn mạch U = 80 V Nếu công suất tiêu thụ mạch 80 W giá trị điện trở R có giá trị
A R = 40 B R = 80 C R = 20 D R = 30
Câu 49: Cho đoạn mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp có R = 50 Ω, C = 10− 4
π (F) Biết
tần số dịng điện 50 Hz, để hệ số cơng suất đoạn mạch điện hệ số tự cảm cuộn dây có giá trị bao nhiêu, biết mạch có tính cảm kháng?
A L = (H) B L = (H) C L = (H) D L = (H)
Câu 50: Cho đoạn mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp có R = 100 Ω, L = 1/π (H) Tần số
dịng điện 50 Hz, biết mạch có tính dung kháng Để hệ số công suất đoạn mạch điện điện dung tụ điện có giá trị
A C = 10− 4
2 π (F) B C = 10− 4
π (F) C C =
2 10−4
π (F) D C =
10− 4
√2 π
(13)Câu 51: Đặt điện áp xoay chiều u = 100cos(ωt)V có ω thay đổi vào hai đầu đoạn mạch
gồm điện trở R = 200 , cuộn cảm có độ tự cảm L = (H) tụ điện có điện dung
C = 10− 4
π F mắc nối tiếp Công suất tiêu thụ đoạn mạch P = 50 W Giá trị ω
A 150π (rad/s) B 50π (rad/s) C 100π (rad/s) D 120π (rad/s)
Câu 52: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây có điện trở r = Ω độ tự
cảm L = (H) mắc nối tiếp với điện trở R = 30 Ω Điện áp hai đầu mạch u = 70cos100πt V Công suất tiêu thụ đoạn mạch
A P = 35 W B P = 70 W C P = 35 W D P = 30 W ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM CÔNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
1C 6C 11B 16B 21C 26B 31A 36B 41B 46A 51D
2C 7D 12A 17C 22D 27A 32D 37D 42B 47B 52B
3B 8B 13D 18A 23C 28A 33C 38C 43C 48A
4C 9D 14C 19D 24C 29A 34D 39B 44C 49D