Chủ đề 05. Công suất và hệ số công suất.Image.Marked.Image.Marked

CHỦ ĐỀ 5: CÔNG SUẤT VÀ HỆ SỐ CÔNG SUẤT I LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI Công suất mạch điện xoay chiều Biểu thức cơng suất Xét mạch điện xoay chiều hình sin Điện áp tức thời hai đầu mạch: u  U cos t Cường độ dòng điện tức thời mạch: i  I cos(t  ) Công suất tiêu thụ mạch thời điểm t là: p=ui Đại lượng p gọi công suất tức thời mạch điện xoay chiều: p  ui  2UI cos t.cos(t  )  UI. cos   cos(2t  )  , Khi cơng suất điện tiêu thụ chu kì T là: P  p  UI cos   cos(2t  )  Do giá trị trung bình cos(2t  ) không khoảng thời gian T Ta giá trị trung bình cơng suất điện tiêu thụ chu kì là: P  UI cos  Nếu thời gian dùng điện t lớn so với T(t  T) P cơng suất điện tiêu thụ trung bình mạch điện thời gian (nếu U I không thay đổi) Điện tiêu thụ mạch điện: Điện tiêu thụ mạch điện thời gian t là: W=Pt Đặt mua file Word link sau: https://tailieudoc.vn/chuyendely3khoi Hệ số công suất Định nghĩa: Ta có: P  UI cos  , cos  gọi hệ số cơng suất Khi đó: cos   P UI Tính hệ số cơng suất mạch điện +) Mạch có điện trở: cos   R  cos  Z +) Mạch có tụ điện có cuộn dây cảm: cos   (Mạch không tiêu thụ công suất) +) Mạch R - L gồm điện trở cuộn cảm: cos   R R Z 2 L  R R  (L ) 2 +) Mạch R – C gồm điện trở tụ điện: cos   R R  ZC2  R R  2 C +) Với mạch tổng quát R-L-C nối tiếp ta có: cos   UR R R   U Z R  (ZL  ZC ) Công suất trung bình tiêu thụ mạch điện xoay chiều tính bời: U R U P  UI cos   U  R    RI Z Z Z  RI.I  U R I Vậy, Công suất tiêu thụ mạch điện có R,L,C mắc nối tiếp cơng suất tỏa nhiệt R Ví dụ minh họa: Cho mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp có L  1/ (H) Biểu thức điện áp dòng điện u  120 cos(100t   / 6)V mạch  i  2 cos(100t   / 3) A a) Tính giá trị điện trở R b) Tính cơng suất tiêu thụ mạch điện c) Tính điện mà mạch tiêu thụ HD giải: a) Tổng trở độ lệch pha u, i mạch R  (ZL  ZC )  602  Z  60           Z L  ZC        tan     R      Giải hệ ta R  30 3   b) Công suất tiêu thụ đoạn mạch P  UI.cos   120.2.cos     120 W  6 c) Điện tiêu thụ (hay 3600s) W  P.t  120 3.3600  432 kJ II VÍ DỤ MINH HỌA Ví dụ 1: [Trích đề thi THPT QG năm 2017] Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R tụ điện mắc nối tiếp dung kháng tụ điện ZC Hệ số công suất mạch là: A R  ZC2 R B R R R  ZC2 R C R  ZC2 D R  ZC2 R Lời giải Hệ số công suất cos   R R  Chọn C Z R  ZC2 Ví dụ 2: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200V vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm mắc nối tiếp với điện trở Biết điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở 100V Hệ số công suất đoạn mạch A 0,8 B 0,7 C D 0,5 Lời giải Hệ số công suất đoạn mạch cos   U R 100   0,5 Chọn D U 200 Ví dụ 3: [Trích đề thi Cao Đẳng năm 2008] Một đoạn mạch gồm tụ điện có điện dung C, điện trở R, cuộn dây có điện trở r hệ số tự cảm L mắc nối tiếp Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện u  U sin t(V) dịng điện mạch có giá trị hiệu dụng I Biết cảm kháng dung kháng mạch khác Công suất tiêu thụ đoạn mạch là: A U2 Rr B (r  R) I C I R D UI Lời giải U Rr U2   R  r    R  r  I Chọn B Ta có: P  UI.cos   U Z Z Z Ví dụ 4: [Trích đề thi Đại học năm 2015] Đặt điện áp u  200 cos100t(V) vào hai đầu điện trở 100 Công suất tiêu thụ điện trở A 800W B 200W C 300W D 400W Lời giải Ta có cơng suất tiêu thụ mạch có điện trở R P  U2  400W Chọn D R Ví dụ 5: [Trích đề thi Đại học năm 2008] Đặt hiệu điện u  100 sin100t(V) vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh với C, R có độ lớn khơng đổi L  (H) Khi hiệu điện hiệu dụng  hai đầu phần tử R,L C có độ lớn Công suất tiêu thụ đoạn mạch là: A 100W B 200W C 250W Lời giải D 350W Theo giả thiết tốn ta có: R  ZL  ZC  U R  U L  U C Trong đó: ZL  100 , mặt khác U  U 2R  (U L  U C )  U R  U R  100V Do I  1A  P  UI cos   100.1.cos  100W Chọn A Ví dụ 6: Dịng điện có dạng i  cos(100t)(A) chạy qua cuộn dây có điện trở 10 hệ số tự cảm L Công suất tiêu thụ cuộn dây là: A 10W B 9W C 7W D 5W Lời giải Ta có: P  RI  R I02  10W Chọn A Ví dụ 7: Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện RLC không phân nhánh hiệTa cu điện   u  220 cos  t   (V) cường độ dịng điện qua đoạn mạch có biểu thức 2    i  2 cos  t   (A) Công suất tiêu thụ đoạn mạch là: 4  B 220 W A 440W C 440 W D 200W Lời giải Ta có:   u  i        4   Do P  UI cos   220.2.cos     220 2W Chọn B  4   Ví dụ 8: [Trích đề thi Đại học năm 2013] Đặt điện áp u  U cos 100t   (V) 12   vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở cuộn cảm tụ điện cường độ dịng điện qua mạch   u  I0 cos 100t   (A) Hệ số công suất đoạn mạch bằng: 12   A 0,50 B 0,87 C 1,00 D 0,71 Lời giải Ta có độ lệch pha u /i     hệ số công suất đoạn mạch   cos   cos      0,87 Chọn B  6   Ví dụ 9: Đặt điện áp u  200 cos  t   (V) vào hai đầu đoạn mạch có điện trở thuần, cuộn cảm 6    tụ điện mắc nối tiếp dịng điện qua mạch i  cos  t   (A) Công suất tiêu thụ đoạn mạch là: 3  A 100 W C 50 W B 50 W D 100W Lời giải Ta có:   u  i       6   Do P  UI cos   100 2.cos     100 3W Chọn A  6 Ví dụ 10: [Trích đề thi Đại học năm 2012] Một động điện xoay chiều hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng 220 V, cường độ dòng điện hiệu dụng 0,5 A hệ số công suất động 0,8 Biết cơng suất hao phí động 11 W Hiệu suất động (tỉ số cơng suất hữu ích cơng suất tiêu thụ toàn phần) là: A 80% B 90% C 92,5% D 87,5% Lời giải Ta có cơng suất tồn phần: P  UI cos   220.0,5.0,8  88W Hiệu suất động là: H  Ph/i 88  11   87,5% Chọn D Ptp 88 Ví dụ 11: Đặt điện áp u  100 cos t(V), có  thay đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở 200, cuộn cảm có độ tự cảm 25 104 H tụ điện có điện dung F mắc nối tiếp Công suất 36  tiêu thụ đoạn mạch 50W Giá trị  A 150 rad/s B 50 rad/s C 100 rad/s D 120 rad/s Lời giải Ta có: P  RI  R U2 RU 2  (Z  Z )   R2  L C R  (ZL  ZC ) P Do ZL  ZC     120 rad/s Chọn D LC Ví dụ 12: [Trích đề thi thử Chuyên Đại học Vinh 2017] Cho đoạn mạch RLC nối tiếp có R  50 Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện xoay chiều u  100 cos t(V) Khi điện áp tức thời hai tụ điện áp tức thời hai đầu mạch lệch pha góc  / Công suất tiêu thụ mạch là: A 50W B 100W C 50 W D 100 W Lời giải Ta có: điện áp tức thời hai tụ điện áp tức thời hai đầu mạch lệch pha góc  / suy u /i       Khi cơng suất tiêu thụ mạch là: P  U2 cos   50W Chọn A R Ví dụ 13: [Trích đề thi Đại học năm 2010] Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng tần số không 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 U C1 , U R1 cos 1 ; biến trở có giá trị R giá trị tương ứng nói U C2 , U R cos 1 ; Biết U C1  2U C2 , U R  2U R1 Giá trị cos 1 cos 1 là: A cos 1  , cos 2  B cos 1  C cos 1  , cos 2  5 D cos 1  1 , cos 2  2 , cos 2  Lời giải Ta có: U  U C2  U 2R1  U C2  U 2R   U R1 U C1 U C1  4U 2R1  U C2  3U 2R1 4 U R1 1    Do cos 1  U 2R1  U C2 12  22 Mặt khác UR2 U C2  2U R1   cos 2  UC UR2 U 2R  U C2  22  12  Chọn C Ví dụ 14: [Trích đề thi Đại học năm 2012] Đặt điện áp u  400 cos(100t)V vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở 50 mắc nối tiếp với đoạn mạch X Cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch 2A   Biết thời điểm t điện áp tức thời hai đầu mạch 400 V, thời điểm  t   s cường độ dòng  400  điện qua mạch giảm Tính cơng suất tiêu thụ đoạn mạch X? A 100W B 120W C 200W D 400W Lời giải Tại thời điểm t ta có: u  400V  u   i   (với   u /i ) Sau t  1   s  i    100      400 400   Do cơng suất mạch X là: Px  P  PR  UI cos   RI  200 2.2.cos     50.22  200W  4 Chọn C Ví dụ 15: [Trích đề thi Đại học năm 2012] Đặt điện áp u  U cos t ( U  không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB theo thứ tự gồm tụ điện, cuộn cảm điện trở mắc nối tiếp Gọi M điểm nối tụ điện cuộn cảm Biết điện áp hiệu dụng hai đầu AM điện áp hiệu dụng hai đầu MB cường độ dòng điện đoạn mạch lệch pha  so với điện áp hai đầu đoạn mạch 12 Hệ số công suất đoạn mạch MB là: A B 0,26 C 0,50 D Lời giải Vẽ giãn đồ vecto hình vẽ bên Ta có: U C  U RL nên tam giác OAB cân A     150 Theo giả thiết ta có: HOB 12 (Chú ý: Rõ ràng B nằm trục OI AB  OA  U L )   800  150  750  AOB  Suy HOB Do đó:   750  150  600 AOH  cos RL  cos 600  0,5 Chọn C Ví dụ 16: Cho đoạn mạch RLC, đặt vào đoạn mạch điện áp xoay chiều u  U cos100t(V) Khi giá trị hiệu dụng U  100V, cường độ dịng điện mạch trễ pha điện áp  / công suất toả nhiệt đoạn mạch 50W Khi điện áp hiệu dụng U  100 3V, để cường độ dịng điện hiệu dụng khơng đổi cần ghép nối tiếp với đoạn mạch điện trở R có giá trị: A 73, 2 B 50 C 100 D 200 Lời giải Ta có: P  UI cos   I  P  1A U cos  Tổng trở mạch là: Z  tan   U  R  (ZL  ZC )  100 I Z L  ZC R  50   Z L  ZC  R   R  ZL  ZC  50 3 Khi mắc thêm điện trở R I '  I  1A  Z '  U'  100 I'  (R  R )  (ZL  ZC )  100  R  100 Chọn C Ví dụ 17: [Trích đề thi Đại học năm 2011] Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM gồm điện trở R1  40 mắc nối tiếp với tụ điện có điện dụng C  103 F, đoạn mạch 4 MB gồm điện trở R mắc nối tiếp 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: 7   u AM  50 cos 100t   (V) u MB  150 cos100t(V) Hệ số công suất đoạn mạch AB 12   A 0,86 B 0,84 C 0,95 D 0,71 Lời giải Ta có: tan AM   ZC  7    1  AM    uAM  i  i     R 12 Ta học cách tổng hợp hai dao động CASIO Ta có: u AB  u AM  u MB  50 2 Do u /i  0, 4784  7   1500  148,36  0, 4784 12   0,569  cos   0,84 Chọn B Ví dụ 18: [Trích đề thi thử Chuyên Đại học Vinh 2017] Đặt điện áp u  U cos(t) ( U  không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB hình vẽ Điện áp hai đầu đoạn mạch AB sớm pha  / so với cường độ dòng điện đoạn mạch, điện áp hai đầu đoạn mạch AM lệch pha  / so với cường độ dòng điện đoạn mạch Tổng trở đoạn mạch AB AM 200 100 3 Hệ số công suất đoạn mạch X là: A / B 1/2 C / D Lời giải  R AB  cos  200 R  100 Ta có:    AB  R x  50 R AM  50 cos   R AM  100 Ta có: u AM sớm pha u AB góc  / Mặt khác ZAB  ZAM  ZX  ZX  ZAB  ZAM Suy Z2x  Z2AB  Z2AM  2ZAB ZAM cos R   100  cos x  X  Chọn A ZX Ví dụ 19: [Trích đề thi THPT QG năm 2017] Đặt điện áp xoay chiều có giá trị 100 V vào hai đầu đoạn mạch AB hình vẽ bên dịng điện qua mạch có cường độ i  2 cos t(A) Biết điện áp hiệu dụng hai đầu AM, hai đầu MN hai đầu NB 30V, 30V 100V Công suất tiêu thụ đoạn mạch AB là: A 200W B 110W C 220W Lời giải Theo giả thiết toán ta có hệ: D 100W 1002  (30  U r )  (U L  100) 90  3U r  10U L     2 2 30  U r  (9  0,3U r ) 30  U r  U L Giải phương trình dùng SHIFT-CALC ta được: U r  25V  P  U R  r I  110W Chọn B, Ví dụ 20: [Trích đề thi thử Chuyên KHTN 2017] Nếu người ta đặt điện áp xoay chiều có biểu thức u1  U cos t(V) vào hai đầu đoạn mạch gồm tụ điện điện trở mắc nối tiếp cơng suất tiêu thụ mạch P  P1 hệ số công suất 0,5 Nếu người ta đặt điện áp xoay chiều khác có biểu thức u  U cos 3t(V) vào hai đầu đoạn mạch cơng suất tiêu thụ mạch P  P2 Hệ thức liên hệ P1 P2 A P1  P2 B P1  3P2 C P1  3P2 D 3P1  P2 Lời giải  RU P   R  Z2 C  Công suất tiêu thụ mạch lúc đầu  R cos 1   0,5 2  R  Z C  U2 Chuẩn hóa R   ZC   P1  U2R U2 Khi  '  3  Z 'C    P2    2P1 Chọn A R  Z 'C2 ZC BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu 1: 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 2: 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 nghịch với tần số D không phụ thuộc vào tần số Câu 3: 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 ln khơng đổi Nếu cho C giảm công suất tiêu thụ đoạn mạch A tăng đến giá trị cực đại lại giảm B giảm C không thay đổi D tăng Câu 4: Một đoạn mạch gồm điện trở R  50 cuộn cảm có độ tự cảm L  (H) mắc nối 2 tiếp Mắc đoạn mạch vào nguồn xoay chiều có giá trị hiệu dụng 100 2V tần số 50Hz Tổng trở công suất tiêu thụ mạch cho A Z = 100  , P = 100W B Z = 100  , P = 200W C Z = 50  , P = 100W D Z = 50  , P = 200W Câu 5: Cho đoạn mạch có điện trở R, cuộn dây cảm L tụ điện C mắc nối tiếp Biết điện áp hiệu dụng hai đầu phần tử 40V, 80V, 50V Hệ số công suất đoạn mạch A 0,8 B 0,6 C 0,25 D 0,71 Câu 6: Đoạn mạch điện gồm cuộn dây mắc nối tiếp với tụ điện Độ lệch pha điện áp hai đầu cuộn dây U d dòng điện  / Gọi điện áp hai đầu tụ điện U C , ta có U C  3U d Hệ số cơng suất mạch điện A cos   B cos   0,5 C cos   D cos   Câu 7: Đoạn mạch điện sau có hệ số cơng suất lớn nhất? A Điện trở R1 nối tiếp với điện trở R 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 8: Đoạn mạch điện sau có hệ số cơng suất nhỏ nhất? A Điện trở R1 nối tiếp với điện trở R B Điện trở R nối tiếp với tụ điện L C Điện trở R nối tiếp với tụ điện C D Cuộn cảm L nối tiếp với tụ điện C Câu 9: Mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp có tính cảm kháng, tăng tần số dịng điện xoay chiều hệ số công suất mạch A không thay đổi B tăng C giảm D Câu 10: Một dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở R = 10  , nhiệt lượng tỏa 30 phút 900kJ 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 11: Khi xảy tượng cộng hưởng mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp biểu thức sau sai? A cos   B ZL  ZC C U L  U R D U  U R Câu 12: 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 13: Mạch điện xoay chiều gồm điện trở R  100 , cuộn dây cảm có cảm kháng 100 , tụ điện có điện dung C  104 (F) mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu mạch điện điện áp xoay chiều  u  200 cos(100t) V Công suất tiêu thụ lượng đoạn mạch là: A P = 200 W B P = 400 W C P = 100 W D P = 50 W Câu 14: Một mạch điện xoay chiều không phân nhánh, gồm: R  100 3 , tụ điện có điện dung C  31,8(F), mắc vào điện áp xoay chiều u  100 cos(100t) V Công suất tiêu thụ lương điện đoạn mạch A P = 43,0 W B P = 57,67 W C P = 12,357 W D P = 100 W Câu 15: Cho đoạn mạch RC có R  15 Khi cho dòng điện xoay chiều i  I0 cos(100t) A qua mạch điện áp hiệu dụng hai đầu mạch AB U AB  50V, U C  A 60W Câu 16: B 80W Cho mạch xoay U R Công suất mạch điện là: C 100W chiều R, L, D 120W C khơng phân nhánh có R  50 2, U  U RL  100 2V, U C  200V Công suất tiêu thụ mạch là: A P  100 2W B P  200 2W C 200W D 100W Câu 17: Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh điện áp xoay chiều u  U cos(t) V Ký hiệu U R , U L , U C tương ứng điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở R, cuộn dây cảm (cảm thuần) L tụ điện C Nếu U R  0,5U L  U C hệ số cơng suất mạch A B C D Câu 18: Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh điện áp xoay chiều u  U cos(t) V Ký hiệu U R , U L , U C tương ứng điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở R, cuộn dây cảm (cảm thuần) L tụ điện C Khi A 3 U R  2U L  U C hệ số cơng suất mạch B C D Câu 19: Giữa hai đầu điện trở có điện áp chiều U cơng suất tỏa nhiệt P, có điện áp xoay chiều biên độ 2U cơng suất tỏa nhiệt P’ So sánh P với P’ ta thấy A P = P’ B P’ = P/2 C P’ = 2P D P’ = 4P Câu 20: Cho mạch R, L, C với R  Z L  ZC , mạch có cơng suất P1 Tăng R lên lần, Z L  ZC mạch có cơng suất P2 So sánh P1 với P2 ta thấy A P1  P2 B P2  2P1 C P2  0,5P1 D P2  2P1 Câu 21: Cho đoạn mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp có R  50 3, C  104 (F) Biết tần số  hệ số tự cảm cuộn dây có giá trị dòng điện 50Hz, để hệ số công suất đoạn mạch điện bao nhiêu, biết mạch có tính cảm kháng? (H)  A L  B L  (H) 2 C L  (H)  D L  (H) 2 Câu 22: Đặt điện áp u  100 cos(100t)(V) vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh với C, R có độ lớn khơng đổi L  (H) Khi điện áp hiệu dụng hai đầu phần từ R, L, C có độ lớn  Công suất tiêu thụ đoạn mạch A 50W B 100W C 200W D 350W Câu 23: Đoạn mạch xoay chiều AB có điện trở R1 mắc nối tiếp với đoạn mạch R C , điện áp hiệu dụng hai đầu R1 hai đầu đoạn mạch R C có giá trị, lệch pha  / Nếu mắc nối tiếp thêm cuộn dây cảm cos   công suất tiêu thụ 200 W Nếu cuộn dây cơng suất tiêu thụ mạch bao nhiêu? A 160W B 173,2W C 150W D 141,42W Câu 24: Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn AM gồm điện trở R  100 mắc nối tiếp với cuộn cảm L  điện áp đoạn mạch AM (H) Đoạn MB tụ điện có điện dung C Biểu thức  MB   u AM  100 cos 100t   V 4    u MB  200 cos 100t   V Hệ số công suất đoạn mạch AB 2  A B C 0,5 D 0,75 Câu 25: Cho đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM nối tiếp MB Đoạn mạch AM gồm điện trở R nối tiếp với tụ điện có điện dung C, đoạn mạch MB có cuộn cảm có độ tự cảm L điện trở r Đặt vào AB điện áp xoay chiều u  U cos(t)V Biết R  r  L ; U AM  2U MB Hệ số cơng suất đoạn C mạch có giá trị A B C D Câu 26: Đặt điện áp xoay chiều u  U cos(t)V vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp, cuộn dây cảm Khi nối tắt tụ C điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở R tăng lần dịng điện hai trường hợp vng pha Hệ số công suất đoạn mạch lúc sau A B C D Câu 27: Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây tụ điện mắc nối tiếp với   điện áp u  100 cos 100t   V Điện áp hai đầu cuộn dây hai tụ có giá trị 4  100V 200V Biểu thức điện áp hai đầu cuộn dây là:   A u d  100 cos 100t   V 2    B u d  200 cos 100t   V 4  3   C u d  200 cos 100t   V   3   D u d  100 cos 100t   V   Câu 28: Đoạn mạch xoay chiều gồm cuộn dây có cảm kháng ZL mắc nối tiếp với điện trở R Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây, hai đầu điện trở R, hai đầu đoạn mạch tương ứng U1 , U R , U Điện áp hai đầu cuộn dây lệch pha  / so với điện áp hai đầu điện trở R U1  U R Gọi công suất mạch P Kết luận sau sai? A P  U2 2R B U  3U R C cos   D ZL  3R Câu 29: Cho mạch điện RLC Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch có dạng u  U cos(t)V; R  Cho biết điện áp hiệu dụng U RL  A 13 B L C U RC Hệ số công suất đoạn mạch có giá trị 2 13 C 13 D 13 Câu 30: Một mạch điện xoay chiều gồm AM nối tiếp MB Biết AM gồm điện trở R1 , tụ điện C1 , cuộn dây cảm L1 mắc nối tiếp Đoạn MB có hộp X, biết hộp X có phần tử điện trở thuần, cuộn cảm, tụ điện mắc nối tiếp Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu mạch AB có tần số 50Hz giá trị hiệu dụng 200V thấy dịng điện mạch có giá trị hiệu dụng 3A Biết R1  50   thời điểm t (s), u AB  200V tăng thời điểm  t   s dòng điện i  3A giảm  300  Công suất đoạn mạch MB A 300W B 120W C 200W D 150W Câu 31: Đặt điện áp xoay chiều u  U cos t(V) vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp, cuộn dây cảm Khi nối tắt tụ C điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở R tăng lần dịng điện hai trường hợp vng pha Hệ số công suất đoạn mạch lúc trước A B C D Câu 32: Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn AM gồm điện trở R1  50 mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C  2.104 F, đoạn mạch MB gồm điện trở  R 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 u AM  80 cos(100t)V   u MB  100 cos 100t   V Hệ số công suất đoạn mạch AB 2  A 0,84 B 0,96 C 0,86 D 0,99 Câu 33: Một mạch điện xoay chiều gồm AM nối tiếp MB Biết AM gồm điện trở R1 , tụ điện C1 , cuộn dây cảm L1 mắc nối tiếp Đoạn MB có hộp X, biết hộp X có phần tử điện trở thuần, cuộn cảm, tụ điện mắc nối tiếp Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu mạch AB có tần số 50 Hz giá trị hiệu dụng 200 V thấy dịng điện mạch có giá trị hiệu dụng 2A Biết R1  20   thời điểm t(s), u AB  200 2V thời điểm  t   s dòng điện i = giảm Công suất  600  đoạn mạch MB A 266,4 W B 120 W C 320 W D 400 W LỜI GIẢI BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu 1: cos   R R  ZC2  0,5  4R  R  ZC2  Câu 2: Mạch có R  P  I R  Câu 3: P  ZC  Chọn B R U2 : P không phụ thuộc vào tần số điện áp Chọn D R U2R 1  Pmax ZL  ZC  L   Co  2 R  (ZL  ZC ) Co  L2 Mạch có ZL  ZC  L  1  Co   Co C L2  Giảm C P tăng đến cực đại C  C0 lại giảm Chọn A Câu 4: ZL  L.2f  2.50  50; Z  R  ZL2  502  502  50 2 2     100 U2 P  I2 R  R  50  200W Chọn D Z 50 R Câu 5: cos   R  (ZL  ZC ) 2  UR U  (U L  U C ) R  40 40  (80  50) 2  0,8 Chọn A  Ud   U r  U d cos  Câu 6: Cuộn dây chứa điện trở r d   /    U  U sin   U d d  L Hệ số công suất mạch điện: cos   r r  (ZL  ZC ) 2 Ur  U  (U L  U C ) r Câu 7: Hệ số công suất cos    Ud /   Ud   Ud  Ud          0,5 Chọn B R  Hệ số công suất max mạch chứa điện trở Z Chọn A Câu 8: Hệ số công suất cos   R  Hệ số công suất mạch chứa điện trở Z Chọn D Câu 9: Mạch có tính cảm kháng  ZL  ZC Khi tăng tần số dòng điện xoay chiều ZL tăng ZC giảm, lúc tổng trở Z tăng  Hệ số công suất cos   R giảm Chọn C Z Câu 10: Q  Pt  I Rt  I  Q  2A Rt Cường độ dòng điện cực đại mạch Io  2I  10A Chọn D Câu 11: Khi mạch xảy cộng hưởng  cos   1, ZL  ZC , U  U R  Biểu thức sai U L  U R Chọn C Câu 12: Công suất tỏa nhiệt P  I R  U2R R  (ZL  ZC ) Vì U, R khơng đổi  P phụ thuộc vào ZL ZC  P phụ thuộc vào f Chọn D Câu 13: Tổng trở mạch Z  R  (ZL  ZC )  100  P  I R  U2R  200W Chọn A Z2 Câu 14: Ta có Z  R  ZC2  200 Công suất tiêu thụ mạch P  I R  Chọn A U2R  43W Z2 Câu 15: Ta có U AB  U R2  U C2  50  U R2  U 16 U R  U R  30V  I  R  2A R Công suất mạch điện P  I R  60W Chọn A  U  U  U 2R Câu 16: Ta có  RL L  100 2 U  U  (U  U ) R L C  AB   U R  100V  I    U   R 100    U  200   2 R UR  2A Công suất mạch P  I R  100 2W Chọn A R Câu 17: Chọn U L   U C  U R  0,5  cos   UR U 2R  (U L  U C )  0,5 0,52  (1  0.5)  Chọn C  UC    cos   Câu 18: Chọn U R    U   L UR U 2R  (U L  U C )  Chọn B Câu 19: Khi có điện áp chiều qua điện trở  P  I R Khi điện áp xoay chiều có biên độ 2U  I '  Câu 20: Khi chưa tăng R  P  I R1  Khi tăng R lên hai lần  P2  Câu 21: Ta có ZC  U2 R1 U2 U2   P2  0,5P1 Chọn C R 2R1 1  100 Do cos    tan    1   C cos  Do mạch có tính cảm kháng nên Suy L  2U  2I  P '  I '2 R  4P Chọn D R Z L  ZC    ZL  ZC  50  ZL  50  ZC  150 R ZL  Chọn D  2 Câu 22: Ta có U  U 2R  (U L  U C )  U R , U L  U C   cos   Lại có: U L  U R  100V  ZL I  LI  I  0,5A Do P  UI cos   50W Chọn A Câu 23: Khi cos   xảy cộng hưởng điện nên P  Mặt khác U2  200 R1  R ZC   tan   ZC  R 3, U R1  U R 2C  R 22  ZC2  R12  4R 22  R12  2R  R1 R2 Do P  U2 U2  200   600 3R R2 Công suất chưa mắc cuộn dây là: P   R1  R   U2  R1  R   ZC2   R1  R  U2  R1  R   R12  R 22 U2 U 600    150W Chọn C 2R1 4R Câu 24: Trong đoạn AM cường độ dịng điện trễ pha u AM góc  với tan   ZL        rad  i  AM      R 4    Mặt khác: u AB  u AM  u MB  100 cos 100t   V  cos   cos(u  i )  cos    4  4 Chọn A Z Z L  R  r  Z L ZC  L C  C R r Câu 25: Ta có R  r  Điện áp hai đầu đoạn mạch AM vuông pha với điện áp hai đầu MB Chọn  U MB   U AM  Dựa vào giãn đồ vector  5  U C  U 2AM  U 2R  5  U L  U 2MB  U 2R   cos   1    UR  Ur  U R U MB U AM UR  Ur  UR  Ur    UL  UC  2  Chọn D Câu 26: Khi nối tụ C điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở R tăng lần  U R1 UR2  IR I cos 1 1       (1) I2 R I2 cos 2 Dòng điện hai trường hợp vuông pha  cos 1  cos 2  1(2) Từ (1) (2)  cos 2  Chọn D 2  U  U  U  U  50 3V 100  U r  U L d r L Câu 27: Ta có    r 2 2  U L  50V  U  U r  (U L  U C ) 100  U r  (U L  200) Vì U C  U L nên cường độ dịng điện sớm pha hiệu điện hai đầu mạch góc  với tan   UL  UC  7     rad  i  U    rad Ur 12 Trong cuộn dây chứa L r nên cường độ dòng điện mạch trễ pha so với hiệu điện hai đầu cuộn dây góc với 2 tan 2  UL 50  3   2  rad  d  i    rad U r 50 3   Biểu thức điện áp hai đầu cuộn dây u d  100 cos 100t   V Chọn D   Câu 28: Điện áp hai đầu cuộn dây lệch pha  / so với điện áp hai đầu điện trở R nên cuộn dây có điện trở Khi tan  ZL   r  ZL , U1  U R  r  Z2L  R r Khi R  2r  2ZL R  U2 U2   Z  (R  r)  Z2L  R  P   R    2Z 2R   U  U R 3;cos   Câu 29: Ta có R  Lại có U RL  Rr R ZL   Chọn D Z 2 L  R  ZL ZC C 1 U RC  R  Z2L  (R  ZC2 )  3R  ZC2  4ZC2  3ZL ZC  ZC2  4Z2L  (ZC  4ZL )(ZC  ZL )   ZC  4ZL  cos   R R  (ZL  ZC )  R R  9ZL2 Chọn B 13 Do cos   Cách 2: Ta có: R  L  R  ZL ZC nên tam giác OAB C vuông O Chọn U RC   U RL   AB  Suy U R   cos   ; UL  ; UC  3 UR U 2R  (U L  U C )  chọn B 13 Câu 30: Giả sử điện áp đặt vào hai đầu mạch u  200 cos(t)(V) Khi cường độ dòng điện là: i  2 cos(100t  ) (với góc lệch u i) u  200(V)   Ở thời điểm t(s) :  AB  u    i     4 u     Do thời điểm  t   s dòng điện i  giảm nên i t    :    300   300  Khi đó; 100           300 4  R R2  R2 Do PMB  UI cos   I R1  200 3.cos Câu 31: Ban đầu cos 1    3.50  150W Chọn D U1 U  , nối tắt tụ cos 2  Trong 2  1  U U Vì U R  2U R1  U  2U1 Suy cos 2  1  Chọn C  tan 2 Cách 2: Theo giả thiết OK=2OH Ta có KOA  HBO  HB  OK Do tan 1  HB OK 1    cos 2  Chọn C OH OH Câu 32: Ta có U AM  40 2, U MB  50 2, ZC  Do u MB lệch  50  R1  U C  U R1  40(V) C    so với i chậm pha so với u MB suy u MB  Khi 4 R  ZL  U  U L  50 2 Do U AM U MB vuông pha nên U AB  U AM  U MB  10 82 Do cos   90  0,99 Chọn D 10 82 Cách 2: AM/i       i  ; u AB  800  100  20 410,896 4 Suy AB/i  0,896    cos   0,99 Chọn D Câu 33: Giả sử điện áp đặt vào hai đầu mạch u  200 cos(t)(V) Khi cường độ dòng điện là: i  2 cos(100t  ) (với  góc lệch u i) Ở thời điểm t(s) : u AB  200 2(V)  u   i      Do thời điểm  t   s dòng điện i=0 giảm nên i t    :    600   600  Khi đó; 100         600 Do PMB  UI cos   I R1  200.2.cos Câu 34: Câu 35:   4.20  120W Chọn B Câu 36: Câu 37: Câu 38: Câu 39: Câu 40: Câu 41: Câu 42: Câu 43: Câu 44: Câu 45: Câu 46: Câu 47: Câu 48: Câu 49: Câu 50: Câu 51: Câu 52: Câu 53: Câu 54: Câu 55: Câu 56: Câu 57: Câu 58: Câu 59: Câu 60: Câu 61: Câu 62: Câu 63: Câu 64: Câu 65: Câu 66: Câu 67: Câu 68: Câu 69: Câu 70: Câu 71: Câu 72: Câu 73: Câu 74: Câu 75: Câu 76: Câu 77: Câu 78: Câu 79: Câu 80: Câu 81: Câu 82: Câu 83: Câu 84: Câu 85: Câu 86: Câu 87: Câu 88: Câu 89: Câu 90: Câu 91: Câu 92: Câu 93: Câu 94: Câu 95: Câu 96: Câu 97: Câu 98: Câu 99: Câu 100: ...  L Hệ số công suất mạch điện: cos   r r  (ZL  ZC ) 2 Ur  U  (U L  U C ) r Câu 7: Hệ số công suất cos    Ud /   Ud   Ud  Ud          0,5 Chọn B R  Hệ số công suất max... 8: Hệ số công suất cos   R  Hệ số công suất mạch chứa điện trở Z Chọn D Câu 9: Mạch có tính cảm kháng  ZL  ZC Khi tăng tần số dòng điện xoay chiều ZL tăng ZC giảm, lúc tổng trở Z tăng  Hệ. .. Biết hệ số công suất đoạn mạch 0,5 Tỉ số dung kháng điện trở R A B C D Câu 2: 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