Chuyên đề Bài tập về Xác định các phần tử điện chứa trong hộp đen

- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm m[r]

1 Đề Bài 1

Cho mạch điện hình vẽ Điện áp hai đầu đoạn mạch có biểu thức uMN 200 sin100t (V) Cường độ dòng điện i nhanh pha điện áp hai đầu đoạn mạch X hộp kín chứa cuộn cảm tụ điện R biến

trở Điều chỉnh R thấy công suất mạch cực đại I  2A Xác định phần tử điện X giá trị

Bài 2

Cho mạch điện hình vẽ Tụ điện C1 có điện dung thay đổi

Điện trở R1 = 100, cuộn dây cảm có độ tự cảm L1 = 0,318H Hộp

kín X chứa hai ba phần tử điện (thuần Ro, Lo, Co) Đặt

vào hai đầu đoạn mạch AB điện áp xoay chiều có U = 200V, f = 50Hz

- Khi C1 = 1,59.10-5F uMB nhanh pha uAM góc 5 12

   rad

- Nếu điều chỉnh C1 để uAM trùng pha với dịng điện cơng suất tiêu thụ mạch P = 200W Hãy xác

định phần tử chứa hộp kín X giá trị chúng

Bài

Cho đoạn mạch AB hình vẽ Mỗi hộp X Y chứa hai ba phần tử: điện trở thuần, cuộn dây cảm tụ điện mắc nối tiếp Các vôn kế V1, V2 ampe kế đo dòng xoay

chiều chiều, điện trở vôn kế lớn, điện trở ampe kế không đáng kể

nhưng uAM uMB lệch pha 2 

Hai hộp X Y chứa phần tử nào? Tính giá trị chúng

2 Hướng dẫn giải giải: Bài 1:

Tóm tắt:

200 sin100

MN

u  t(V)

i nhanh pha u

X chứa tụ điện cuộn cảm Pmax I  2A

X gì? Tính giá trị X

Bài giải:

Cường độ dòng điện i nhanh pha điện áp u hai đầu đoạn mạch nên X chứa tụ điện

Công suất tiêu thụ đoạn mạch:

2

2

2

2

.

C C

U R U

P I R

Z

R Z

R R

  

 

Ta thấy, Pmax

2

C

Z R

R

 



 

 min Theo bất đẳng thức Cô-si, ta có:

2 2

2 . 2

C C C

C

Z Z Z

R R R Z

R R R

    

Dấu = xảy R = ZC

4

1 1 10

100 100 C

C Z

  



    F

Bài 2:

Tóm tắt:

R1 = 100

L1 = 0,318H

X chứa hai ba phần tử điện (Ro, Lo, Co)

U = 200V

f = 50Hz

C1 = 1,59.10-5F  5 12

   rad AM =  P = 200W

X gì? Giá trị X = ?

Bài giải:

Ta có:

1 2 . 2 50.0,318 100 L

Z L   f L    

1 5

1

1 1 1

200 2 . 2 50.1,59.10

C

Z

C f C

   

    

1

1

1

100 200

tan 1

100 4

L C

Z Z

R



          rad

Vì    1  2   2   1

2 5

12 4 6    

    rad

Vậy hộp kín X chứa Ro nối tiếp Lo

Ta có: tan 2 1

3

Lo Lo

o o

Z Z

R R

   

Ro ZLo 3 (1)

Điều chỉnh C1 để uAM đồng pha với dịng điện đoạn AM xảy cộng hưởng điện, nên ZL1 = ZC1 =

100

Công suất mạch:

   

2

1 o o

U

P I R R R R

Z

Từ (1) (2)  Ro 50 3 ZLo  50 50 0,159 2 50

Lo o

Z L

 

    H

Vậy hộp kín X chứa Ro 50 3 nối tiếp cuộn cảm Lo 0,159H Bài 3:

Tóm tắt:

Mắc A, M vào nguồn chiều: I1 = 2A, U1 = 60V

Mắc A, B vào nguồn xoay chiều: f = 50Hz, I2 = 1A,

'

U = U2 = 60V

uAM vuông pha uMB

X, Y gì? Giá trị X = ?, Y = ?

Bài giải:

Khi mắc hai đầu hộp X với nguồn điện chiều, ampe kế 2A  mạch có dịng điện có cường độ I1 = 2A, chứng tỏ hộp kín X khơng có tụ điện Vậy hộp kín X chứa điện trở R nối tiếp cuộn cảm L

Khi ta có:

1

60 30 2

AM

U

Z R

I

     (vì ZL = 0)

Khi mắc A B vào nguồn điện xoay chiều, ta có:

'

60 60 1

AM

U Z

I

   

Vì ZAM  R2 ZL2 R2 ZL2 602 ZL  602302 30 3

30 3

0,165 2 2 50

L

Z L

f

 

Ta có: tan 30 3 3

30 3

L

AM AM

Z R



      rad

Ta có hình vẽ bên Theo hình, uMB trễ pha so với dòng điện nên  hộp kín Y chứa điện trở R’ nối

tiếp tụ điện C

Đối với đoạn mạch MB: 2

60 60 1

MB

U Z

I

   

Mà ZMB  R' ZC2  60

R'2ZC2 602 (1) Vì uAM vng pha uMB nên ta có:

tanAM.tanMB  1 ZL. Z'C 1

R R



 

   

  . ' 1

L C

Z Z

R R

 

30 3. ' 1 30

C

Z R

  R' ZC 3 (2) Giải (1) (2)  '

30 3

R   ; ZC  30

1 1 1,06.10

2 . C 2 50.30 C

f Z

 



    (F)

Vậy hộp X chứa R 30 nối tiếp L0,165H

hộp Y chứa R' 30 3 nối tiếp C1,06.104F

MB

U

AM

U

AM



MB



O

Website HOC247 cung cấp môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thơng minh, nội

dung giảng biên soạn công phu giảng dạy giáo viên nhiều năm kinh nghiệm,

giỏi kiến thức chuyên môn lẫn kỹ sư phạm đến từ trường Đại học trường chuyên

danh tiếng

I. Luyện Thi Online

- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ Trường ĐH THPT danh tiếng xây dựng

các khóa luyện thi THPTQG các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học Sinh Học

- Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn: Ơn thi HSG lớp 9 luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán trường

PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An trường Chuyên khác

TS.Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo Thầy Nguyễn Đức Tấn.

II. Khoá Học Nâng Cao HSG

- Tốn Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Toán Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho em HS THCS lớp 6, 7, 8, u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập trường đạt điểm tốt kỳ thi HSG

- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành cho

học sinh khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam

Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn đơi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia

III. Kênh học tập miễn phí

- HOC247 NET: Website hoc miễn phí học theo chương trình SGK từ lớp đến lớp 12 tất môn học với nội dung giảng chi tiết, sửa tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú cộng đồng hỏi đáp sôi động

- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp Video giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa tập, sửa đề thi miễn phí từ lớp đến lớp 12 tất môn Toán- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học Tiếng Anh

Vững vàng tảng, Khai sáng tương lai

Học lúc, nơi, thiết bi – Tiết kiệm 90%

Học Toán Online Chuyên Gia