Đang tải... (xem toàn văn)
Cho mạch điện xoay chiều như hình 1. Biết điện dung của tụ điện có thể thay đổi được. a) Định C để điện áp cùng pha với cường độ dòng điện.. b) Viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch[r]
(1)I PHƢƠNG PHÁP CHUNG: 1 Cộng hưởng điện thì:
+ Cường độ dịng điện mạch cực đại: Imax =
R R
R
U U Z
U
+ điều kiện: ZL = ZC
2
R
L C
LC
U U U U
+ điện áp cường độ dòng điện pha ( tức φ = ) + Hệ số công suất cực đại: cosφ =
2 Ứng dụng: tìm L, C, tìm f khi:
+ số ampe kế cực đại, hay cường độ dòng điện hiệu dụng đạt giá trị lớn + cường độ dòng điện điện áp pha
+ hệ số công suất cực đại, công suất cực đại + để mạch có cộng hưởng,
II CÁC BÀI TẬP TỰ LUẬN
Bài Cho mạch điện xoay chiều hình Biết R = 50Ω, L = 1/πH Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u220 2cos100t(V) Biết điện dung tụ điện thay đổi
a) Định C để điện áp pha với cường độ dòng điện
b) Viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch ứng với giá trị C Bài Cho mạch điện xoay chiều hình Biết R = 200Ω, L = 2/πH, C = 10-4/πF Đặt vào hai đầu mạch điện điện áp xoay chiều có biểu thức u = 100cos100πt(V)
R L C
Hình
R L C
(2)b) Khi R, L, C không đổi để số ampe kế lớn nhất? tính giá trị Bài Mạch điện gồm điện trở R = 50Ω, cuộn cảm có độ tự cảm L = 2/πH Và tụ điện C = 10-4/πF mắc nối tiếp Điện áp xoay chiều hai đầu đoạn mạch có Giá trị hiệu dụng U = 120V, tần số f = 50Hz
a) tính cường độ hiệu dụng qua R
b) Muốn cho hệ số cơng suất tiêu thụ mạch cực đại cần thay tụ C tụ C’ bao nhiêu? Tính cường độ dòng điện điện áp hiệu dụng hai đầu R, L , C’
Bài Đặt vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp, gồm R = 10Ω, L = 5mH C = 5.10-4 F, điện áp )
( cos
220 ft V
u người ta thấy cường độ dòng điện hiệu dụng đạt giá trị cực đại a) Xác định tần số f dòng điện Lấy π2 = 10
b) lập biểu thức dòng điện qua mạch, điện áp hai đầu cuộn cảm hai đầu tụ điện
Bài Mạch điện gồm điện trở R = 50Ω cuộn cảm có L = 1/πH tụ điện C = 2.10 -4/πF mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp
) ( 100 cos
220 t V
u
a) Tính cường độ hiệu dụng công suất tiêu thụ mạch
b) Cần mắc thêm với tụ C tụ điện C’ để điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch
III BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM CÓ ĐÁP ÁN
Bài tập 1: Cho mạch điện hình vẽ uAB = 200 2cos100t (V) R =100Ω; L
H; C tụ điện biến đổi ; Tìm C để vơn kế V có số lớn Tính Vmax?
A 100 V, 1072,4F ; B 200 2; 10
F
;
C 100 V; 10
F ; D 200 2; 10
F
Giải: Số Vôn Kế (V) giá trị điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch chứa R L
Ta có: UV= 2
2
( )
V RL
L
L C
U I Z
U
R Z
R Z Z
.Do R, L không đổi U xác định =>
V
R
2
2
V
C
(3)UV=UVmax=> cộng hƣởng điện, nên ZL=ZC => C=
4
2
1 10
1
(100 )
C F
L
= = F
Chọn B
Bài tập 2: Cho mạch điện không phân nhánh gồm R = 40, cuộn dây có r = 20 L = 0,0636H, tụ điện có điện dung thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có f = 50Hz U = 120V Điều chỉnh C để điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại, giá trị bằng:
A 40V B 80V C 46,57V D 40 2V
Giải Ta có: 2 .
2 50.0,0636 20
L
Z f L
Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây: Ud = I.Zd Vì Zd khơng phụ thuộc vào thay đổi C nên Ud đạt giá trị cực đại I = Imax Suy mạch phải có cộng hƣởng điện Lúc đó:
max
2
2
max
120 2 40 20
20 20 20 2 .
2.20 2 40 2 56,57
d L
d d
U
I A
R r
Z r Z
U I Z
V V
(A) ;
(V) Chọn D
Bài tập 3: Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ Biết R = 50, L 1
H Đặt vào hai đầu đoạn mạch
điện áp xoay chiều u220 cos100t(V) Biết tụ điện C thay đổi a Định C để điện áp đồng pha với cường độ dòng điện
b Viết biểu thức dòng điện qua mạch
Bài giải:
C
(4)a Để u i đồng pha: 0 mạch xảy tượng cộng hưởng điện ZL = ZC ; F
b Do mạch xảy cộng hưởng điện nên Zmin = R
min 220 2
4, 2 50
o o
o
U U
I
Z R
A
(A)
Pha ban đầu dòng điện: i u 0 0 0 Vậy i4,4 cos100t (A)
Bài tập 4: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120V, tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở 30 , cuộn cảm có độ tự cảm 0,4
(H) tụ điện có điện dung thay đổi
Điều chỉnh điện dung tụ điện điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại
A 150 V B 160 V C 100 V D 250 V
Giải:
40 12
0 160
40
0
L
L L
LMAX MAX L
MIN
V Z
U Z U Z
U I Z
Z R
120.40/30=160V (cộng hƣởng điện)
Chọn B
Bài tập 5: Một mạch điện xoay chiều RLC khơng phân nhánh có R=100, L=
H, tụ điện có điện dung C thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều )
4 100 cos(
200
t
uAB Giá trị
C công suất tiêu thụ mạch điện áp hai đầu R pha với điện áp hai đầu đoạn mạch nhận cặp giá trị sau đây:
A.C= 10
2
F , P=400W B C=
4 10
F , P=300W C
(5)C.C=
3 10
F , P=400W C C=
2 104
F , P=200W
Giải: Ta thấy uR pha với uAB nghĩa uAB pha với cường độ dòng điện i Vậy mạch xảy cộng hƣởng điện: ZL=ZC =>
L
Z
C Với ZL=L= 200 => C= 10
2
F
Lúc công suất P=Pmax= 400W 100
2002
R U
Chọn A
Bài tập 6: Mạch điện R,L,C nối tiếp, điện áp hai đầu mạch u = 220 cost(V) thay đổi Tính điện áp hiệu dụng đầu R biểu thức dịng điện có dạng iI0Cost:
A 220 (V) B 220(V) C 110(V) D 120 (V)
Giải: Dựa vào dạng phương trình cường độ dịng điện ta thấy lúc u i pha Nên mạch xảy cộng hƣởng điện =>thì uR=u=220 cost(V) =>UR=220
2 =220V Chọn B
Bài tập 7: Một mạch điện không phân nhánh gồm điện trở R=100,cuộn cảm có L thay đổi tụ có điện dung C Mắc mạch vào nguồn có u Cos t )V
6 100 (
100
Thay đổi L để điện áp hai đầu điện trở có giá trị hiệu dụng UR=100V Biểu thức sau cho cường độ dòng điện qua mạch:
A )
6 100
2
Cos t
i (A) B )
6 100 (
Cos t
i (A)
C )
4 100 (
2
Cos t
i (A) D.i 2Cos(100t) (A)
Giải: Theo đề ta có U=100V, UR=100V Vậy UR=U, mạch xảy cộng hƣởng điện
+ Lúc i pha với u I= A R
U
1 100 100
+Do i pha với u -> I0=I 2= => A ) 100 (
2
Cos t
(6)Chọn A
Bài tập 8: Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ Biết R = 200,
2
L
H,
4
10
C
F Đặt vào hai đầu mạch điện điện áp xoay
chiều u100cos100t (V) a Tính số ampe kế
b Khi R, L, C không đổi để số ampe kế lớn nhất, tần số dịng điện phải bao nhiêu? Tính số ampe kế lúc (Biết dây nối dụng cụ đo không làm ảnh hưởng đến mạch điện)
Bài giải:
a Cảm kháng: ZL L 100 2 200
; Dung kháng:
4
1
100 10
100
C
Z
C
Tổng trở mạch: Z R2ZL ZC2 2002200 100 2 100 5
Ta có : 100 1
100 5 5
o o
U I
Z
(A) ;Số ampe kế : 1 0,32
2 5 2
o A
I
I I (A)
b Ta có:
2
2
L C
U I
R Z Z
; Để số ampe kế cực đại IAmax Zmin ZL ZC 0
L C
Z Z
(cộng hưởng điện); 2 . 1 2 .
f L
f C
4
1
35,35
2 10
2
f
LC
Hz
Số ampe kế cực đại: IAmax = max
min
100
0,35 2.200
U U
I
Z R
(A)
Bài tập 9: Cho đoạn mạch hình vẽ :UAB 63 2cost V( ) RA 0, RV Cuộn dây cảm có cảm kháng ZL 200 , thay đổi C Vôn kế V cực đại 105V Số Ampe kế :
A.0,25A B.0,3A C.0,42A D.0,35A
C L
M
(7)HD: Cộng hưởng ZL =ZC => UAM max = AB 2 L
U
R Z
R
Thế số : 63 2
105 R 200
R
=> R =150; I = 63
150
R AB
U U
R R =0,42A Chọn C
Bài tập 10: Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ bên Cuộn dây có r= 10, L= H
10
Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp
xoay chiều có giá trị hiệu dụng 50V tần số 50Hz
Khi điện dung tụ có giá trị C1 số ampe kế cực đại 1A Giá trị R C1
A R = 40 C F
3
10
2
B R = 50 C F
3
10
C R = 40 10 F
1
C D R = 50 C F
3
10
2
C
R r, L
N M
(8)Website HOC247 cung cấp mơi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông 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 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
- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Tốn Chun dành cho em HS THCS lớp 6, 7, 8, yêu 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 môn 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 mơn Tốn- Lý - Hố, 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