CAC MACH DIEN XOAY CHIEU

A.. Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai dầu điện trở thuần đo đuợc bằng vôn kế xoay chiều là U = 150 V. Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều chạy trong đoạn mạch đo được bằng ampe [r]

CHỦ ĐỀ II DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU TRONG ĐOẠN MẠCH CHỈ CÓ ĐIỆN TRỞ THUẦN, TỤ ĐIỆN HOẶC CUỘN DÂY THUẦN CẢM

A TÓM TẮT KIẾN THỨC CĂN BẢN

Đoạn mạch có

điện trở R cuộn dây cảm cóĐoạn mạch có độ tự cảm L

Đoạn mạch có tụ điện có điện dung C

Sơ đồ mạch

Đặc điểm

hoặc

hoặc

hoặc

Định luật Ôm R

U

I R

R

0 

hoặc

R U

I R

R 

L L

L Z

U

I

0 

hoặc

L L

L Z

U I 

C C

C Z

U

I

0 

hoặc

C C

C Z

U

I 

B. MỘT SỐ BÀI TẬP

Bài : Đặt điện áp xoay chiều u220 2cos(100t)(V), t tính giây (s), vào hai đầu điện trở R = 110 Ω Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy qua điện trở R

Bài giải :

Biên độ dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở R :

2 2 110

2 220

0

0   

R U

I A

R L C

Giản đồ vectơ : Giản đồ vectơ : Giản đồ vectơ : - Điện trở R, đơn vị Ôm (Ω) - Cảm kháng ZL = ωL, đơn

vị Ôm (Ω) - Dung kháng C ZC



1

 ,

đơn vị Ôm (Ω) - Điện áp hai đầu điện

trở biến thiên điều hồ cùng pha với dịng điện.

- Điện áp hai đầu cuộn dây cảm biến thiên điều hồ sớm pha dịng điện góc

 .

- Điện áp hai đầu tụ điện biến thiên điều hoà trễ pha dịng điện góc

2

 .

R

U0

R

I0

R

U

R

I

L

U0

L

I0 2 



C

U0 2 



L

U

L

I 2





C

U IC



2 



(+) (+) (+)

(+)

(+)

Dòng điện chạy qua điện trở R biến đổi điều hoà tần số pha với điện áp xoay chiều hai đầu nên biểu thức dịng điện qua điện trở R là :

) )( 100 cos(

2 t A

i   , t tính giây (s)

Bài :Biểu thức cường độ dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở R ( ) 3 100 cos

2 t A

i 

  

 



   , t tính giây

(s) Hiệu điện hiệu dụng hai dầu điện trở đo đuợc vôn kế xoay chiều U = 150 V a) Xác định R

b) Viết biểu thức điện áp hai đầu điện trở R

Bài giải :

a) Điện trở R xác định từ định luật Ôm :

150 1

150   

I U

R Ω

b) Biên độ điện áp xoay chiều hai đầu điện trở R :

2 150 2

0 U 

U V

Điện áp hai đầu điện trở R biến đổi điều hoà tần số pha với dịng điện chạy qua nên biểu thức điện áp hai đầu điện trở R :

) ( 3 100 cos 2

150 t V

u 

  

 



   , t tính giây (s)

Bài :Biểu thức điện ápxoay chiều hai đầu đoạn mạch có cuộn dây cảm u200 2cos(100t)(V), t tính giây (s) Cường độ hiệu dụng dòng điện xoay chiều chạy đoạn mạch đo ampe kế xoay chiều I = A

a) Xác định độ tự cảm L cuộn dây

b) Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây c) Tính cường độ dịng điện qua cuộn dây vào thời điểm

400 3 

t s

Bài giải :

a) Cảm kháng cuộn dây cảm :

100 2

200   

I U

ZL Ω

Độ tự cảm cuộn dây cảm :

  

1 100

100

 

ZL

L H 318 μH

b) Biên độ dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây cảm :

2 2 2

0 I 

I A

Dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây cảm biến đổi điều hồ tần số trễ pha góc 2



so với điện áp hai đầu nên biểu thức cường độ dịng điện chạy qua cuộn dây cảm :

) ( 2 100 cos 2

2 t A

i 

  

 



   , t tính giây (s)

c) Cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây vào thời điểm

400 3 

t s :

2 2 400

3 . 100 cos 2

2 

  

 



  

i A

Bài : Dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây cảm có độ tự cảm



2 1 

L H có biểu thức )

( 3 100 cos 2

5 t A

i 

  

 



   , t tính giây (s)

a) Viết biểu thức điện áp hai đầu cuộn dây cảm b) Tính điện áp hai đầu cuộn dây vào thời điểm

600 1 

t s

Bài giải :

a) Cảm kháng cuộn dây cảm :

50 2

1 .

100 

 

  L

ZL Ω

Biên độ điện áp xoay chiều hai đầu cuộn dây cảm :

2 250 50 . 2 5

0

0 I ZL  

Điện áp xoay chiều hai đầu cuộn dây cảm biến đổi điều hoà tần số sớm pha góc 2



so với dịng điện chạy qua nên biểu thức điện áp xoay chiều hai đầu cuộn dây cảm :

) ( 6 100 cos 2 250 2

3 100 cos 2

250 t t V

u 

  

 

 

   

 

    

 



      , t tính giây (s)

b) Vào thời điểm

600 1 

t s điện áp hai đầu cuộn dây : 2 125 6

600 1 . 100 cos 2

250  

  

 



  

u V 176,8 V

Bài :Biểu thức điện áp xoay chiềugiữa hai đầu đoạn mạch có tụ điện u200 2cos(100t)(V), t tính giây (s) Cường độ hiệu dụng dòng điện xoay chiều chạy mạch đo ampe kế xoay chiều I = A

a) Xác định điện dung C của tụ điện

b) Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch

Bài giải :

a) Dung kháng tụ điện :

100 2

200   

I U

ZC Ω

Điện dung tụ điện :

 



4

10 100 . 100

1

1 

 

 C Z

C F 31,83 μF

b) Biên độ dòng điện chạy qua đoạn mạch :

2 2 2

0 I 

I A

Dòng điện chạy qua tụ điện biến đổi điều hoà tần số sớm pha góc 2



so với điện áp hai đầu nên biểu thức cường độ dòng chạy qua đoạn mạch :

) ( 2 100 cos 2

2 t A

i 

  

 



   , t tính giây (s)

Bài : Dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch chứa tụ điện có điện dung



2 104



C F

) ( 3 100 cos

2 t A

i 

  

 



   , t tính giây (s) Viết biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch

Bài giải :

Dung kháng tụ điện : 200

2 10 . 100

1 1

4 



 

  C

ZC

Ω Biên độ điện áp xoay chiều hai đầu đoạn mạch :

2 200 200 . 2

0

0 I ZC  

U V

Điện áp xoay chiều hai đầu tụ điện biến đổi điều hoà tần số trễ pha góc 2



so với dịng điện chạy qua nên biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch :

) ( 6 100 cos 2 200 2

3 100 cos 2

200 t t V

u 

  

 

 

   

 

    

 



      , t tính giây (s)

Bài : Một đoạn mạch điện xoay chiều chứa ba phần tử

điện : điện trở thuần, cuộn dây cảm, tụ điện Hình bên đồ thị biểu

diễn biến đổi theo thời gian điện áp hai đầu đoạn mạch

cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch điện Đoạn mạch điện

chứa phần tử điện ?

Bài giải :

Dựa vào đồ thị ta thấy u (t) i (t) biến đổi điều hoà với chu kì

hay u (t) i (t) biến đổi điều hoà với tần số

Ta thấy lúc t = i = sau i tăng nên pha ban đầu i

2



i  , lúc t = u = U0 (giá trị cực đại) nên pha ban đầu

u là u 0

i, u

t

i (t) u (t)

Như vậy, điện áp u (t) sớm pha dịng điện i (t) góc 2



Do đó, đoạn mạch chứa cuộn dây cảm

C CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: Chọn phát biểu nói đoạn mạch điện xoay chiều có điện trở R

A Dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở ln có pha ban ban đầu khơng

B Dịng điện xoay chiều chạy qua điện trở pha với điện áp xoay chiều hai đầu điện trở

C Nếu điện áp hai đầu điện trở có biểu thức dạng    

 

 

2 cos

0

 t U

u biểu thức cường độ dòng điện chạy qua điện trở R có dạng cos( t)

R U

i 

D Cường độ hiệu dụng I dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở, điện áp cực đại U0 hai đầu điện trở điện trở R liên

hệ với hệ thức

R U

I



Câu 2: Đặt vào hai đầu đoạn mạch có điện trở thuần R điện áp xoay chiều có biểu thức u U0cos(t) cường độ dịng điện

chạy qua điện trở có biểu thức iI 2cos( t i), I i xác định hệ thức tương ứng A

R U

I

 2 

 i B

R U I

2

0

 i 0 C

R U I

2

0



2



i  D

R U I

2

0

 i 0

Câu 3: Trong đoạn mạch điện xoay chiều có điện trở R, cường độ dịng điện chạy qua điện trở có biểu thức 

  

 

 

6 cos

0

 t I

i Biểu thức điện áp xoay chiều hai đầu điện trở R A uU0cos( t u) với U0 I0R u 0

B uU0cos( t u) với U0  2I0R u 0 C uU0cos( t u) với U0  2I0R

6   u

D uU0cos( t u) với U0 I0R

6   u

Câu 4: Đoạn mạch điện xoay chiều gồm hai điện trở R1 = 20 Ω R2 = 40 Ωmắc nối tiếp với Đặt vào hai đầu đoạn mạch

một điện áp xoay chiều có biểu thức u120 2cos(100t)(V), t tính giây (s) Kết luận sau không đúng ? A Dòng điện xoay chiều chạy qua hai điện trở pha với

B Dòng điện xoay chiều chạy qua hai điện trở có cường độ hiệu dụng I = A C Dòng điện xoay chiều chạy qua hai điện trở có biểu thức i 2 2sin(100t)(A)

D Dòng điện xoay chiều chạy qua hai điện trở R1 R2 có cường độ cực đại I01 = 6 2 A I02 = 3 2 A

Câu 5: Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện có điện trở R = 220 Ω điện áp xoay chiều có biểu thức )

( 3 100 cos 2

220 t V

u 

  

 



   , t tính giây (s) Biểu thức cường độ dòng điện chạy qua điện trở R là

A ( )

3 100 cos

2 t A

i 

  

 



   B ( )

6 100 cos

2 t A

i 

  

 



  

C ( )

3 100 cos

2 t A

i 

  

 



   D ( )

6 100 cos

2 t A

i 

  

 



  

Câu 6: Đoạn mạch điện xoay chiều gồm hai điện trở R1 = 60 Ω R2 = 90 Ω mắc song song với Đặt vào hai đầu đoạn

mạch điện áp xoay chiều có biểu thức ( )

6 100 cos 2

180 t V

u 

  

 



   , t tính giây (s) Kết luận sau khơng đúng ?

A Dịng điện xoay chiều chạy qua hai điện trở pha với pha với điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch B Dòng điện xoay chiều chạy qua hai điện trở R1 R2 có cường độ hiệu dụng I1 = 3A I2 = 2A

C Dòng điện xoay chiều chạy qua hai điện trở có biểu thức tức thời ( )

6 100 cos 2

6 t A

i 

  

 



D Dòng điện xoay chiều chạy qua hai điện trở R1 R2 có cường độ cực đại I01 = 3 2 A I02 = 2 2 A

Câu 7: Biểu thức cường độ dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở R = 110 Ω ( ) 2 100 cos 2

2 t A

i 

  

 



   , t tính

bằng giây (s) Biểu thức điện áp xoay chiều hai đầu điện trở

A u 220 2cos(100t)(V) B u110 2cos(100t)(V)

C ( )

2 100 cos 2

220 t V

u 

  

 



   D ( )

2 100 cos 2

110 t V

u 

  

 



  

Câu 8: Hai bóng đèn điện có số ghi 110 V – 75 W mắc nối tiếp mắc vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 220 V tần số f = 50 Hz Xem dây tóc bóng đèn có tác dụng điện trở Chọn gốc thời gian lúc dịng điện qua hai bóng đèn có cường độ tức thời cực đại Biểu thức cường độ tức thời dịng điện xoay chiều chạy qua hai bóng đèn

A ( )

2 100 cos 682 ,

0 t A

i 

  

 



   B i 0,964cos100t(A)

C ( )

2 100 cos 364 ,

1 t A

i 

  

 



   D i1,928cos100t(A)

Câu 9: Hai bóng đèn điện có số ghi 220 V – 25 W mắc song song mắc vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 220 V tần số f = 50 Hz Xem dây tóc bóng đèn có tác dụng điện trở Chọn gốc thời gian lúc dịng điện qua hai bóng đèn có cường độ tức thời cực đại Biểu thức cường độ tức thời dòng điện xoay chiều chạy qua bóng đèn

A i 0,114cos100t(A) B i0,161cos100t(A)

C ( )

2 100 cos 227 ,

0 t A

i 

  

 



   D ( )

2 100 cos 321 ,

0 t A

i 

  

 



  

Câu 10: Một bóng đèn điện có ghi 220 V – 100 W dùng với dòng điện xoay chiều tần số f = 50 Hz Xem dây tóc bóng đèn có tác dụng điện trở Cho biết đèn sáng bình thường Chọn gốc thời gian lúc điện áp tức thời hai đầu bóng đèn khơng sau điện áp tức thời có giá trị dương Biểu thức cường độ tức thời dòng điện xoay chiều chạy qua bóng đèn

A ( )

2 100 cos 455 ,

0 t A

i 

  

 



   B i 0,643cos100t(A)

C ( )

2 100 ( cos 643 ,

0 t A

i 

  

 



   D i 0,455cos100t(A)

Câu 11: Phát biểu sau nói đặc điểm cuộn dây cảm ?

A Cuộn dây cảm cho dòng điện chiều qua khơng cho dịng điện xoay chiều qua B Cuộn dây cảm cho dòng điện xoay chiều qua nên khơng có tính cản trở dòng điện xoay chiều

C Cuộn dây cảm có cản trở dịng điện xoay chiều, dịng điện xoay chiều có tần số lớn bị cản trở

D Cuộn dây cảm có cản trở dịng điện xoay chiều, dịng điện xoay chiều có tần số lớn bị cản trở nhiều

Câu 12: Đặt điện áp xoay chiều hình sin u U0cos(t) vào hai đầu đoạn mạch có cuộn dây cảm Nếu độ tự cảm

của cuộn dây khơng đổi cảm kháng cuộn dây

A lớn tần số dòng điện nhỏ B nhỏ tần số dòng điện lớn

C lớn tần số dòng điện lớn D khơng phụ thuộc tần số dịng điện.

Câu 13: Sự phụ thuộc cảm kháng ZL cuộn dây cảm có độ tự cảm L khơng đổi vào tần số f dòng điện

xoay chiều hình sin chạy qua cuộn dây diễn tả đồ thị hình sau ?

A Hình B Hình C Hình D Hình

Câu 14: So với điện áp, dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch có cuộn dây cảm biến đổi điều hồ A sớm pha góc

2



B trễ pha góc

2

 ZL

f 0

ZL

f 0

Z L

f 0

Z L

f 0

C sớm pha góc 4



D trễ pha góc

4



Câu 15: Trong đoạn mạch điện xoay chiều có cuộn dây cảm có độ tự cảm L, điện áp hai đầu cuộn dây có biểu thức )

cos(

0 t

U

u   cường độ điện chạy qua đoạn mạch có biểu thức iI 2cos( t i), I i xác định hệ thức

A I U0L i 0 B

L U I   2  i 

C L U I  2  2 

i  D

L U I  2  2   i

Câu 16: Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện có cuộn dây cảm có độ tự cảm L điện áp xoay chiều có biểu thức )

cos(

0 t

U

u   dịng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch có biểu thức

A i LU0cos(t) B 

       2 cos  

LU t

i

C 

       2 cos

0  

L t

U

i D 

       2 cos

0  

L t

U

i

Câu 17: Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện có cuộn dây cảm có độ tự cảm



1 

L H điện áp xoay chiều có biểu thức u220 2cos(100t)(V), t tính giây (s) Dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch có biểu thức

A i 2,2 2cos(100t)(A) B ( ) 2 100 cos 2 2 ,

2 t A

i          

C ( )

2 100 cos 2 ,

2 t A

i       

   D ( )

2 100 cos 2 2 ,

2 t A

i          

Câu 18: Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện có cuộn dây cảm có độ tự cảm



1 

L H điện áp xoay chiều có biểu

thức ( )

6 100 cos 2

220 t V

u       

   , t tính giây (s) Dịng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch có biểu thức

A ( )

6 100 cos 2 2 ,

2 t A

i       

   B ( )

2 100 cos 2 2 ,

2 t A

i          

C ( )

3 100 cos 2 ,

2 t A

i       

   D ( )

3 100 cos 2 2 ,

2 t A

i          

Câu 19: Dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch có cuộn dây cảm có độ tự cảm



1 

L H có biểu thức ) ( 6 100 cos 2

2 t A

i       

   , t tính giây (s) Biểu thức điện áp xoay chiều hai đầu đoạn mạch

A ( )

3 100 cos

200 t V

u       

   B ( )

3 100 cos 2

200 t V

u          

C ( )

6 100 cos 2

200 t V

u       

   D ( )

2 100 cos 2

200 t V

u          

Câu 20: Biểu thức điện áp xoay chiều hai đầu đoạn mạch có cuộn dây cảm ( ) 3 100 cos

200 t V

u       

   , t tính

bằng giây (s) Mắc ampe kế xoay chiều nối tiếp vào đoạn mạch ampe kế A Độ tự cảm cuộn dây

A.L ≈ 225 H B.L ≈ 70,7 H C.L ≈ 225 mH D.L ≈ 70,7 mH

Câu 21: Phát biểu sau khơng đúng nói đặc điểm tụ điện ?

A Tụ điện khơng cho dịng điện chiều qua cho dòng điện xoay chiều “đi qua”

B Tụ điện cho dòng điện xoay chiều “đi qua” nên khơng có tính cản trở dịng điện xoay chiều

C Tụ điện có cản trở dịng điện xoay chiều, dịng điện xoay chiều có tần số lớn bị cản trở D Tụ điện có cản trở dịng điện xoay chiều, dịng điện xoay chiều có tần số nhỏ bị cản trở nhiều

Câu 22: Đặt điện áp xoay chiều hình sin u U0cos(t) vào hai đầu đoạn mạch có tụ điện Nếu điện dung tụ điện

A lớn tần số dòng điện lớn B nhỏ tần số dòng điện lớn

C nhỏ tần số dịng điện nhỏ D khơng phụ thuộc tần số dịng điện.

Câu 23: Xét cơng thức tính dung kháng ZC tụ điện có điện dung C khơng đổi với dịng điện xoay chiều có tần số f

thay đổi :

fC ZC



2 1

 Nếu đặt y ZC x f

1

 đồ thị biểu diễn phụ thuộc y theo x có dạng ?

A Hình B Hình C Hình D Hình

Câu 24: So với điện áp hai đầu đoạn mạch, dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch có tụ điện biến đổi điều hồ

A sớm pha góc

2



B trễ pha góc

2



C sớm pha góc

4



D trễ pha góc

4



Câu 25: Đặt vào hai đầu tụ điện điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U khơng đổi tần số 50 Hz cường độ hiệu dụng qua tụ A Để cường độ hiệu dụng qua tụ A tần số dịng điện

A 25 Hz B 50 Hz C 100 Hz D 200 Hz

Câu 26: Trong đoạn mạch điện xoay chiều có tụ điện có điện dung C, điện áp hai đầu tụ điện có biểu thức u U0cos(t)

cường độ dịng điện chạy qua đoạn mạch có biểu thức iI 2cos( t i), I i xác định hệ thức A I U0C i 0 B

C U I



2

0



2

 i  C

C U I



2

0



2 

 i D

2

0 C U

I  

2   i

Câu 27: Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện có tụ điện có điện dung C điện áp xoay chiều có biểu thức u U0cos(t)

thì dịng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch có biểu thức

A i CU0cos(t) B 

  

 

 

2 cos

0

 

CU t

i

C 

  

 

 

2 cos

0 



C t

U

i D 

  

 

 

2 cos

0 



C t

U

i

Câu 28: Biểu thức điện áp xoay chiều hai đầu đoạn mạch điện chứa tụ điện u250 2cos(100t)(V), t tính giây (s) Dịng điện chạy qua đoạn mạch có cường độ hiệu dụng I = A Điện dung C của tụ điện

A.C ≈ 25,5 F B.C ≈ 25,5 μF C.C ≈ 125 F D.C ≈ 125 μF

Câu 29: Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện có tụ điện có điện dung



10



C F điện áp xoay chiều có biểu thức )

)( 100 cos(

220 t V

u  , t tính giây (s) Dịng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch có biểu thức A i 2,2 2cos(100t)(A) B ( )

2 100 cos 2 2 ,

2 t A

i 

  

 



  

C ( )

2 100 cos 2 ,

2 t A

i 

  

 



   D ( )

2 100 cos 2 2 ,

2 t A

i 

  

 



  

y

x 0

y

x 0

y

x 0

y

x 0

Câu 30: Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện có tụ điện có điện dung



10



C F điện áp xoay chiều có biểu thức )

( 6 100 cos

200 t V

u 

  

 



   , t tính giây (s) Dịng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch có biểu thức

A ( )

3 100 cos

2 t A

i 

  

 



   B ( )

2 100 cos

2 t A

i 

  

 



  

C ( )

3 100 cos

2 t A

i 

  

 



   D ( )

6 100 cos

2 t A

i 

  

 



  

Câu 31: Dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch có tụ điện có điện dung



10



C F có biểu thức )

( 3 100 cos 2

2 t A

i 

  

 



   , t tính giây (s) Biểu thức điện áp xoay chiều hai đầu tụ điện

A ( )

6 100 cos

200 t V

u 

  

 



   B ( )

3 100 cos 2

200 t V

u 

  

 



  

C ( )

6 100 cos 2

200 t V

u 

  

 



   D ( )

2 100 cos 2

200 t V

u 

  

 



  

Câu 32: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm tụ điện có điện dung



10 .

2 



C F mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung



3 10 .

2

2





C F Dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch có biểu thức ( )

3 100

cos t A

i 

  

 



   , t tính giây (s) Biểu thức điện áp xoay chiều hai đầu đoạn mạch

A ( )

6 100 cos

200 t V

u 

  

 



   B ( )

3 100 cos

200 t V

u 

  

 



  

C ( )

6 100 cos 7 ,

85 t V

u 

  

 



   D ( )

2 100 cos 7 ,

85 t V

u 

  

 

