Bài 11 ĐH - 2010: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số 50Hz vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có [r]
(1)I - ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Bài 1: Cho đoạn mạch gồm R, L, C mắc nối tiếp; R = 10 hiệu điện A u 100 cos 100 t i 5 2cos 100 t / 3 ; L = 0,3 / (H); C = 10 / 2 (F) Đặt vào hai đầu đoạn mạch (V) a) Viết biểu thức cường độ dòng điện mạch (A) i 5cos 100 t / C (A) b) Viết biểu thức hiệu điện hai đầu phần tử R; L; C A B i 5 2cos 100 t / D i 5cos 100 t / (A) (A) u R 86,5 cos 100 t / u L 150 cos 100 t / 3 uC 100 cos 100 t 2 / ; ; B A u R 86,5 cos 100 t / uL 150 cos 100 t / uC 100 cos 100 t 2 / C A u R 86,5 cos 100 t / u L 150 cos 100 t / 3 uC 100 cos 100 t 2 / 3 ; ; ; ; u 86,5 cos 100 t / u 150 cos 100 t / 3 uC 100 cos 100 t 2 / D A R ; L c) Công suất tiêu thụ và hệ số công suất mạch? A P = 432,5W; 0,566 B P = 432,5W; 0,866 Bài 2: Tại thời điểm t (s), điện áp ; C P = 234,5W; 0,668 u 200 2cos 100 t / điện áp này có giá trị là A -100V B 100 D P = 234,5W; 0,668 (V) có giá trị 100 V và giảm sau thời điểm đó 1/300s 3V C -100 V D 200V Bài 3: Cho đoạn mạch RLC nối tiếp có R = 50 ; L = 159mH, C = 31,8 μF Điện áp hai đầu đoạn mạch có biểu thức u = 120cos100 π t(V) Nhiệt lượng tỏa trên điện trở R phút là: A 1000J B 4320J C 432J D 200J i I cos 100 t / Bài 4: Cho mạch điện RLC nối tiếp Biết cường độ dòng điện mạch có biểu thức Tính từ thời điểm cường độ dòng điện qua mạch triệt tiêu, sau khoảng thời gian T/4 thì điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng đoạn mạch là I 0C B 100 I 0C C 25 I 0C D 50 A Bài 5: Một đèn ống huỳnh quang đặt hiệu điện có giá trị cực đại 127V và tần số 50Hz Biết đèn sáng hiệu điện u 90 V tức thời đặt vào đèn Tinh thời gian trung bình đèn sáng phút? A 30s B 40s C 20s D 1s Bài 6: Cho mạch điện xoay chiều chứa tụ điện Hiệu điện hai đầu đoạn mạch có dạng u = U 0sin2 ft (V) Tại thời điểm t giá trị tức thời cường độ dòng điện qua tụ và hiệu điện hai đầu đoạn mạch là 2 A, 60 V Tại thời điểm t2 giá trị tức thời A, 60 V Dung kháng tụ điện A 20 Ω B 20 Ω C 30 Ω D 40 Ω Bài 7: Người ta dùng vôn kết (có điện trở lớn) và điện trở đã biết R = 100 để xác định điện dung C tụ, điện cường độ dòng điện qua tụ và hiệu điện hai đầu đoạn mạch là trở r cùng hệ số tự cảm L cuộn dây Lần đầu mắc tụ nối tiếp với cuộn dây vào hiệu điện xoay chiều f = 50Hz, và đo các hiệu điện U = 200V hai đầu đoạn mạch, Ud = 80 V hai đầu cuộn dây, UC = 200V hai đầu tụ Lần hai mắc thêm điện trở R nối tiếp với tụ và cuộn dây vào mạch điện đo hiệu điện hai đầu tụ a) Hãy tính r, L, C U C' 200 / 3 A 200 ; 0,318H; 12,7 F B 200 ; 0,626H; 12,7 F C 100 ; 0,626H; 12,7 F D 100 ; 0,318H; 12,7 F b) Tính công suất tiêu thụ trường hợp trên A 28W; 53W B 128W; 53W C 280W; 530W D 12W; 5W Bài 8: Cho đoạn mạch RLC mắc nối tiếp R = 50 , C = 2.10 / ( 3 ) (F), cuộn dây cảm Đặt vào hai đầu đoạn mạch u 100 cos 100 t hiệu điện ; Mắc khóa K song song với cuộn dây; K đóng hay mở thì cường độ dòng điện hiệu dụng mạch Tính L và I ? A 0,55H; 1A B 1H; 0,55A C 0,5H ; 2A D 2H; 0,5A Bài 9: Cho mạch điện xoay chiều RLC Cuộn dây cảm L = điện u 200 cos 100 t 0,3 / (H), C = 4.10 / (F); R là biến trở Đặt mạch vào hiệu V a) Viết biểu thức uR công suất mạch đạt cực đại A u R 200 cos 100 t / V B u R 200 cos 100 t / V C uR 100 cos 100 t / V D u R 100 cos 100 t / V (2) b) Cho R = 20 , Hỏi phải ghép với C tụ C nào và bao nhiêu để công suất tiêu thụ mạch đạt cực đại; Viết biểu thức hiệu điện hai đầu cuộn cảm đó A mắc song song C1 = 0,637 mF B mắc nối tiếp C1 = 0,637 mF C mắc song song C1 = 0,637 F D mắc nối tiếp C1 = 0,637 F Bài 10: Cho đoạn mạch gồm R, L, C mắc theo thứ tự trên vào đoạn mạch AB M là điểm L và C; Biểu thức hiệu điện tức thời hai điểm A và M là uAM = uRL = 200 cos100 π t(V) Viết biểu thức uAB? A u AB 200 cos 100 t u (V) B 200 cos 100 t / u AB 200 cos 100 t u (V) 200 cos 100 t / C AB (V) D AB (V) Bài 11: Một cuộn dây có điện trở r, độ tự cảm L Mắc cuộn dây vào hiệu điện chiều U = 10V thì cường độ dòng điện qua u 100 2sin 100 t cuộn dây là 0,4A Khi mắc cuộn dây vào hiệu điện xoay chiều (V) thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là 1A Độ tự cảm cuộn dây là :A 0,308H B 0,968H C 0,488H D 0,729H Bài 12: Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở R và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch là u = 100 √ cos100t (V), bỏ qua điện trở dây nối Biết cường độ dòng điện mạch có giá trị hiệu dụng là √3 A và lệch pha π so với điện áp hai đầu đoạn mạch Giá trị R và C là 50 10−3 F và C = 5π √3 −3 10 C R = 50 √ và C = F π 50 10− F và C = 5π √3 −4 10 D R =50 √ và C = F π A R = B R = II CÔNG SUẤT, HỆ SỐ CÔNG SUẤT Bài 1: Cường độ dòng điện tức thời qua mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp là i = I0cos( t) đặt vào hai đầu đoạn mạch đó điện áp xoay chiều u = U0cos( t+ ) Công suất tức thời đoạn mạch xác định theo công thức: p U I cos cos t p 0,5U I cos p 0,5U I cos cos 2t p U I cos 0 0 B D 0 0 A C Bài 2: Cho đoạn mạch RLC nối tiếp, đó R thay đổi Hiệu điện hiệu dụng hai đầu đoạn mạch là U Khi R thay đổi có hai giá trị R1 và R2 R để mạch có cùng công suất và độ lệch pha u và i tương ứng là a) Tìm hệ thức liên hệ R1 và R2 A R1 R2 U / P ; R1.R2 Z L Z C B R1 R2 2U / P ; R1.R2 Z L Z C R R2 U / P ; R1.R2 Z L Z C D / 2 / D 1 2 / B C 220 2cos100 t Bài 3: Cho AB (V) đặt vào đoạn mạch gồm phần tử R, L = / (H), C = 10 công suất mạch đạt cực đại là P1 Khi R = R2 R = R3 thì PAB = P2 = P3 < P1 Tìm quan hệ R1, R2, R3 R1 R R R 2 R R2 U / P ; R1.R2 Z L Z C C 2 b) Tìm hệ thức liên hệ và A u 1 và R2 R3 R2 R3 R R R 4 / (F) Khi R = R1 thì R 2 R R 3 A B C D Bài 4: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, điện trở R thay đổi Cuộn dây không cảm có điện trở r Khi R = R R = R2 thì mạch tiêu thụ công suất a) Tìm R để công suất mạch đạt giá trị cực đại và giá trị cực đại đó; đó hệ số công suất mạch = ? A PAB max PAB max R R1 r R2 r r ; U2 2 R r C PAB max U2 R r R R1 R2 r r PAB max ; B U2 2 R r R R1 r R2 r r ; R D R1 r R2 r r ; U2 2 R r b) Tìm R để công suất tiêu thụ trên biến trở R đạt cực đại và giá trị cực đại đó; đó hệ số công suất mạch = ? A R Z L ZC PR max ; U2 R r B C R r Z L ZC PR max U 2 R r R Z L ZC r PR max ; U PR max 2r D R 0; U2 2 R r (3) c) Tìm R để công suất tiêu thụ trên cuộn dây đạt cực đại,và giá trị cực đại đó; đó hệ số công suất mạch = ? R Z Z R Z Z r L C L C A R = B C R = D Bài 5: Cho đoạn mạch RLC nối tiếp, cuộn dây cảm có độ tự cảm L thay đổi Khi L = L L = L2 thì công suất (hoặc dòng điện độ lệch pha) mạch có giá trị a) Hỏi với giá trị nào L thì công suất mạch có giá trị cực đại: L L L L C C C C 1 1 L L1 L2 D L1 L2 1 L L1 L2 C C1 C2 1 C C1 C2 C A B Bài 6: Cho đoạn mạch RLC nối tiếp, tụ có điện dung thay đổi Khi C = C C = C2 thì công suất đoạn mạch có giá trị Để công suất mạch đạt giá trị cực đại thì điện dung C bằng: 1 1 C C1 C2 D A B Bài 7: Cho đoạn mạch RLC mắc nối tiếp vào mạch điện có tần số f thay đổi Người ta thấy có hai giá trị tần số f1 và f2 mạch cho cùng giá trị công suất P1 = P2 Thay đổi f đến tần số f0 thì thấy công suất mạch đạt cực đại Tìm f0 f f2 f2 f f f 1/ f 1/ f 1/ f f f f 2 2 A B C D Bài 8:(ĐH 2011) Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM gồm điện trở R = 40 Ω mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C =10-3/4π (F), đoạn mạch MB gồm điện trở R2 mắc nối tiếp với cuộn cảm Đặt vào A, B điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi thì điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch AM và MB là: u AM 50 2cos 100 t 7 /12 A 0,84 B 0,71 u 150cos100 t (V) Hệ số công suất đoạn mạch AB là (V) và MB C 0,95 D 0,86 Bài 9:(ĐH 2011) Đặt điện áp u = U cos2πft (U không đổi, tần số f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C Khi tần số là f thì cảm kháng và dung kháng đoạn mạch có giá trị là Ω và Ω Khi tần số là f2 thì hệ số công suất đoạn mạch Hệ thức liên hệ f1 và f2 là f2 f1 f2 f1 f f1 C f f1 D A B Bài 10: ĐH - 2010): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và 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 tu điện, hai đầu biến trở và hệ số công suất đoạn mạch biến trở có giá trị R1 là UC1, UR1 và cos1; biến trở có giá trị R thì các giá trị tương ứng nói trên là U C2, UR2 và cos2 Biết UC1 = 2UC2, UR2 = 2UR1 Giá trị cos1 và cos2 là: 1 1 cos 1 , cos 2 cos 1 , cos 2 cos 1 , cos cos 1 , cos 2 5 5 2 A B C D III MẠCH CÓ R, L, C HOẶC f BIẾN ĐỔI U2 P Z Z C max R 3.1 Thay đổi L C Điều kiện để Pmax: L Trong mạch xảy cộng hưởng điện, hệ số công suất cos 1 3.2 Thay đổi R, tìm R để Pmax U2 Pmax cos = R Z Z L C 2R ; a) Mạch R, L, C, r = 0: PAB max b) Mạch R, L,r, C * Tìm R để công suất trên mạch AB cực đại: * Tìm R để công suất trên R cực đại: 3.3 R thay đổi có hai giá trị R1, R2 cho cùng công suất P < Pmax P I R U2 R Z L ZC PR 2 R PR U R P Z L Z C 0 U2 R1 R2 P và Theo Vi-ét: R1R2 Z L Z C U2 R1 R2 2r P Nếu cuộn dây có r: Bài tập R thay đổi và ( R1 r )( R2 r ) Z L Z C max U2 cos = R r R r Z L ZC ; U2 2 2( R +r) R r ( Z L Z C ) (4) Bài 1: Đoạn mạch AB gồm biến trở R thay đổi từ đến 100 , tụ điện C có điện dung thay đổi và cuộn cảm L = 1/ u 220 2cos 100 t (H) mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB điện áp V Điều chỉnh C đến giá trị C khác 0, thì thấy hiệu điện hiệu dụng URC không phụ thuộc vào R thay đổi giá trị R Giá trị C0 và URC là: 4 4 4 4 A 10 / (F); 110(V) B 2.10 / (F); 220(V) C 10 / (F); 220(V) D 2.10 / (F); 110(V) Bài 2(ĐH – 2007): Đặt hiệu điện u = U 0sinωt (U0 và ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh Biết độ tự cảm và điện dung giữ không đổi Điều chỉnh trị số điện trở R để công suất tiêu thụ đoạn mạch đạt cực đại Khi đó hệ số công suất đoạn mạch A 0,85 B 0,5 C D 1/√2 Bài 3(ĐH – 2008): Đoạn mạch điện xoay chiều gồm biến trở R, cuộn dây cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Biết hiệu điện hiệu dụng hai đầu đoạn mạch là U, cảm kháng Z L, dung kháng ZC (với ZC ZL) và tần số dòng điện mạch không đổi Thay đổi R đến giá trị R0 thì công suất tiêu thụ đoạn mạch đạt giá trị cực đại Pm, đó Pm U2 R0 Pm Z2L ZC R Z Z L C A R0 = ZL + ZC B C D Bài 4: Đoạn mạch xoay chiều AB gồm cuộn cảm L, nối tiếp với biến trở R Hiệu điện hai đầu mạch là U AB ổn định, tần số f Ta thấy có giá trị biến trở là R và R2 làm độ lệch pha tương ứng u AB với dòng điện qua mạch là 1 và 2 Cho biết 1 + 2 = Độ tự cảm L cuộn dây xác định biểu thức: A L = B L = C L = D L = Bài 5: Cho mạch gồm điện trở R và cuộn dây cảm L mắc nối tiếp, L thay đổi Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch là U, tần số góc ω = 200(rad/s) Khi L = L1 = π /4(H) thì u lệch pha so với i góc ϕ và L = L2 = 1/ π (H) thì u lệch pha so với i góc ϕ Biết ϕ + ϕ = 900 Giá trị điện trở R là A 50 Ω B 65 Ω C 80 Ω D 100 Ω Bài 6: Cho mạch điện RLC mắc nối tiếp Biết dung kháng Z C = 48 Ω Hiệu điện hiệu dụng hai đầu mạch là U, tần số f Khi R = 36 Ω thì u lệch pha so với i góc ϕ và R = 144 Ω thì u lệch pha so với i góc ϕ Biết |ϕ 1| + |ϕ 2| = 900 Cảm kháng mạch là A 180 Ω B 120 Ω C 108 Ω D 54 Ω Bài (ĐH – 2009): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở R mắc nối tiếp với tụ điện Dung kháng tụ điện là 100 Ω Khi điều chỉnh R thì hai giá trị R và R2 công suất tiêu thụ đoạn mạch Biết điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện R = R hai lần điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện R = R Các giá trị R1 và R2 là: A R1 = 50 Ω, R2 = 100 Ω B R1 = 40 Ω, R2 = 250 Ω C R1 = 50 Ω, R2 = 200 Ω D R1 = 25 Ω, R2 = 100 Bài 8: ĐH - 2010): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và 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 tu điện, hai đầu biến trở và hệ số công suất đoạn mạch biến trở có giá trị R1 là UC1, UR1 và cos1; biến trở có giá trị R thì các giá trị tương ứng nói trên là U C2, UR2 và cos2 Biết UC1 = 2UC2, UR2 = 2UR1 Giá trị cos1 và cos2 là: 2 1 1 cos 1 , cos 2 cos 1 , cos 2 cos 1 , cos cos 1 , cos 2 5 5 2 A B C D Mạch RLC có C thay đổi Zmin; Imax; UR max; ULmax; URLmax; PABmax; cos max ; u cùng pha với i, cùng pha với uR ; uL sớm Z Z C pha / so với uAB L R Z L2 U R Z L2 Z U C max C U RL U AB u / i ZL R 4.1 Để mạch có cộng hưởng 4.2 Để UCmax ; đó 4.3 Để URcmax : 4.4 URCmax U RL U RC C ; (chứng minh theo giản đồ) Z Z L Z C R 0 (c/m theo đạo hàm) U L U RL U C U RC tan tan Z Z R L C (R L và C) ; 4.5 C biến đổi có hai giá trị C1 và C2 cho ZL ZC ZC u / i1 u / i2 Z1 = Z2 I1 = I2 P1 = P2 Khi đó: 1 2C1C2 2 C Z C 2 Z C1 Z C C C1 C2 C1 C2 * đề bài yêu cầu tìm C để có cộng hưởng điện thì ; U U C Tìm C để hiệu điện 4.6 Có hai giá trị C (C1 và C2) làm cho hiệu điện trên tụ hai trường hợp C1 1 1 C1 C2 Z C Z C1 Z C C trên tụ đạt cực đại, thì C thỏa mãn 4.7 Khi C = C1 C = C2 (giả sử C1 > C2) thì i1 và i2 lệch pha góc Nếu I1 = I2 thì u AB / i1 u AB / i2 / u AB / i1 u AB / i2 (5) I I tan tan u AB / i1 tan u AB /i2 thì Nếu Bài tập vận dụng u AB / i1 u AB / i2 Bài 1: Cho đoạn mạch xoay chiều RLC Cuộn dây cảm L = 1/ (H) Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch u U 2cos 100 t / (V) Khi cho C thay đổi, thấy có giá trị là 150V Giá trị R và điện áp hiệu dụng U đoạn mạch là C 10 / 2 (F) thì hiệu điện trên tụ đạt cực đại A 150 ; 75V B 100 ; 75 V C 100 ; 150V D 150 ; 200V Bài 2: Cho mạch điện RLC mắc nối tiếp, đó có tụ C thay đổi Đặt vào hai đầu mạch điện hiệu điện xoay chiều u U 2cost Khi thay đổi điện dung tụ để hiệu điện hiệu dụng trên tụ đạt giá trị cực đại và U Chọn biểu thức đúng A Z L R / B Z L 2 R C Z L R D Z L 3R u 30 2cos t Bài 3: cho đoạn mạch RLC, cuộn dây cảm Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện (V) Khi cho C thay đổi ta thấy có giá trị C làm cho UC cực đại và lúc đó thấy điện áp trên cuộn dây UL = 32V Giá trị cực đại UC là A 30V B 40V C 50V D 60V C 2.10 / C 10 /1,5 (F) thì công Bài 4: Cho đoạn mạch RLC nối tiếp, tụ có điện dung thay đổi Khi (F) suất đoạn mạch có giá trị Để công suất mạch đạt giá trị cực đại thì điện dung C bằng: A 2.10 / 3 (F) B 10 4 / 2 (F) C 310 / 2 (F) C1 10 / D 10 4 / (F) C2 3.10 / 4 Bài 5: Cho đoạn mạch RLC nối tiếp, tụ có điện dung thay đổi Khi (F) (F) thì hiệu điện hiệu dụng hai đầu tụ điện có giá trị Để hiệu điện hiệu dụng hai đầu tụ đạt giá trị cực đại thì điện dung C bằng: A 2,5.10 / (F) B 2.10 / (F) C 1,5.10 4 / (F) D 4.10 / Bài 6: Đoạn mạch xoay chiều gồm đoạn AM nối tiếp đoạn MB Đoạn AM gồm điện trở R = 30 , mắc nối tiếp với cuộn cảm L = 0,4/ (H); đoạn MB là tụ điện có điện dung thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có hdt hiệu dụng không đổi, tần số 50Hz Điều chỉnh điện dung tụ để điện áp hiệu dụng đoạn AM đạt cực đại là 120V, lúc đó điện áp hai đầu tụ điện có giá trị: A 96V B 144V C 200V D 150V Bài 7: Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp, điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, có tần số 50Hz Giá trị các phần tử là R = 30 , L = 0,4/ (H); điện dung tụ thay đổi Lúc điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại là 150 thì điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch RL có giá trị 90V Hệ số công suất đoạn mạch lúc này là: A B 0,8 C 0,75 D 0,6 Bài 8: Một tụ điện C có điện dung thay đổi, nối tiếp với điện trở R = 10 và cuộn dây cảm có độ tự cảm L = 0,2/ (H) mạch điện xoay chiều tần số 50Hz Để điện áp hiệu dụng đoạn mạch R nối tiếp C là U RC đạt cực đại thì điện dung C phải có giá trị cho dung kháng A 20 B 30 C 40 D 35 Bài (CĐ- 2008): Một đoạn mạch RLC không phân nhánh gồm điện trở 100 Ω , cuộn dây cảm có hệ số tự cảm L=1/(10π) và tụ điện có điện dung C thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện hiệu điện u = 200 √2sin100π t (V) Thay đổi điện dung C tụ điện hiệu điện hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại Giá trị cực đại đó A 200 V B 100√2 V C 50√2 V D 50 V Bài 10 (ĐH - 2010): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V và tần số không đổi vào hai đầu A và B đoạn mạch mắc nối thứ tự gồm biến trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi Gọi N là điểm nối cuộn cảm và tụ điện Các giá trị R, L, C hữu hạn và khác không Với C = C thì điện áp hiệu dụng hai đầu biến trở R có giá trị không đổi và khác không thay đổi giá trị R biến trở Với C = C1 / thì điện áp hiệu dụng A và N A 200 V B 100 V C 100 V D 200 V Bài 11 (ĐH - 2010): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số 50Hz vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi Điều chỉnh điện dung C đến giá trị 10 10 F F 4 2 thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch có giá trị Giá trị L H H H H A 2 B C 3 D Bài 12 (ĐH 2011): Đặt điện áp xoay chiều u = U cos100πt (U không đổi, t tính s) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm 1/(5π) (H) và tụ điện có điện dung C thay đổi Điều chỉnh điện dung tụ điện để điện áp hiệu dụng hai tụ điện đạt giá trị cực đại Giá trị cực đại đó U Điện trở R A 20 Ω B 10 Ω C 20 Ω D 10 Ω Bài 13: Một cuộn dây không thần cảm nối tiếp với tụ điện có điện dung C mạch điện xoay chiều có điện áp u = U0 cos t (V) thì dòng điện mạch sớm pha điện áp u là 1 , điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây là 30V Biết thay đổi tụ C (6) 2 / 1 và điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây B 30 V C 60 V D 30V tụ có điện dung C' = 3C thì dòng điện mạch chậm pha điện áp u là là 90V Hỏi biên độ U0 bao nhiêu vôn? A 60V Bài 14: Một cuộn dây không cảm nối tiếp với tụ điện có điện dung C thay đổi mạch điện xoay chiều có điện áp u = U0 cos t (V) Ban đầu dung kháng ZC, tổng trở ZLr cuộn dây và Z toàn mạch 100 Tăng điện dung thêm C 0,125.10 / (F) thì tần số dao động riêng mạch này đó là 80 (rad/s) Tần số nguồn điện xoay chiều A 40 ( rad / s ) B 50 ( rad / s ) C 80 ( rad / s ) D 100 ( rad / s ) lượng Mạch RLC có L thay đổi 5.1 Zmin; Imax; UR max; UCmax; URCmax; PABmax; cos max ; uC trễ pha * hai cuộn cảm L1, L2 ghép nối tiếp: L12 = L1 + L2 L12 * Hai cuộn cảm L1, L2 ghép song song / so với uAB cộng hưởng điện (ZL = ZC) L1 L2 L1 L2 R Z C2 U R Z C2 ZL U Lmax U U Z AB ; u / i (chứng minh theo giản đồ) R C 5.2 Để ULmax: ; đó RC 2 Z L Z C Z L R 0 5.3 Để U U (c/m theo đạo hàm) Rlmax 5.4 RLmax U RL U RC (R L và C) U L U RL tan 1.tan 2 Z L Z C R ; U C U RC ZL ZL ZC u / i1 u / i2 5.5 L biến đổi có hai giá trị L1 và L2 cho Z1 = Z2 I1 = I2 P1 = P2 Khi đó: * đề bài yêu cầu tìm L để có cộng hưởng điện (Zmin; Imax; UR max; PABmax; cos max =1 ; uC trễ pha / so với uAB) thì Z ZL2 L L2 Z L L1 L 2 ; U U L Tìm L để hiệu điện 5.6 Có hai giá trị L (L và L ) làm cho hiệu điện trên L hai trường hợp L1 1 1 1 1 2L L L Z Z L1 Z L L L1 L2 L1 L2 trên cuộn cảm đạt cực đại, thì L thỏa mãn: L u AB / i1 u AB / i2 5.7 Khi L = L1 L = L2 (giả sử L1 > L2) thì i1 và i2 lệch pha góc Nếu I1 = I2 thì Nếu u AB / i1 u AB / i2 / I1 I thì tan tan u AB / i1 tan u AB /i2 u AB / i1 u AB / i2 Bài 1: Hiệu điện xoay chiều đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC, biết cuộn dây cảm và L thay đổi Khi L = 2,5 / (H) 1,5 / (H) thì cường độ dòng điện mạch hai trường hợp Để công suấy tiêu thụ mạch đạt cực 0,5 / đại thì L phải bằng: A / B / C 1/ D Bài 2: Cho đoạn mạch RLC, L thay đổi Đặt hai đầu đoạn mạch hiệu điện xoay chiều có tần số 50Hz Khi cho L = / (H) và L = 1/ (H) thì dòng điện tức thời i1, i2 tương ứng lệch pha góc / so với hiệu điện hai đầy mạch Điện trở mạch là A 80 B 100 C 150 D 220 Bài 3: Cho đoạn mạch RLC, L thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện xoay chiều tần số f Khi L = / L = / thì hiệu điện trên cuộn dây cảm là Muốn hiệu điện trên cuộn dây đạt cực đại thì L phải bằng: A 2, / B 2,5 / C 1/ D / L = Bài (ĐH 2011): Đặt điện áp xoay chiều u = U cos100πt vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, tụ điện có điện dung C và cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Điều chỉnh L để điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại thì thấy giá trị cực đại đó 100 V và điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện 36 V Giá trị U là A 64 V B 80 V C 48 V D 136 V Bài 5: Mạch điện xoay chiều RLC ghép nối tiếp Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 100 V vào hai đầu đoạn mạch Khi L biến thiên có giá trị L làm cho U L cực đại, lúc đó thấy U C = 200V Hiệu điện trên cuộn dây cảm đạt giá trị cực đại bằng: A 100V B 200V Mạch RLC, có tần số f thay đổi Tìm f để: C 300V D 200 3V (7) f Z Z 2 LC L C 6.1 Có cộng hưởng điện: Z Z C f f CH để có cộng hưởng thì phải giảm f * Nếu ban đầu L Z Z C f f CH để có cộng hưởng thì phải tăng f * Nếu ban đầu L U R max U 6.2 UR =I.R cực đại? U C max 6.4 UC = I.ZC cực đại? Chú ý: 2U L LC 2L R2 2 R LC R C LC R C điều kiện C 2U L R2 2L R2 2 C R LC R C LC L điều kiện C U L max 6.3 UL = I.ZL cực đại? R CH 2 L2 U L max U C max R2 CH L C ; 6.5 Thay đổi f, có hai giá trị f1 và f2 để I1 = I2 , P1 = P2 ? 2 1.2 CH Z Z Z Z Z Z L1 C1 L2 C2 LC Bài 1: Đặt điện áp xoay chiều có tần số f thay đổi vào hai đầu đoạn mạch RLC, cuộn dây cảm Khi f = 100Hz f = 25 Hz thì công suất đoạn mạch Để công suất đoạn mạch đạt cực đại thì tần số dòng điện phải là: A 125Hz B 75Hz C 25Hz D.20Hz u U cost có thay đổi, vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp Thay đổi thì thấy cường độ 1 cường độ dòng điện hiệu dụng mạch 2 Hệ thức đúng: dòng điện hiệu dụng mạch Bài 2: Đặt điện áp xoay chiều 1 2 LC 12 LC 1 2 LC 12 LC A B C D Bài 3: Cho đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh RLC có tần số dòng điện thay đổi Gọi f 0, f1, f2 là các giá trị tần số dòng điện làm cho UR max, UL max, UC max Chọn hệ thức đúng: f1 f f f2 A f0 f f f f1 f2 f0 f2 f1 B C D Bài 4: Cho mạch điện nối tiếp AB gồm hai đoạn mạch AM và MB Đoạn AM gồm cuộn cảm có điện trở và tụ điện, đoạn MB chứa điện trở Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, có tần số thay đổi Lúc tần số điện áp đặt vào là 30Hz và 60Hz thì điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AM có cùng giá trị U1, lúc tần số điện áp 40Hz thì điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn AM có giá trị U2 So sánh U1 và U2 A U1 > U2 B U1 < U2 C U1 = U2 D U1 = 0,5U2 Bài 5:(ĐH 2011) Đặt điện áp u = U cos2πft (U không đổi, tần số f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C Khi tần số là f thì cảm kháng và dung kháng đoạn mạch có giá trị là Ω và Ω Khi tần số là f2 thì hệ số công suất đoạn mạch Hệ thức liên hệ f1 và f2 là f2 f1 f2 f1 f f1 C f f1 D A B Bài 6:(ĐH 2011) Đặt điện áp xoay chiều u = U 0cosωt (U0 không đổi và ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp, với CR2 < 2L Khi ω = ω1 ω = ω2 thì điện áp hiệu dụng hai tụ điện có cùng giá trị Khi ω = ω thì điện áp hiệu dụng hai tụ điện đạt cực đại Hệ thức liên hệ 02 1 22 1 1 2 2 1 2 C 0 12 0 1 2 ω1, ω2 và ω0 là A B D Bài 7: Một đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm L và tụ điện có điện dung C với R 2C<2L Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số thay đổi Khi tần số góc điện áp đặt 1 và 2 thì điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm có cùng giá trị Khi tần số góc điện áp là 0 thì điện áp hai đầu cuộn cảm đạt cực đại Mối liên hệ ; và là vào là 1 2 2 1 2 A 1 2 2 1 2 B C 202 12 22 D 02 12 22 (8) Bài 8(ĐH - 2010): Đặt điện áp u = U cos t vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AN và NB mắc nối tiếp Đoạn 1 AN gồm biến trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L, đoạn NB có tụ điện với điện dung C Đặt Để điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AN không phụ thuộc R thì tần số góc 1 / 2 2 LC / A B C D 21 Bài (CĐ 2007): Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở R, cuộn dây cảm (cảm thuần) có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp, đó R, L và C có giá trị không đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch trên hiệu điện u = U 0sinωt, với ω có giá trị thay đổi còn U0 không đổi Khi ω = ω1 = 200π rad/s ω = ω2 = 50π rad/s thì dòng điện qua mạch có giá trị hiệu dụng Để cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch đạt cực đại thì tần số ω A 100 π rad/s B 40 π rad/s C 125 π rad/s D 250 π rad/s Bài 10: Một cuộn dây cảm mắc vào mạng điện xoay chiều có điện áp u = U0 cos t (V) Tại thời điểm t1 và t2 thì điện áp và cường độ dòng điện qua cuộn dây có độ lớn là u1 = 100V; i1 = 2,5 bao nhiêu? A 100VB 200V C 200 3V A và u2 = 100 V; i2 = 2,5A Hỏi U0 phải D 100 V IV.GIẢI BÀI TOÁN BẰNG PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ VECTƠ Bài 1: Cho đoạn mạch xoay chiều LRC mắc nối tiếp hai đầu AB, L mắc vào AM, R mắc vào MN, C mắc vào NB Biểu thức dòng u AN 100 2cos 100 t / 3 điện mạch i = I0 cos 100 t (A) Điện áp trên đoạn AN có dạng với điện áp đoạn mạch MB Viết biểu thức uMB ? 100 uMB cos 100 t 6 A B, 100 uMB cos 100 t 6 C uMB 100cos 100 t 6 D (V) và lệch pha 900 so uMB 100cos 100 t Bài 2: Cho đoạn mạch xoay chiều LRC mắc nối tiếp hai đầu AB, L mắc vào AM, R mắc vào MN, C mắc vào NB Biểu thức dòng điện mạch i = 2 cos 100 t / (A) Hiệu điện trên các đoạn mạch AN và MB lệch pha 900, và UAN = 200V, 0,8 1, 0,8 Ω Ω UMB = 150V Tìm R, L A 60 B 100 ; H C 100 ; H D 60 ; H 50 F Bài 3: Cho mạch điện RLC (cuộn dây không cảm), L = H, C = , R = 2r R mắc vào hai điểm A, M; cuộn dây mắc u AB U 0cos 100 t /12 Ω 1, ; H Ω vào hai điểm M, N; tụ C mắc vào hai điểm N, B; Mắc vào mạch hiệu điện (V), Biết UAN = 200V, hiệu điện tức thời hai điểm MN lệch pha so với hiệu điện tức thời hai điểm AB là / a) Xác định các giá trị U0, R, r A 200 V; 200 / ; 100 ; B 400V; 200 / ; 100 / ; C 100 V; 200 / ; 100 ; b) và viết biểu thức dòng điện mạch? A i= sin 100 t / 3 B i= 2sin 100 t / Bài 4: Cho mạch điện RLC nối tiếp; R = 120 u AB U 0cos 100 t /12 UAN = 300V, UMB = 60 D 200 V; 200 / C i= cos 100 t / 3 ; 100 / ; D i= 2cos 100 t / 3 3 , cuộn dây có r = 30 3 hiệu điện hai đầu đoạn mạch (V), R mắc vào hai điểm A, M; cuộn dây mắc vào hai điểm M, N; tụ C mắc vào hai điểm N, B; V Hiệu điện tức thời uAN lệch pha so với uMB là / Xác định U0, L, C? 1,5 10 A.60 42 V; H; 24 F; 1,5 10 B 120V; H; 24 F 1,5 10 1,5 10 C 120V; H; F; D 60 42 V; H; F u 120 2cos t Bài 5: Đoạn mạch AB gồm R, C và cuộn dây mắc nối tiếp vào mạch có (V); mắc ampe kế lí tưởng G vào hai đầu cuộn dây thì nó A Thay G vôn kế lí tưởng thì nó 60V, lúc đó điện áp hai đầu cuộn dây lệch pha 600 so với điện áp hai đầu đoạn mạch AB Tổng trở cuộn dây là: A 20 Ω B 40 Ω C 40 Ω D 60 Ω Bài 6: Mạch điện xoay chiều gồm tụ và cuộn dây mắc nối tiếp Điện trở và cảm kháng của cuộn dây có giá trị Điện áp hai đầu tụ là 40 V và chậm pha so với điện áp mạch là / Tìm điện áp hiệu dụng mạch (9) B 40 V A 40V C 60V D 80V 0,1 2.10 F; Đặt vào hai đầu Bài 7: Cho đoạn mạch RLC mắc nối thứ tự trên Biết cuộn dây cảm L = H, C = u AB U cos 100 t 2 / đoạn mạch hiệu điện xoay chiều A 100 Ω Để UC chậm pha B 200 Ω C 50 Ω so với UAB thì giá trị điện trở là D 130 Ω 10 Bài 8: Cho mạch điện LRC nối thứ tự trên Biết cuộn dây cảm L = H, C = 2 F Đặt vào hai đầu đoạn mạch u U cos 100 t /2 hiệu điện xoay chiều A 100 Ω Để uRL lệch pha B 100 Ω C 100 so với uRC thì giá trị điện trở là Ω D 200 Ω V BÀI TOÁN ĐỘ LỆCH PHA VÀ BÀI TOÁN HỘP ĐEN Bài 1: Cho đoạn mạch RLC nối tiếp có U L = UR = UC/2 thì độ lệch pha hiệu điện hai đầu đoạn mạch với dòng điện qua mạch là A u nhanh pha π/4 so với i B u chậm pha π/4 so với i C u nhanh pha π/3 so với i D u chậm pha π/3 so với i Bài 2: Cho đoạn mạch RL nối tiếp, hiệu điện hai đầu đoạn mạch có dạng u=100 √ sin100 πt (V ) thì biểu thức dòng i=2 √ sin (100 πt − π /6)( A) Tìm R, L ? √3 (H ) ( H) A R=25 √ 3( Ω), L= B R=25 (Ω), L= 4π 4π 0,4 (H ) (H ) C R=20 (Ω), L= D R=30 (Ω), L= 4π π Bài 3: Một cuộn dây mắc nối tiếp với tụ điện C, hiệu điện hai đầu đoạn mạch u=120 √ sin100 πt (V ) , hiệu điện hai điện qua mạch là đầu cuộn dây có giá trị hiệu dụng là 120(V) và nhanh pha π/2 so với hiệu điện hai đầu đoạn mạch Tìm hệ số công suất mạch A / B / C.1/2 D.0,8 Bài 4: Cho đoạn mạch mắc theo thứ tự LRC (L mắc vào hai điểm AM; R mắc vào hai điểm MN; C mắc vào NB) R = 100 Ω , cuộn dây có L = 318mH và điện trở không đáng kể, tụ điện có điện dung C = 15,9 μF Điện áp hai đầu đoạn mạch AB là u = U √ cos100 π t(V) Độ lệch pha uAN và uAB là A 300 B 600 C 900 D 1200 Bài 5: Cho A,M,B là điểm liên tiếp trên đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh, biết biểu thức hiệu điện trên các đoạn AM, MB là: uAM = 40sin(ωt+π/6)(V); uMB = 50sin(ωt+π/2)(V) Xác định hiệu điện cực đại hai điểm A,B ? A 78,1(V) B.72,5(V) C.60,23(V) D.90(V) Bài (ĐH 2011): Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM gồm điện trở R mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C, đoạn mạch MB gồm điện trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L Đặt điện áp xoay chiều có tần số và giá trị hiệu dụng không đổi vào hai đầu đoạn mạch AB Khi đó đoạn mạch AB tiêu thụ công suất 120 W và có hệ số công suất Nếu nối tắt hai đầu tụ điện thì điện áp hai đầu đoạn mạch AM và MB có cùng giá trị hiệu dụng lệch pha π/3, công suất tiêu thụ trên đoạn mạch AB trường hợp này A 180 W B 160 W C 90 W D 75 W Bài 7: Hai cuộn dây (R1, L1) và (R2, L2) mắc nối tiếp và đặt vào hiệu điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng U Gọi U1 và U2 là hiệu điện hiệu dụng tương ứng hai cuộn (R1, L1) và (R2, L2) Điều kiện để U=U1+U2 là A L1 L2 = R R2 B L1 L = R R1 C L1L2= R1R2 D L1+L2=R1+R2 Bài 8: Cho mạch gồm điện trở R và cuộn dây cảm L mắc nối tiếp, L thay đổi Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch là U, tần số góc ω = 200(rad/s) Khi L = L1 = π /4(H) thì u lệch pha so với i góc ϕ và L = L2 = 1/ π (H) thì u lệch pha so với i góc ϕ Biết ϕ + ϕ = 900 Giá trị điện trở R là A 50 Ω B 65 Ω C 80 Ω D 100 Ω Bài 9: Đoạn mạch RLC nối tiếp R =150Ω, C=10-4/3π(F) Biết hiệu điện hai đầu cuộn dây (thuần cảm) lệch pha 3π/4 so với hiệu điện hai đầu đoạn mạch và hiệu điện hai đầu đoạn mạch có dạng u = U0sin100πt(V) Tìm L ? A 1,5/π(H) B 1/π(H) C 1/2π(H) D 2/π(H) Bài 10: Cho đoạn mạch xoay chiều AMNB nối tiếp, đoạn AM là cuộn dây, đoạn MN là tụ điện, đoạn NB là điện trở R Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định thì điện áp tức thời uAM lệch pha 1500 so với uMN; uAN lệch pha 300 so với uMN; đồng thời UAM = UNB Liên hệ dung kháng tụ và điện trở R Z 2 R / Z 2 R Z R Z 2 R A C B C C C D C Bài 11: Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ Biết cuộn dậy cảm L = 636mH, tụ điện có điện dung C = 31,8 μF , hộp đen X chứa phần tử R0, L0 C0 mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức u=200 cos 100 πt (V ) Biết cường độ dòng điện hiệu dụng mạch là 2,8A, hệ số công suất mạch cos ϕ=1 Các phần tử X là A R0 = 50 Ω ; C0 = 318 μF B R0 = 50 Ω ; C0 = 31,8 C μF L A X B (10) C R0 = 50 Ω ; L0 = 318mH D R0 = 100 Ω ; C0 = 318 μF VI MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU e NBS sin(t ) ; f p.n (n:vòng/s) Bài 1: Rôto máy phát điện xoay chiều là nam châm có cặp cực, quay với tốc độ 1200 vòng/phút Tính tần số suất điện động máy tạo A 40Hz B 50Hz C 60Hz D 120Hz Bài 2: Phần ứng máy phát điện xoay chiều có N = 200 vòng dây giống Từ thông qua vòng dây có giá trị cực đại là mWb và biến thiên điều hòa với tần số 50Hz Suất điện động máy có giá trị hiệu dụng là: A 89V B 98V C 100V D 125,7V Bài 3: chọn câu trả lời sai.Trong máy phát điện xoay chiều pha A Hệ thống vành khuyên và chổi quét gọi là góp B Phần cảm là phận đứng yên C Phần tạo dòng điện là phần ứng D Phần tạo từ trường gọi là phần cảm Bài 4: Trong máy phát điện xoay chiều pha, suất điện động pha đạt giá trị cực đại e = E0 thì các suất điện động các pha đạt các giá trị e2 e B E0 e2 e E0 A 3E0 3E0 E0 e2 e E0 C E0 e2 e E0 D Bài 5: Một khung dây gồm 200 vòng, diện tích vòng dây là 100 cm đặt từ trường 0,1T trục quay khung vuông góc với đường cảm ứng từ Khung quay với tốc độ 50 vòng/s Biết lúc t = đường cảm ứng từ B cùng hướng với pháp tuyến khung dây Biểu thức suất điện động khung là A e 82, cos100 t (V) B (V) e 125, cos 100 t / (V) Bài 6: Một khung dây hình chữ nhật dài 40cm, rộng 10cm quay từ trường B , có độ lớn B = 0,25T, vuông góc với trục quay khung với tốc độ n = 900 vòng/phút Tại thời điểm t = 0, vecto pháp tuyến mặt phẳng khung hợp với B góc C e 82, cos 100 t / e 125, cos 100 t / (V) D 300 Biểu thức suất điện động xuất khung là: e 0,3 cos 30 t / 3 V e 3 cos 30 t / 3 V e 0,3 cos 30 t / V e 3 cos 30 t / V A B C D Bài 7: Một máy phát điện xoay chiều pha có cặp cực, rôto quay với tốc độ 900vòng/phút Máy phát điện thứ hai có cặp cực Hỏi máy phát điện thứ hai phải có tốc độ quay rôto là bao nhiêu thì hai dòng điện các máy phát hòa vào cùng mạng điện? A.750vòng/phút B 600vòng/phút C.600vòng/s D.300vòng/phút Bài 8: Máy phát điện xoay chiều pha có phần ứng quay, phần cảm cố định Phần ứng gồm 500 vòng dây, từ thông cực đại gửi qua vòng dây là 10-3 Wb Máy phát suất điện động hiệu dụng là 111V Số vòng quay roto phút là A 50 vòng B 3000 vòng C 1500 vòng D 35 vòng Bài 9: Một máy phát điện xoay chiều có cặp cực, rôto nó quay phút 1800 vòng Một máy khác có cặp cực thì roto máy này phải quay với vận tốc bao nhiêu để phát dòng điện cùng tần số với máy thứ phát ra? A n = 240 vòng/phút B n = 600 vòng/phút C n = 120 vòng/phút D n = 300 vòng/phút Bài 10: Một máy phát điện xoay chiều pha có suất điện động hiệu dụng 110V và tần số 50Hz Phần ứng có cuộn dây giống mắc nối tiếp Biết từ thông cực đại qua vòng dây là 2,5mWb Số vòng cuộn dây gần đúng là: A 50 vòng B 150 vòng C 25 vòng D 100 vòng Bài 11: Một máy phát điện xoay chiều có cặp cực, rôto nó quay phút 1800 vòng Một máy khác có cặp cực thì roto máy này phải quay với vận tốc bao nhiêu để phát dòng điện cùng tần số với máy thứ phát ra? A n = 240 vòng/phút B n = 600 vòng/phút C n = 120 vòng/phút D n = 300 vòng/phút Bài 12: Trong các máy phát điện có công suất lớn, để giảm tần số vòng roto mà giữ nguyên tần số dòng điện máy phát thì A phần cảm phải gồm nhiều cặp cực B stato quay còn roto đứng yên C phần cảm quay còn phần ứng đứng yên D phần ứng gồm nhiều cuộn dây mắc nối tiếp Bài 13: Một máy phát điện xoay chiều pha có điện trở không đáng kể Nối hai cực máy với mạch RLC nối tiếp Khi rôto có hai cặp cực, quay với tốc độ n vòng/phút thì mạch xảy cộng hưởng và ZL = R, cường độ dòng điện qua mạch là I Nếu rôto có cặp cực và quay với tốc độ n vòng/phút (từ thông cực đại qua vòng dây stato không đổi, số vòng dây không đổi) thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch là A 4I/ 13 B 2I/ C 2I D 2I 13 Bài 14: Hai bàn là 220V-1100W và nồi cơm điện 220V-550W mắc vào ba pha lưới điện xoay chiều ba pha hình có điện áp pha UP = 220V (bỏ qua tính cảm kháng mạch) Khi đó cường độ dòng điện hiệu dụng dây trung hòa có giá trị A A B 2,5A C 5A D 7,5A Bài 15: Cho mạng điện xoay chiều ba pha mắc hình có điện áp pha là 127 V, tần số dòng điện f = 50Hz Nối mạng điện ba pha này vào ba tải tiêu thụ giống mắc hình tam giác, tải là đoạn mạch RLC nối tiếp có R = 12 , L = 0,2/ (H), C = 25.10-4/ (F) Cường độ dòng điện hiệu dụng qua tải là A 6,35A B 10,6A C 11A D 22A Bài 16: Một máy phát điện xoay chiều pha mắc theo hình có điện áp dây 381V, số 50Hz Một cuộn dây có R = 60 , L = 0,8 / (H) mắc dây pha và dây trung hòa Cường độ hiệu dụng qua cuộn dây là: A 0,81A B 2,2A C 1,5A D 66,0A (11) Bài 17: Máy phát điện xoay chiều pha mắc theo hình có điện áp pha là 220V, tần số 50Hz nối với tải tiêu thụ mắc đối xứng theo hình tam giác Mỗi tải tiêu thụ gồm điện trở R = 30 , nối tiếp với cuộn dây cảm có L = 0,4/ (H) Công suất tiêu thụ toàn mạch là A 5226W B 4750W C 1742W D 3625W Bài 18: Ba điện trở giống đấu hình và nối với nguồn ổn định đấu hình nhờ các đường dây dẫn Nếu đổi cách đấu ba điện trở thành tam giác (nguồn đấu hình sao) thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua đường dây dẫn: A giảm lần B Tăng lần C Giảm lần D Tăng lần Bài 19: Một máy phát điện xoay chiều ba pha mắc theo hình có điện áp pha là 220V Các tải tiêu thụ mắc theo hình tam giác, pha có điện trở là 30 và cảm kháng là 40 Cường độ dòng điện qua pha tải tiêu thụ bằng: A 3,3 A B 4,4A C 5,5A D 4,4 A Bài 20 (ĐH - 2010): Nối hai cực máy phát điện xoay chiều pha vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm Bỏ qua điện trở các cuộn dây máy phát Khi rôto máy quay với tốc độ n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch là A Khi rôto máy quay với tốc độ 3n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch là A Nếu rôto máy quay với tốc độ 2n vòng/phút thì cảm kháng đoạn mạch AB là A R B R / C R D R / Bài 21 (CAO ĐẲNG 2010): Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có 500 vòng dây, diện tích vòng là 220 cm Khung quay với tốc độ 50 vòng/giây quanh trục đối xứng nằm mặt phẳng khung dây, từ trường có véc tơ cảm ứng từ B vuông góc với trục quay và có độ lớn 5 T Suất điện động cực đại khung dây A 110 V B 220 V C 110 V D 220 V Bài 22 (ĐH 2011): Một khung dây dẫn phẳng quay với tốc độ góc ω quanh trục cố định nằm mặt phẳng khung dây, từ trường có vectơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay khung Suất điện động cảm ứng khung có biểu thức e = E0 cos(ωt + π/2) Tại thời điểm t = 0, vectơ pháp tuyến mặt phẳng khung dây hợp với vectơ cảm ứng từ góc A 1500 B 900 C 450 D 1800 Bài 23 (ĐH 2011): Một máy phát điện xoay chiều pha có phần ứng gồm bốn cuộn dây giống mắc nối tiếp Suất điện động xoay chiều máy phát sinh có tần số 50 Hz và giá trị hiệu dụng 100 5/π mWb Số vòng dây cuộn dây phần ứng là A 71 vòng B 100 vòng C 400 vòng V Từ thông cực đại qua vòng dây phần ứng là D 200 vòng VII ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA Bài 1: Trong động không đồng ba pha, biết tần số góc từ trường quay là ω0, tần số góc roto là ω đó: A ω < ω0 B ω = 0; ω0 > C ω > ω0 D ω = ω Bài 2: Khi nói máy phát điện xoay chiều ba pha Hãy chọn ý sai A Suất điện động cảm phát ứng tạo hai đầu cuộn dây là hoàn toàn B Hoạt động dựa vào tượng cảm ứng điện từ C stato là các cuộn dây đặt lệch 1200 trên vòng tròn D Stato là phần ứng, roto là phần cảm Bài 3: Trong động không đồng ba pha, gọi T là chu kỳ dòng điện ba pha, T2 là chu kỳ quay từ trường và T là chu quay roto Biểu thức nào sau đây là đúng? A T1> T2 > T3 B T1 = T2 = T3 C T1= T2 > T3 D T1 = T2 < T3 B1 B0cost B2 B0cos t 2 / B3 B0 cos t 2 / 3 Bài 4: Cảm ứng từ cuộn dây gây tâm O có biểu thức: , , Cảm ứng từ cực đại tâm O là: A B0 B 2B0/3 C 3B0/2 D 3B0 Bài 5: Một động không đồng pha đấu theo hình tam giác vào mạng điện ba pha có hiệu điện dây 220V Biết dòng điện dây là 10A và hệ số công suất cos 0,8 Động tiêu thụ công suất là: A 1760W B 1,76 kW C 5,28kW D 2,64kW Bài 6: Một động điện xoay chiều tiêu thụ công suất 1,5kW và có hiệu suất 80% Tính công học động sinh 30 phút: A 2,16.MJ B 2,16kJ C 1,08kJ D 1,08MJ Bài 7: Một động không đồng ba pha mắc theo hình vào mạch điện ba pha có điện áp pha là 220V Công suất điện động là 5,7kW; hệ số công suất động là 0,85 Tính cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây động A 3,4A B 9,2A C 10,2A D 12,6A Bài 8: Một động điện sản công suất 16kW cho bên ngoài sử dụng Hiệu suất động là 80% Trong điện tiêu thụ động là: A 72 kJ B 72 MJ 80 kJ 80 MJ Bài 9: Động điện tiêu thụ công suất 10kW và cung cấp cho bên ngoài lượng 9kJ 1s Dòng điện qua động là 10A Điện trở cuộn dây động là A 100 B 10 C 90 D Bài 10: Một động không đồng ba pha đấu theo hình tam giác vào mạng điện ba pha có điện áp dây 220V Biết cường độ dòng điện dây là 6A và hệ số công suất là 0,5 Công suất tiêu thụ động là: D 660 W Bài 11: Khi mắc động điện xoay chiều có hệ số công suất cos = 0,9 vào mạch điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng U = A 220W B 220 3W C 660W 200V thì sinh công suất học P = 324W Hiệu suất động là 90% Điện trở động là: (12) A 10 B C 100 D Bài 12: Một động điện xoay chiều có hệ số công suất cos = 0,9 Điện trở dây quấn là R = 18 Khi mắc động vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 220V thì sinh công suất 180W Cường độ dòng điện hiệu dụng qua động là A 0,82A B 0,9A C 1A D 3,16A Câu 13 (ĐH 2010): Một động điện xoay chiều hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng 220 V thì sinh công suất học là 170 W Biết động có hệ số công suất 0,85 và công suất tỏa nhiệt trên dây quấn động là 17 W Bỏ qua các hao phí khác, cường độ dòng điện cực đại qua động là A 2A A B C A D A VIII MÁY BIẾN ÁP - TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG Bài 1: Cuộn sơ cấp máy biến áp nối với mạng điện xoay chiều có điện áp 380V Cuộn thứ cấp có dòng điện cường độ 1,5A chạy qua và có điện áp hai đầu dây là 12V Biết số vòng dây cuộn thứ cấp là 30 Tính số vòng dây cuộn sơ cấp và cường độ dòng điện chạy qua nó A 95 vòng; 47mA B 950 vòng; 4,7A C 950 vòng; 4,7mA D.950vòng; 47mA Bài 2: Máy biến có số vòng dây cuộn sơ cấp là N = 400 vòng, thứ cấp là N2 = 100 vòng Điện trở cuộn sơ cấp r1 = , điện trở cuộn thứ cấp r2 = Điện trở mắc vào cuộn thứ cấp R = 10 Xem mạch từ là khép kín và bỏ qua hao phí Đặt vào hai cuộn sơ cấp hiệu điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 360V Xác định hiệu điện hiệu dụng U hai đầu cuộn thứ cấp và hiệu suất máy biến A 80V; 88,8% B 80V; 80% C 100V; 88,8% D 88V; 80% Bài 3: Điện trạm phát điện truyền điện áp 2kV và công suất truyền 200kW Hiệu số các công tơ điện trạm phát và nơi thu sau ngày đêm lệch 480kW.h a) Tính công suất điện tiêu hao trên đường dây tải điện: A 10kW B 20kW C 100kW D 200kW b) Cần tăng điện áp trạm phát đến giá trị nào để điện hao phí trên đường dây 2,5% điện truyền đi? Coi công suất truyền trạm phát điện không đổi A 2,5kV B kV C 4kV D 4,5kV Bài 4: Một đường dây tải điện xoay chiều pha đến nơi tiêu thụ xa 3km Giả thiết dây dẫn làm nhôm có điện trở suất 2,5.10 .m và có tiết diện 0,5cm2 Điện áp và công suất truyền trạm phát điện là U = 6kV, P = 540kW Hệ số công suất mạch điện là 0,9 Hãy tìm hiệu suất truyền tải điện A 84,4% B 94,4% C.88,4% D 98,4% Bài 5: Một máy phát điện có hiệu điện 500V truyền công suất 50kW trên đường dây có điện trở R = tới nơi tiêu thụ a) Tính hiệu suất quá trình truyền tải điện năng, hiệu điện nơi tiêu thụ? A 99,2%; 40V B 20%; 500V C 98,2%; 40V D 20%; 400V b) Nếu trước đưa lên đường dây điện, người ta nối hai cực máy phát với máy biến có tỷ số các vòng dây trên cuộn sơ cấp và thứ cấp là 0,1 Hãy tính lại công suất hao phí trên đường dây, hiệu suất truyền tải A 0,4kW; 99,2%; B 0,5kW; 99,2%; C 0,4kW; 98,2%; D 0,4kW; 98,2%; Bài 6: Điện từ máy phát điện truyền hiệu điện thê 2kV Hiệu suất quá trình truyền tải điện là 80% Muốn hiệu suất truyền tải tăng lên đến 95% thì phải tăng hiệu điện trước truyền lên đế giá trị A 2,5kV B 3kV C 4kV D 5kV Bài 7: Người ta cần truyền công suất điện P = 2MW đến nơi tiêu thụ đường dây pha, hiệu điện hiệu dụng hai đầu dây truyền tải 10kV Mạch điện có hệ số công suất k = 0,9 Muốn cho hiệu suất truyền tải đạt trên 90% thì điện trở đường dây phải thỏa mãn A R< 4,05 B R< 2,05 C R< 6,05 D R< 8,05 Bài 8: Cần truyền công suất điện pha P = 1,08MW xa với hiệu điện hiệu dụng hai đầu đường dây tải là U = 12kV với hệ số công suất mạch điện là cos =0,9 Để hao phí trên đường dây là 2,8% thì điện trở đường dây: A B C D Bài 9(ĐH 2010): Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp lí tưởng (bỏ qua hao phí) điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 100 V Ở cuộn thứ cấp, giảm bớt n vòng dây thì điện áp hiệu dụng hai đầu để hở nó là U, tăng thêm n vòng dây thì điện áp đó là 2U Nếu tăng thêm 3n vòng dây cuộn thứ cấp thì điện áp hiệu dụng hai đầu để hở cuộn này A 100 V B 200 V C 220 V D.110 V Bài 10:(ĐH 2011) Một học sinh quấn máy biến áp với dự định số vòng dây cuộn sơ cấp gấp hai lần số vòng dây cuộn thứ cấp Do sơ suất nên cuộn thứ cấp bị thiếu số vòng dây Muốn xác định số vòng dây thiếu để quấn tiếp thêm vào cuộn thứ cấp cho đủ, học sinh này đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, dùng vôn kế xác định tỉ số điện áp cuộn thứ cấp để hở và cuộn sơ cấp Lúc đầu tỉ số điện áp 0,43 Sau quấn thêm vào cuộn thứ cấp 24 vòng dây thì tỉ số điện áp 0,45 Bỏ qua hao phí máy biến áp Để máy biến áp đúng dự định, học sinh này phải tiếp tục quấn thêm vào cuộn thứ cấp A 100 vòng dây B 84 vòng dây C 60 vòng dây D 40 vòng dây BÀI TẬP TỔNG HỢP: Bài 1: Một máy phát điện xoay chiều có 12 cặp cực Phần ứng gồm 24 cuộn dây mắc nối tiếp Từ thông phần cảm sinh qua cuộn dây có giá trị cực đại 3.10 – 2Wb Rôto quay 300vòng/phút Tính tần số dòng điện phát Viết biểu thức suất điện động sinh (biết t = 0, E cực đại) A e = 271cos120t (V) B e = 217cos100t (V) A 40Hz B 50Hz C e = 271cos(120t+/2) (V) C 60Hz D 100Hz D e = 217cos(100t-/2) (V) Tính công suất máy phát, biết cường độ hiệu dụng dòng điện là 2A và hệ số công suất là 0,8 A 306,6W B 160,6W 153,6W D 433,6W Bài 2: Một máy biến có số vòng cuộn sơ cấp và thứ cấp là 6250vòng và 1250vòng Hiệu suất máy là 96% Máy nhận công suất 10KW cuộn sơ cấp (13) Tính hiệu điện hai đầu cuộn thứ cấp, biết hiệu điện hai đầu cuộn sơ cấp là 1000V (hiệu suất không ảnh hưởng đến hiệu điện thế) A 150V C 250V D.300V Tính công suất nhận cuộn thứ cấp và cường độ hiệu dụng mạch thứ cấp Biếu hệ số công suất mạch thứ cấp là 0,8 A 9600W; 48A B 200V B 9600W; 60A C 4800W; 48A Biết mạch có tính cảm kháng Tính cảm kháng mạch A 1,5 B 12.0 D 4800W; 60A C.2,5 D 2,0 Bài 3: Một máy phát điện có công suất 100KW Hiệu điện hai cực máy phát là 1KV Để truyền đến nới tiêu thụ, người ta dùng đường dây tải điện có điện trở tổng cộng là 6 Tính hiệu suất truyền tải này A 30% B 35% Tính hiệu điện hai đầu cuộn dây nơi tiêu thụ a) Để tăng hiệu suất tải điện, người ta dùng máy biến đặt nơi máy phát có tỉ số vòng dây cuộn sơ cấp và thứ A 600V C 40% B 400V C 800V D 50% D 1000V cấp là 10 Tính hiệu suất tải điện lúc này Bỏ qua hao phí máy biến A 99,4% B 98,4% C 88,8% D 68,8% b) Bây nơi tiêu thụ cần dùng điện có hiệu điện 200V thì phải dùng biến có tỉ số vòng dây hai cuộn sơ cấp và thứ cấp là bao nhiêu? A 29,2 B 49,7 C 0,17 D, 0,02 (14)