C. Z= R2 + (Z L− ZC )2 D Z= R+ ZL + ZC
A. R= 50Ω B R =100 Ω C R= 150 Ω D R =200 Ω Đáp án chơng
5.51. Chọn C Hớng dẫn : áp dụng công thức
Hớng dẫn: áp dụng công thức 4 tan R Z Z tanϕ= L − C = π
, khi đó hiệu số giữa cảm kháng và dung kháng bằng điện trở thuần của mạch.
5.52. Chọn C.
Hớng dần: Nễu có sự chênh lệch giữa u và i thì P = IUcosϕ < UI.
5.53. Chọn C.
Hớng dần: Độ lệch pha giữa dòng điện và hiệu điện thế giữa hai đầu tụ điện luôn là π/2. Công suất dòng điện không phụ thuộc vào đại lợng này.
5.54. Chọn B.
Hớng dần: Nếu R = 0 thì cosϕ = 0.
5.55. Chọn C.
Hớng dẫn: U = U/Z. thay vào ta thấy C đúng.
5.56. Chọn A.
Hớng dẫn: công thức chỉ áp dụng cho mạch xoay chiều không phân nhánh.
5.57. ChọnC.
Hớng dẫn: Công suất toả nhiệt trung bình của dòng điện xoay chiều đợc tính theo công thức P = U.I.cosφ.
5.58. ChọnD.
Hớng dẫn: Công suất của dòng điện xoay chiều đợc tính theo công thức P = U.I.cosφ. Suy ra công suất của dòng điện xoay chiều phụ thuộc vào cờng độ dòng điện hiệu dụng I trong mạch, hiệu điện thế hiệu dụng U giữa hai đầu đoạn mạch, bản chất của mạch điện và tần số dòng điện trong mạch (đực trng bởi độ lệch pha φ.
5.59. ChọnB.
Hớng dẫn: Đại lợng k = cosφ đợc gọi là hệ số công suất của mạch điện xoay chiều.
5.60. ChọnA.
Hớng dẫn: Hệ số công suất k = cosφ. Các mạch:
+ Điện trở thuần R1 nối tiếp với điện trở thuần R2 có φ =0. + Điện trở thuần R nối tiếp với cuộn cảm L có 0 < φ <π/2.
+ Điện trở thuần R nối tiếp với tụ điện C có - π/2 < φ <0. + Cuộn cảm L nối tiếp với tụ điện C có φ = π/2 hoặc φ = - π/2.
5.61. ChọnD.
Hớng dẫn: Xem hớng dẫn câu 5.60.
5.62. ChọnC.
Hớng dẫn: Mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp đang có tính cảm kháng, khi tăng tần số của dòng điện xoay chiều thì cảm kháng tăng, dung kháng giảm, áp dụng công thức
R Z Z tanϕ= L − C
→φ tăng → hệ số công suất của mạch giảm.
5.63. ChọnB.
Hớng dẫn: Mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp đang có tính dung kháng, khi tăng tần số của dòng điện xoay chiều thì cảm kháng tăng, dung kháng giảm, áp dụng công thức
R Z Z tanϕ= L− C
< 0 →φ < 0 → (- φ) giảm → hệ số công suất của mạch tăng.
5.64. ChọnB.
Hớng dẫn: Dung kháng của tụ điện là
fC 2 1 C 1 ZC π = ω = = 600Ω, tổng trở của mạch là 2 C 2 Z R Z= + = 671Ω, hệ số công suất của mạch là cosφ = R/Z = 0,4469.
5.65. ChọnC.
Hớng dẫn: Xem hớng dẫn câu 3.64.; cờng độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là I = U/Z = 0,328A. Điện năng tiêu thụ trong 1 phút là: A = P.t = UItcosφ = 220.0,328.60. 0,4469 = 1933J. Có thể tính theo cách khác: Điện năng tiêu thụ trên đoạn mạch chính bằng nhiệt lợng toả ra trên điện trở R và có giá trị bằng Q = RI2t.
5.66. ChọnA.
Hớng dẫn: áp dụng công thức tính công suất P = kUI (k là hệ số công suất), ta suy ra UI
P
k= = 0,15.
5.67. ChọnD.
Hớng dẫn: Suất điện động của máy tỉ lệ với tốc độ quay của rôto.
5.68. ChọnA.
Hớng dẫn: Biên độ của suất điện động tỉ lệ với số cặp cực p của nam châm: e = 2πfNΦ0 = 2πnpNΦ0.
5.69. ChọnC.
Hớng dẫn: Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều một pha và ba pha đều dựa trên hiện tợng cảm ứng điện từ.
5.70. ChọnB.
Hớng dẫn: Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều một pha dựa vào hiện tợng cảm ứng điện từ: Cho từ thông qua một khung dây dẫn biến thiên thì trong khung dây xuất hiện dòng điện cảm ứng.
5.71. ChọnD.
Hớng dẫn: Hiện nay với các máy phát điện công suất lớn ngời ta thờng tạo ra dòng điện xoay chiều một pha bằng cách cho cuộn dây đứng yên, nam châm vĩnh cửu chuyển động quay trong lòng stato có cuốn các cuộn dây. Các máy phát điện có công suất lớn thì dòng điện đi qua cuộn dây của phần ứng phải lớn, không thể dùng bộ góp điện để lấy điện ra sử dụng.
5.72. ChọnA.
Hớng dẫn:
- Tần số của suất điện động phụ thuộc vào tốc độ quay của rôto phần cảm, và số cặp cực từ của phần cảm. - Biên độ của suất điện động E0 = NBSω phụ thuộc vào phần ứng.
- Cơ năng cung cấp cho máy một phàn biến đổi thành điện năng, một phần biến đổi thành nhiệt năng. - Dòng điện cảm ứng chỉ xuất hiện ở các cuộn dây thuộc phần ứng.
5.73. ChọnC.
Hớng dẫn: Tần số của suất điện động cảm ứng do máy phát điện xoay chiều tạo ra đợc tính theo công thức 60 np f=
trong đó p là số cặp cực từ, n là số vòng rôto quay trong 1 phút.
5.74. ChọnB.
Hớng dẫn: Suất điện động cực đại giữa hai đầu cuộn dây phần ứng là E0 = N.B.S.ω = N.Ф0.ω = N.Ф0.2πf với Ф0 là từ thông cực đại qua một vòng dây của cuộn dây trong phần ứng. Ф0 = 2mWb = 2.10-3Wb.
5.75. ChọnC.
Hớng dẫn: Xem hớng dẫn câu 6.74.
5.76. ChọnB.
Hớng dẫn: Xem hớng dẫn câu 5.74. và 6.75.
5.77. Chọn B.
5.78. ChọnD.
Hớng dẫn: Theo định nghĩa về dòng điện xoay chiều ba pha: “Dòng điện xoay chiều ba pha là hệ thống ba dòng điện xoay chiều một pha gây ra bởi ba suất điện động có cùng tần số, cùng biên độ, lệch pha nhau 1200”.
5.79. ChọnC.
Hớng dẫn: Trong cách mắc hình sao hiệu điện thế giữa hai dây pha bằng 3lần hiệu điện thế giữa hai đầu một pha.
5.80. ChọnA.
Hớng dẫn: Trong cách mắc hình tam giác dòng điện trong mỗi dây pha bằng 3lần dòng điện trong mỗi pha.
5.81. ChọnB.
Hớng dẫn: Với cách mắc hình tam giác chỉ dùng có 3 dây dẫn, đó cũng là số dây dẫn cần dùng là ít nhất.
5.82.. ChọnC.
Hớng dẫn: Trong cách mắc hình sao có Ud = 3Up = 220 3 = 381V.
5.83. ChọnC.
Hớng dẫn: Trong cách mắc hình tam giác có Id = 3Ip = 10 3 = 17,3A.
5.84. ChọnD.
Hớng dẫn: Ba cuộn dây của máy phát theo hình sao thì hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai dây pha là Ud = 3Up = 127 3 = 220V. Ba cuộn dây của động cơ theo hình tam giác thì hiệu điện thế hiệu dụng đặt vào mỗi cuộn dây của động cơ là 220V, động cơ hoạt động bình thờng.
5.85. ChọnD.
Hớng dẫn: Vận tốc góc của động cơ không đồng bộ ba pha tăng khi vật tốc của tè trờng quay tăng, giảm khi momen cản tăng, nên phụ thuộc vào cả hai yếu tố này.
5.86. ChọnC.
Hớng dẫn: Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha là dựa trên hiện tợng cảm ứng điện từ và tác dụng của từ trờng quay.
5.87. ChọnB.
Hớng dẫn: So với động cơ điện một chiều, động cơ không đồng bộ ba pha có hiệu suất cao hơn.
5.88. ChọnA.
Hớng dẫn: Xem hớng dẫn và làm tơng tự câu 5.84
5.89. ChọnA.
Hớng dẫn: Ngời ta có thể tạo ra từ trờng quay bằng hai cách:
Cách 1: Cho nam châm vĩnh cửu hình chữ U quay đều quanh trục đối xứng của nó.
Cách 2: Cho dòng điện xoay chiều ba pha chạy qua ba cuộn dây trong stato của động cơ không đồng bộ ba pha.
5.90. ChọnD.
Hớng dẫn: Xem hớng dẫn câu 5.72.
5.91. ChọnB.
Hớng dẫn: Cảm ứng từ do cả ba cuộn dây gây ra tại tâm stato của động cơ không đồng bộ ba pha khi có dòng điện xoay chiều ba pha đi vào động cơ có độ lớn không đổi, hớng quay đều với tần số quay bằng tần số dòng điện.
5.92. ChọnC.
Hớng dẫn: Tổng hợp ba véctơ cảm ứng từ do ba cuộn dây trong Stato của động cơ không đồng bộ ba pha gây ra tại tâm của stato theo quy tắc cộng véc tơ, ta sẽ đợc B = 1,5B0.
5.93. ChọnB.
Hớng dẫn: Trong stato của động cơ không đồng bộ ba pha mỗi cặp cực gồm ba cuộn dây. Trong stato có 6 cuộn dây tơng ứng với p = 2 cặp cực, khi đó từ trờng tại tâm của stato quay với tốc độ n = 60f/p = 1500vòng/min.
5.94. ChọnD.
Hớng dẫn: Trong stato của động cơ không đồng bộ ba pha mỗi cặp cực gồm ba cuộn dây. Trong stato có 9 cuộn dây tơng ứng với p = 3 cặp cực, khi đó từ trờng tại tâm của stato quay với tốc độ n = 60f/p = 1000vòng/min. Động cơ không đồng bộ nên tốc độ của rôto bao giờ cũng nhỏ hơn tốc độ từ trờng quay, suy ra rôto lồng sóc của động cơ có thể quay với tốc độ 900vòng/phút.
5.95. ChọnC.
Hớng dẫn: Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha dựa trên hiện tợng cảm ứng điện từ và lực từ tác dụng lên dòng điện.
5.96. ChọnB.
Hớng dẫn: Suất điện động của máy phát điện xoay chiều đợc tính theo công thức E0 = N.B.S.ω suy ra E tỉ lệ với số vòng quay (ω) trong một phút của rô to.
5.97. Chọn A.
Hớng dẫn: Máy phát điện một chiều có tính thuận nghịch.
5.98. Chọn B.
Hớng dẫn: Các cuộn dây của máy biến áp đều đợc cuốn trên các lõi sắt để tăng cờng từ trờng, giảm tổn hao từ thông.
5.99. Chọn D.
5.100. Chọn A.
Hớng dẫn: ở chế độ ổn định, công suất hao phí k0 đổi, không phụ thuộc vào thời gian truyền tải điện.
5.101. Chọn A.
Hớng dẫn: Nói chung R nhỏ song chỉ giảm đến mức nào đó.
5.102. ChọnC.
Hớng dẫn: Máy biến thế có tác dụng biến đổi hiệu điện thế còn tần số dòng điện xoay chiều vẫn đợc giữa nguyên.
5.103. ChọnD.
Hớng dẫn: Hiện nay trong trong quá trình truyền tải đi xa, ngời ta thờng tăng hiệu điện thế trớc khi truyền tải điện năng đi xa.
5.104.. ChọnC.
Hớng dẫn: Lõi của máy biến thế đợc cấu tạo bởi các lá thép mỏng ghép cách điện với nhau nhằm giảm bớt dòng điện Phucô, làm giảm hao phí điện năng trong máy biến thế.
5.105. ChọnA.
Hớng dẫn: Xem hớng dẫn câu 5.84
5.106. ChọnC.
Hớng dẫn: áp dụng công thức máy biến thế:
21 1 1 2 2 1 N N I I U U = = 5.107. ChọnB.
Hớng dẫn: Xem hớng dẫn và làm tơng tự câu 5.86
5.108. ChọnB.
Hớng dẫn: Xem hớng dẫn và làm tơng tự câu 5.86
5.109. ChọnA.
Hớng dẫn: Hao phí trên đờng dây tải điện trong mỗi ngày đêm là 480kWh, suy ra công suất hao phí trên đờng dây tải điện là ∆P = 480kWh/24h = 20kW.
5.110. ChọnB.
Hớng dẫn: Công suất hao phí trên đờng dây tải điện là ∆P = 20kW, suy ra hiệu suất truyền tải là % 90 200 20 200 P P P H= −∆ = − = 5.111. ChọnA.
Hớng dẫn: Công suất truyền tải không thay đổi, áp dụng công thức tính hao phí trên dây dẫn do toả nhiệt
22 2 U r P P=
∆ → hiệu suất truyền tải điện năng đi xa là 2 U r P P P H 1 P P P H= −∆ ⇒ − =∆ = , suy ra 2 1 1 U r P H 1− = và 2 2 2 U r P H 1− = 2 1 2 2 2 1 U U H 1 H 1 = − − ⇒ 16 U 4kV 95 , 0 1 80 , 0 1 . 2 U2 2 2 2 = ⇒ = − − = ⇒
5.112. A sai; B sai; C đúng, D sai, E đúng.5.113. ChọnB. 5.113. ChọnB.
Hớng dẫn: Trong một chu kỳ đèn sáng lên 2 lần suy ra trong một giây, với dòng điện xoay chiều 50Hz thì đèn sáng lên 100lần.
5.114. ChọnC.
Hớng dẫn: Xem hớng dẫn và làm tơng tự câu 5.11
5.115. ChọnA.
Hớng dẫn: Từ biểu thức u = 200sin(100πt)V ta có hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu đoan mạch là U = 100 2 V, tần số góc của dòng điện xoay chiều là ω = 100π(rad/s).
Cảm kháng của mạch là ZL = ωL = 100Ω. Dung kháng của mạch là ZC = C 1 ω = 200Ω. Tổng trở của mạch là Z = R2+(ZL−ZC)2 = 100 2Ω. Cờng độ dòng điện trong mạch là Z U I= = 1A.
Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây là 2 L 2 d I R Z
U = + = 100 2 V.
Thấy ZL < ZC nên đoạn mạch có tính dung kháng, cờng độ dòng điện trong mạch sớm pha hơn hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch một góc φ có 4 1 R Z Z tan L− C = ⇒ϕ=π =
ϕ . Suy ra biểu thức cờng độ dòng điện trong mạch có dạng i = 2 sin(100πt + π/4) A.
Xét đoạn mạch chứa cuôn dây (RntL), nên đoạn mạch có tính cảm kháng, hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn dây sớm pha hơn cờng độ dòng điện trong mạch một góc φ1 có
4 1 R Z tan L 1 1 = = ⇒ϕ = π
ϕ . Suy ra biểu thức của hiệu điện thế giữa
hai đầu cuộn dây là ud = 200sin(100πt + 2 π
)V.
5.116. ChọnB.
Hớng dẫn: Từ biểu thức u = 200sin(100πt)V ta có hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu đoan mạch là U = 100 2 V, tần số góc của dòng điện xoay chiều là ω = 100π(rad/s).
Dung kháng của mạch là ZC = C 1 ω = 100Ω. Tổng trở của mạch là 2 C 2 Z R Z= + . Cờng độ dòng điện trong mạch là Z U I= .
Công suất tiêu thụ trong mạch là P = RI2 = 2 C 2 2 Z R R U
+ (*), để công suất tiêu thụ trong mạch đạt cực đại thì R ≠ 0, chia
cả tử và mẫu của (*) cho R ta đợc C 2 2 C 2 Z 2 U R Z R U P ≤ + = = 100W.
Suy ra Pmax = 100W khi R = ZC= 100Ω.
Chơng 6 - Sóng ánh sáng. Hệ thống kiến thức trong chơng