Bài 11: Một khung dây dẫn gồm N = 100 vòng quấn nối tiếp, diện tích mỗi vòng dây là S = 60cm2. Khung dây quay đều với tần số 20 vòng/s, trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 2.10-2T. Trục quay của khung vuông góc với .
a. Lập biểu thức của suất điện động cảm ứng tức thời.
b. Vẽ đồ thị biểu diễn suất điện động cảm ứng tức thời theo thời gian.
Bài 12: Khung dây gồm N = 250 vòng quay đều trong từ trường đều có cảm ứng từ
B = 2.10-2T. Vectơ cảm ứng từ uuBr
vuông góc với trục quay của khung. Diện tích
của mỗi vòng dây là S = 400cm2. Biên độ của suất điện động cảm ứng trong khung
là Eo =4 (V) »12,56 (V). Chọn gốc thời gian (t = 0) lúc pháp tuyến của khung
song song và cùng chiều với Bur.
a. Viết biểu thức của suất điện động cảm ứng e theo t.
b. Xác định giá trị của suất điện động cảm ứng ở thời điểm 1 40
t= s.
c. Xác định thời điểm suất điện động cảm ứng có giá trị 6, 28 2
o E
e= = V.
Bài 13: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm một điện trở thuần R = 80W, một
cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 64mH và một tụ điện có điện dung 40
C = F mắc nối tiếp.
a. Tính tổng trở của đoạn mạch. Biết tần số của dòng điện f = 50Hz.
b. Đoạn mạch được đặt vào điện áp xoay chiều có biểu thức u=282cos314t (V). Lập biểu thức cường độ tức thời của dòng điện trong đoạn mạch.
Bài 14:Cho mạch điện xoay chiều như hình 2.2 , R = 100W, L là độ tự cảm của
cuộn dây thuần cảm, 4 10 3 C - = F, RA »0. Điện
áp uAB =50 2 cos100 t(V). Khi K đóng hay
b. Lập biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch khi K đóng và khi K mở.
Bài 15: Mạch điện như hình 2.3. Cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 0,318H, R = 100W, tụ C là tụ xoay. Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch có biểu
thức u=200 2 cos100 t(V).
a. Tìm C để điện áp giữa hai đầu bản tụ đạt giá trị cực đại, tính giá trị cực đại đó.
b. Tìm C để điện áp hai đầu MB đạt cực đại, tính giá trị cực đại đó.
Bài 16: Cho mạch điện xoay chiều có sơ đồ như
hình 2.4. Đặt điện áp xoay chiều có tần số 50Hz vào hai đầu M,Q của đoạn mạch thì vôn kế nhiệt
chỉ 90V, RV = ¥. Khi đó uMN lệch pha 150o
và uMP
lệch pha 30o
so với uNP. Đồng thời UMN = UMP = UPQ. Cho biết điện trở thuần của đoạn mạch PQ là R = 30W.
a. Hỏi cuộn dây có điện trở thuần không? Giải thích.
b.Tính UMQ và hệ số tự cảm L của cuộn
dây
Bài 17: Cho mạch điện xoay chiều như
hình 2.5, gồm cuộn dây D có độ tự cảm
L mắc nối tiếp với điện trở thuần R và
tụ điện có điện dung C. Biết điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AB có
biểu thức u = U0cos100πt (V) không đổi. Các vôn kế nhiệt V1;V2 có điện trở rất lớn
chỉ lần lượt là U1 = 120V; U2 =80 3V. Điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch
MB lệch pha so với điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch NB góc p/6 và lệch
pha so với điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch AN góc p/2. Ampe kế nhiệt có
điện trở không đáng kể chỉ 3A.
a. Xác định các giá trị của R; L và C.
b. Tính U0 và viết biểu thức cường độ dòng điện tức thời qua mạch.
Bài 18: Mạch điện như hình 2.6. Điện áp hai đầu A và B ổn định có biểu thức 100 2 cos100 u= t(V). Cuộn cảm có độ tự cảm A C B N D M R A V1 V2 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5
2,5
L= , điện trở thuần Ro = R = 100W, tụ điện có điện dung Co. Người ta đo được
hệ số công suất của mạch điện là cos =0,8.
a. Biết điện áp u sớm pha hơn dòng điện i trong mạch. Xác định Co.
b. Để công suất tiêu thụ đạt cực đại, người ta mắc thêm một tụ điện có điện dung C1
với tụ điện Co để có bộ tụ điện có điện dung C thích hợp. Xác định cách mắc và giá trị của C1.
Bài 19: Cho vào mạch điện hình 2.7 một dòng điện
xoay chiều có cường độ i =Iocos100 t(A). Khi
đó uMB và uAN vuông pha nhau, và
100 2 cos 100 3 MB u = æ t + ö ç ÷ è ø(V). Hãy viết biểu thức
uAN và tìm hệ số công suất của mạch MN.
Bài 20 :Cho mạch điện xoay chiều nối tiếp R, L, C như hình 2.8. Cuộn dây có L= 1 H, tụ điện có điện
dung C thay đổi được. Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch u=200cos100 t(V). Biết
rằng khi C = 0,159.10-4
F thì cường độ dòng điện i trong mạch nhanh pha hơn điện
áp u giữa hai đầu đoạn mạch một góc 4 .
a. Tìm biểu thức giá trị tức thời của i.
b. Tìm công suất P trong mạch. Khi cho điện dung C tăng dần thì công suất P thay đổi thế nào?
Bài 21: Ý nghĩa của của hệ số công suất ? Tại sao ta lại nên nâng cao hệ số công
suất cos .
Bài 22:Động cơ điện xoay chiều một pha mắc vào mạng xoay chiều một pha đã hạ
áp với U = 110V. Động cơ sinh ra một công suất cơ học Pi = 60W. Biết hiệu suất là 0,95 và dòng điện qua động cơ I = 0,6A. Hãy tính điện trở của động cơ và hệ số
công suất của động cơ.
Hình 2.7
Bài 23:Mạng điện ba pha có điện áp pha Up = 120V có tải tiêu thụ mắc thành hình
sao. Tính cường độ dòng điện trong các dây pha và dây trung hòa nếu các tải tiêu thụ trên A, B, C là điện trở thuần RA = RB = 12W ; RC = 24W.
Bài 24. Trong giờ thực hành một học sinh mắc nối tiếp một quạt điện xoay chiều
với điện trở R, rồi mắc vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng
380V. Biết quạt có các giá trị định mức 220V – 88W. Khi hoạt động đúng công suất định mức thì độ lệch pha giữa điện áp hai đầu quạt và dòng điện qua nó là j, với
cosj = 0,8. Để quạt hoạt động đúng công suất thì R =?
Bài 25:Một đường dây tải điện xoay chiều một pha đến nơi tiêu thụ ở xa 6 km. Giả
thiết dây dẫn làm bằng nhôm có điện trở suất r = 2,5.10-8 Wm và có tiết diện
0,5cm2. Điện áp và công suất truyền đi ở trạm phát điện lần lượt là U = 6 kV, P = 540 kW. Hệ số công suất của mạch điện là cosj = 0,9. Hãy tìm công suất hao phí trên đường dây và hiệu suất truyền tải điện.
Bài 26:Máy phát điện xoay chiều một pha cung cấp công suất P1 = 2 MW. Điện áp
giữa hai cực là U1 = 2000V. Dòng điện đưa vào cuộn sơ cấp máy biến áp có hiệu
suất H = 97,5%. Cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp có số vòng dây tương ứng là N1 = 160 vòng và N2 = 1200 vòng. Dòng điện thứ cấp được truyền tải đến nơi tiêu thụ
bằng dây dẫn có R = 10W. Hãy tính điện áp, công suất nơi tiêu thụ và hiệu suất
truyền tải điện.
Bài 27: Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa cần tăng điện áp của nguồn lên bao nhiêu lần để giảm công suất hao phí trên đường dây đi 100 lần. Giả thiết công
suất nơi tiêu thụ nhận được không đổi, điện áp tức thời u cùng pha với dòng điện
tức thời i. Biết ban đầu độ giảm điện thế trên đường dây bằng 15% điện áp của tải
tiêu thụ
Bài 28: Điện năng từ một trạm phát điện được đưa đến một khu tái định cư bằng đường dây truyền tải một pha. Cho biết, nếu điện áp tại đầu truyền đi tăng từ U lên 2U thì số hộ dân được trạm cung cấp đủ điện năng tăng từ 120 lên 144. Cho rằng chỉ tính đến hao phí trên đường dây, công suất tiêu thụ điện của các hộ dân đều như
nhau, công suất của trạm phát không đổi và hệ số công suất trong các trường hợp đều bằng nhau. Nếu điện áp truyền đi là 4U thì trạm phát này cung cấp đủ điện năng
Bài 29: Một người định cuốn một biến thế từ hiệu điên thế U1 = 110V lên 220V với lõi không phân nhánh, không mất mát năng lượng và các cuộn dây có điện trở rất nhỏ , với số vòng các cuộn ứng với 1,2 vòng/Vôn. Người đó cuốn đúng hoàn toàn cuộn thứ cấp nhưng lại cuốn ngược chiều những vòng cuối của cuộn sơ cấp. Khi thử máy với nguồn thứ cấp đo được U2 = 264 V so với cuộn sơ cấp đúng yêu cầu thiết kế, điện áp nguồn là U1 = 110V. Tính số vòng cuộn sai
Bài 30 : Cho mạch điện như hình vẽ 2.9. Tụ điện C1
có điện dung thay đổi được. Điện trở R1 = 100W, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L1 = 0,318H.
Hộp kín X chứa hai trong ba phần tử điện (thuần Ro, thuần Lo, thuần Co). Đặt vào
hai đầu đoạn mạch AB điện áp xoay chiều có U = 200V, f = 50Hz.
- Khi C1 = 1,59.10-5F thì uMB nhanh pha hơn uAM một góc 5 12
= rad.
- Nếu điều chỉnh C1 để uAM trùng pha với dòng điện thì công suất tiêu thụ của mạch
là P = 200W. Hãy xác định các phần tử chứa trong hộp kín X và giá trị của chúng.
Bài 31:Cho đoạn mạch AB như hình vẽ 2.10. Mỗi hộp X và Y chỉ chứa hai trong ba
phần tử: điện trở thuần, cuộn dây thuần cảm và tụ điện mắc nối tiếp. Các vôn kế V1, V2 và ampe kế đo được cả dòng xoay chiều và
một chiều, điện trở các vôn kế rất lớn, điện trở
ampe kế không đáng kể.
Khi mắc vào hai điểm A và M hai cực của nguồn điện một chiều, ampe kế chỉ 2A, V1 chỉ 60V.
Khi mắc A và B vào nguồn điện xoay chiều, tần số 50Hz thì ampe kế chỉ 1A, các
vôn kế chỉ cùng giá trị 60V nhưng uAM và uMB lệch pha nhau
2. Hai hộp X và Y chứa những phần tử nào? Tính giá trị của chúng.
Bài 32: Cho mạch điện như hình 2.11 , A là ampekế nhiệt, điện trở R0 = 100W, X là hộp kín chứa 2 trong 3 phần tử (R, L,
C) mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu M, N
của mạch điện mộtđiện áp xoay chiều
có biểu thức : K M N C0 A D R0 X Hình 2.9 Hình 2.10
uMN = 200 2cos2pft (V), tần số f thay đổi được. Bỏ qua điện trở ampekế, khoá K
và dây nối.
1) a. Với f = 50Hz thì khi đóng K, ampekế chỉ 1A. Tính điện dung C0 của tụ điện.
b. Ngắt K, thay đổi tần số thì thấy khi f = 50Hz, ampekế chỉ giá trị cực đại và điện áp tức thời giữa hai đầu X lệch pha p/2 so với điện áp giữa 2 điểm M và D. Hỏi hộp X chứa những phần tử nào? Tính các giá trị của chúng.
2) Khoá K vẫn ngắt, thay đổi f thì thấy ampekế chỉ cùng trị số khi f = f1 hoặc f
= f2. Biết f1 + f2 = 125Hz. Tính f1, f2 và viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch khi đó.
Bài 33: Một mạch điện XC gồm một cuộn dây thuần cảm có L1 mắc nối tiếp với
cuộn dây L2 =
2 1
H; điện trở trong r = 50W. Điện áp XC giữa hai đầu đoạn mạch
có dạng u = 130 2cos100 t (V). Cường độ hiệu dụng trong mạch là 1A. Phải mắc
thêm một tụ có điện dung C là bao nhiêu để điện áp
giữa hai đầu cuộn (L2 , r) đạt giá trị cực đại.
Bài 34: Mạch điện có sơ đồ như hình vẽ 2.12. Cuộn dây thuần cảm L. Người ta thay đổi L và C để
công suất mạch tuân theo biểu thức: P=K2 Z ZL. C .
a)Khi L= 1 (H) thì K2 =4, dòng điện trong mạch cực đại. Tính C và R.
b)Tính độ lệch pha giữa uAE và uBD khi Imax. Tìm liên hệ giữa R, C, L để I = K. Lúc đó độ lệch pha giữa uAE và uBD bằng bao nhiêu?
Câu 35: Cho đoạn mạch AB gồm R, L, C mắc nối tiếp như hình vẽ 2.16. Đặt vào
hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều uAB =220 2cos100 t(V), R=50 3W,
, 2 H L= . 5 10 3 F C - =
a) Viết biểu thức cường độ dòng điện, biểu
thức của các điện áp uANvà uMB.
b) Điều chỉnh C để công suất trên cả đoạn mạch đạt cực đại. Tìm C và giá trị cực đại của công suất.
A R D L C B E f=50Hz ~ U=100V C B N A M L R Hình 2.12 Hình 2.16
c) Giữ nguyên L= 2 H,thay điện trở R bằngR1=1000W,điều chỉnh tụ điện C
bằng .
9 4
1 F
C = Giữ nguyên điện áp hiệu dụng của nguồn, thay đổi tần số f đến
giá trị f0 sao cho điện áp hiệu dụng UC1 giữa hai bản cực của tụ điện đạt cực đại.
Tìm f0 và giá trị cực đại của UC1.
Bảng 2.2: Ma trận các câu hỏi của hệ thống bài tập định lượng
Nội dung Số bài/ bài
Dòng điện xoay chiều. Mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần
2 bài 11;12
Mạch cóR,L,C nối tiếp .Cộng hưởng điện 5 bài 13;14;15;16;17 Công suất của đoạn mạch xoay chiều .Hệ số công
suất
4 bài 18;19;20;21
Máy phát điện xoay chiều. Động cơ không đồng bộ 3 bài 22;23;24
Máy biến áp .Truyền tải diện 5 bài
25;26;27;28;29
Bài tập tổng hợp 6 bài
30;31;32;33;34;35