Đề cương ôn tập môn Vật lý Lớp 12 - Chương V: Điện xoay chiều

50 trang thungat 2580

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đề cương ôn tập môn Vật lý Lớp 12 - Chương V: Điện xoay chiều", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

de_cuong_on_tap_mon_vat_ly_lop_12_chuong_v_dien_xoay_chieu.doc

Nội dung text: Đề cương ôn tập môn Vật lý Lớp 12 - Chương V: Điện xoay chiều

Chương V : ĐIỆN XOAY CHIỀU  Phần 1 : Lý thuyết chung Bài 1 : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU A – Tóm tắt lý thuyết I/ Dòng điện xoay chiều. 1- Từ thông biến thiên. n Công thức xác định từ thông:  NBScos (Wb) Với N số vòng dây , B là véc tơ từ trường , S là diện tích khung dây. là góc tạo bởi véc tơ pháp tuyến và véc tơ từ trường B. Giả sử ta cho N,B,S không đổi . Ta cho khung dây quay đền với tần số góc  khi đó góc sẽ biến thiên theo thời gian với công thức : t 0 (rad)   cos(  t ) Vậy ta viết lại công thức của từ thông như sau: 0 0 (Wb) B Với  0 NBS (Wb) 2- Suất điện động xoay chiều. Theo định luật faraday khi từ thông biến thiên sẽ sinh ra một suất điện động cảm ứng là :  E  '  . sin(t ) E sin(t ) với E  . (V) c t 0 0 0 0 0 0 Suất điện động trên gọi là suất điện động xoay chiều. 3- Hiệu điện thế xoay chiều – Dòng điện xoay chiều. Khi dùng suất điện động xoay chiều trên gắn vào một mạch nào đó thì trong mạch có dao động điện cưỡng bức với tần số bằng tần số của suất điện động xoay chiều, khi đó hiệu điện thế và dòng điện giữa hai đầu đoạn mạch cũng là hiệu điện thế và dòng điện xoay chiều: u U 0 cos(t u ) (V) i I 0 cos(t i ) (A) Khi đó : u i Gọi là độ lệch pha của hiệu điện thế và dòng điện. Nếu : > 0 Thì u sớm pha hơn so với i Nếu : < 0 Thì u trễ pha hơn so với i Nếu : = 0 Thì u đồng pha so với i 4- Giá trị hiệu dụng. Giá trị hiệu dụng của một đại lượng trong dòng điện xoay chiều là giá trị bằng với giá trị của dòng điện không đổi. E U I E 0 (V ); U 0 (V ); I 0 (A) hd 2 hd 2 hd 2 5- Tần số góc của dòng điện xoay chiều. 2  2 f (rad / s) T Chú ý: - Nếu dòng điện xoay chiều dao động với tần số f thì trong 1s nó đổi chiều 2f lần. - Nếu pha ban đầu i = hoặc i = thì chỉ giây đầu tiênđổi chiều (2f – 1) lần. 2 2 Trang : 1
Mình bán file word ĐỀ THI THỬ THPT QUỐC GIA 2018 môn Toán - Lý cho thầy, cô dùng giảng dạy : Giá 500K/bộ 30 đề lý - 500k/ bộ 30 đề toán 78 đề thi môn toán vào lớp 10 của TP Hà Nội : 500K Bộ đề thi vào lớp 6 CLC của TP Hà Nội : 500K ✍Đề đúng cấu trúc 2018 có giải chi tiết. ✍Đề có các câu VDC chất lượng, hay, mới. ✍Đề biên soạn đẹp, kĩ lưỡng dùng giảng dạy. Tặng kèm thầy, cô một bộ câu hỏi trắc nghiệm theo từng chuyên đề lớp 11, 12. Liên hệ : Call/Sms 0974 222 456 - 0941 422 456 Trang : 2
Trang : 3
- Nam châm điện được tạo ra bằng dòng điện xoay chiều dao động với tần số f thì nó rung với tần số f’ = 2f hoặc từ trường của nó biến thiên với tần số f’ = 2f. II/ Các mạch điện xoay chiều. 1- Mạch điện chỉ chứa một phần tử R,L,C. a. Mạch điện chỉ có điện trở thuần R. U U u cùng pha với i, 0 : I và I 0 R u i R 0 R U Lưu ý: Điện trở R cho dòng điện không đổi đi qua và có I R b. Mạch điện chỉ có cuộn thuần cảm L: U U0 uL nhanh pha hơn i là , u i : I và I0 2 2 ZL ZL với ZL = L (  ) là cảm kháng Lưu ý: Cuộn thuần cảm L cho dòng điện không đổi đi qua hoàn toàn (không cản trở). c. Mạch điện chỉ có tụ điện C: U U0 uC chậm pha hơn i là , u i : I và I0 2 2 ZC ZC 1 với Z (  ) là dung kháng. C C Lưu ý: Tụ điện C không cho dòng điện không đổi đi qua (cản trở hoàn toàn). Chú ý: Với mạch hoặc chỉ chứa L, hoặc chỉ chứa C, hoặc chứa LC không tiêu thụ công suất ( P 0 ) N eáu i I 0 cos t thì u U 0 cos( t+ ) Vôùi u i u i i u N eáu u U 0 cos t thì i I 0 cos( t- ) 2- Mạch điện RLC mắc nối tiếp. a. Tổng trở của mạch. 2 2 R L C Z R (ZL ZC ) (  ) • • Với : R : điện trở thuần. ZL = L (  ) : Cảm kháng 1 Z (  ) : Dung kháng. C C b. Độ lệch pha của dòng điện và hiệu điện thế : Z Z Z Z R tan L C ; sin L C ; cos với R Z Z 2 2 1 + Khi ZL > ZC hay  > 0 thì u nhanh pha hơn i. LC 1 + Khi ZL < ZC hay  < 0 thì u chậm pha hơn i. LC 1 + Khi ZL = ZC hay  = 0 thì u cùng pha với i. LC U U c. Định luật Ôm : I 0 ; I 0 Z Z d. Công suất tỏa nhiệt trên đoạn mạch RLC Trang : 4
- Công suất tức thời: P UI cos U0 cos(2t u i ) - Công suất trung bình: P = UIcosφ = I2R. B – Các dạng bài tập. Dạng 1 : Đại cương về dòng điện xoay chiều I/ Phương pháp. 1. Đại cương về dòng điện xoay chiều Cho khung dây dẫn phẳng có N vòng ,diện tích S quay đều với vận tốc , xung quanh trục vuông góc với với các đường sức từ của một từ trường đều có cảm ứng từ. a. Từ thông gởi qua khung dây :  NBS cos(t ) 0 cos(t ) (Wb) ; Từ thông gởi qua khung dây cực đại 0 NBS b. Suất điện động xoay chiều: n suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây: e=E0cos(t+ 0). Đặt E0= NBS 2 chu kì và tần số liên hệ bởi:  2 f 2 n T  B với n là số vòng quay trong 1 s Suất điện động do các máy phát điện xoay chiều tạo ra cũng có biểu thức tương tự như trên. Khi trong khung dây có suất điện động thì 2 đầu khung dây có điện áp xoay chiều . Nếu khung chưa nối vào tải tiêu thụ thì suất điện động hiệu dụng bằng điện áp hiệu dụng 2 đầu đoạn mạch E = U c. Giá trị hiệu dụng : Ngoài ra, đối với dòng điện xoay chiều, các đại lượng như điện áp, suất điện động, cường độ điện trường, cũng là hàm số sin hay cosin của thời gian, với các đại lượng này I U E I 0 U 0 E 0 2 2 2 d. Nhiệt lượng toả ra trên điện trở R trong thời gian t nếu có dòng điện xoay chiều i(t) = I0cos(t + i) chạy qua là Q Q = RI2t Công suất toả nhiệt trên R khi có ddxc chạy qua ; P=RI2 2. Quan hệ giữa dòng điện xoay chiều với vòng tròn lượng giác. a.Ta dùng mối liên hệ giữa dao động điều hoà và chuyển động tròn đều để tính. Theo lượng giác :u = U0cos(ωt + φ) được biểu diễn bằng vòng tròn tâm O bán kính U0 , quay với tốc độ góc  , +Có 2 điểm M ,N chuyển động tròn đều có hình chiếu lên Ou là u, nhưng N có hình chiếu lên Ou có u đang tăng (vận tốc là dương) , M2 M1 còn M có hình chiếu lên Ou có u đang giảm (vận tốc là âm ) Tắt Sáng + Ta xác định xem vào thời điểm ta xét điện áp u có giá trị u và đang biến -U Sáng U U -U 1 1 0 0 u đổi thế nào ( ví dụ chiều âm ) ta chọn M rồi tính góc MOˆA ; O Tắt còn nếu theo chiều dương ta chọn N và tính NOˆA theo lượng giác M'1 M'2 b. Dòng điện xoay chiều i = I0cos(2 ft + i) * Mỗi giây đổi chiều 2f lần Trang : 5
* Nếu cho dòng điện qua bộ phận làm rung dây trong hiện tượng sóng dừng thì dây rung với tần số 2f c. Công thức tính thời gian đèn huỳnh quang sáng trong một chu kỳ M Khi đặt điện áp u = U0cos(t + u) vào hai đầu bóng đèn, biết đèn chỉ sáng lên khi u ≥ U1. Gọi t là khoảng thời gian đèn sáng trong một chu kỳ 4 ˆ U1 t Với M1OU0 ;cos , (0 0 là: A.  = BS. B. = BSsin . C.  = NBScos t. D. = NBS. Câu 6. Một dòng điện xoay chiều có cường độ i 2 2 cos(100 t / 6) (A. . Chọn Bài phát biểu sai. A. Cường độ hiệu dụng bằng 2 (A) . B. Chu kỳ dòng điện là 0,02 (s). C. Tần số là 100 . D. Pha ban đầu của dòng điện là /6. Câu 7. Một thiết bị điện xoay chiều có các điện áp định mức ghi trên thiết bị là 100 V. Thiết bị đó chịu được điện áp tối đa là: A. 100 V B. 1002 V C. 200 V D. 502 V Câu 8 : Hãy xác định đáp án đúng .Dòng điện xoay chiều i = 10 cos100 t (A),qua điện trở R = 5  .Nhiệt lượng tỏa ra sau 7 phút là : A .500J. B. 50J . C.105KJ. D.250 J Trang : 6
Câu 9: biểu thức cường độ dòng điện là i = 4.cos(100 t - /4) (A). Tại thời điểm t = 0,04 s cường độ dòng điện có giá trị là A. i = 4 AB. i = 2 A C. i = 2 A D. i =2 2 A 2.10 2 Câu 10: Từ thông qua một vòng dây dẫn là  cos 100 t Wb . Biểu thức của suất điện động cảm 4 ứng xuất hiện trong vòng dây này là A. Be. 2sin 100 t (V ) e 2sin 100 t (V ) 4 4 C. e 2sin100 t(V ) D. e 2 sin100 t(V ) Câu 11.Tại thời điểm t, điện áp u 200 2 cos(100 t ) (trong đó u tính bằng V, t tính bằng s) có giá trị 2 1 100 2V và đang giảm. Sau thời điểm đó s , điện áp này có giá trị là 300 A. 100V. B. 100 3V. C. 100 2V. D. 200 V. Câu 12. Vào cùng một thời điểm nào đó, hai dòng điện xoay chiều i 1 = Iocos(t + 1) và i2 = Iocos(t + 2) đều cùng có giá trị tức thời là 0,5I o, nhưng một dòng điện đang giảm, còn một dòng điện đang tăng. Hai dòng điện này lệch pha nhau một góc bằng. 5 2 4 A. B. C. D. 6 3 6 3 Câu 13. Dòng điện xoay chiều qua một đoạn mạch có biểu thức i I cos(120 t )A . Thời điểm thứ 2009 cường 0 3 độ dòng điện tức thời bằng cường độ hiệu dụng là: 12049 24097 24113 A. s B. s C. s D. Đáp án khác 1440 1440 1440 Câu 14. Điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch u 240sin100 t(V ) . Thời điểm gần nhất sau đó để điện áp tức thời đạt giá trị 120V là : A.1/600s B.1/100s C.0,02s D.1/300s Câu 15. Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có biểu thức i 2cos(100 t ) A, t tính bằng giây (s).Dòng điện có cường độ tức thời bằng không lần thứ ba vào thời điểm 5 3 7 9 A.(s) . B.(s) .C.(s) .D.(s) . 200 100 200 200 Câu 16. Một chiếc đèn nêôn đặt dưới một điện áp xoay chiều 119V – 50Hz. Nó chỉ sáng lên khi điện áp tức thời giữa hai đầu bóng đèn lớn hơn 84V. Thời gian bóng đèn sáng trong một chu kỳ là bao nhiêu? A. t = 0,0100s. B. t = 0,0133s. C. t = 0,0200s. D. t = 0,0233s. Câu 17. Dòng điện chạy qua một đoạn mạch có biểu thức i = I 0cos100 t. Trong khoảng thời gian từ 0 đến 0,01s cường độ dđ tức thời có giá trị bằng 0,5I0 vào những thời điểm 1 2 1 3 1 2 1 5 A. s và s B. s và s C. s và s D. s và s. 400 400 500 500 300 300 600 600 Câu 18. Đặt điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng U=120V tần số f=60Hz vào hai đầu một bóng đèn huỳnh quang. Biết đèn chỉ sáng lên khi điện áp đặt vào đèn không nhỏ hơn 602 V. Thời gian đèn sáng trong mỗi giây là: 1 1 2 1 A. s B. s C . s D. s 2 3 3 4 Trang : 7
Câu 19. Điện áp giữa hai đầu một đoạn mạch có biểu thức u U0cos 100 t V . Những thời điểm t nào sau 2 đây điện áp tức thời: 1 7 9 11 A. s B. s C. D. s s 400 400 400 400 Câu 20. Đặt điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng U=120V tần số f=60Hz vào hai đầu một bóng đèn huỳnh quang. Biết đèn chỉ sáng lên khi điện áp đặt vào đèn không nhỏ hơn 602 V. Tỉ số thời gian đèn sáng và đèn tắt trong 30 phút là: A. 2 lần B. 0,5 lần C. 3 lần D. 1/3 lần Câu 21. Dòng điện chạy qua một đoạn mạch có biểu thức i = I 0cos100πt. Trong mỗi nửa chu kỳ, khi dòng điện chưa đổi chiều thì khoảng thời gian để cường độ dòng điện tức thời có giá trị tuyệt đối lớn hơn hoặc bằng 0,5I0 là A. 1/300 s B. 2/300 s C. 1/600 s D 5/600s Câu 22. Dòng điện xoay chiều i=2sin100 t(A) qua một dây dẫn . Điện lượng chạy qua tiết diện dây trong khoảng thời gian từ 0 đến 0,15s là : A.0 B.4/100 (C) C.3/100 (C) D.6/100 (C) Câu 23. Dòng điện xoay chiều có biểu thức i 2cos100 t(A) chạy qua dây dẫn . điện lượng chạy qua một tiết điện dây trong khoảng thời gian từ 0 đến 0,15s là : 4 3 6 A.0 B.(C) C.(C) D. (C) 100 100 100 Câu 24. Dòng điện xoay chiều hình sin chạy qua một đoạn mạch có biểu thức có biểu thức cường độ là i I 0 cos t , I0 > 0. Tính từ lúc t 0(s) , điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn của đoạn mạch 2 đó trong thời gian bằng nửa chu kì của dòng điện là 2I 2I I A.0B. C.0 D. 0 0    2 Câu 25. Một dòng điện xoay chiều có cường độ hiệu dụng là I có tần số là f thì điện lượng qua tiết diện của dây trong thời gian một nửa chu kì kể từ khi dòng điện bằng không là : I 2 2I f f A. B. C. D. f f I 2 2I Dạng 2 : Biểu thức của HĐT và CDDĐ I/ Phương pháp. 1. Đối với mạch chỉ có một phần tử a. Mạch điện xoay chiều chỉ có trở thuần u U U0 u(t) = U0cos(t + ) ; i = = 2cos(ωt + ) Ι0 = và i , u cùng pha. R R . R b. Đọan mạch chỉ có tụ điện ; Tụ điện cho dòng điện xoay chiều "đi qua". Tụ điện có tác dụng cản trở dòng điện xoay chiều. Giả sử u =U0cost i = I0cos(t+ /2) Còn i =U0cost u = U0cos(t - /2) Trang : 8
Còn i =U0cos(t + i ) u = U0cos(t - /2+ i) Dung kháng:ZC 1 U Đặt ZC = ; Vậy: Định luật ôm I = . C ZC Ý nghĩa của dung kháng + ZC là đại lượng biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều của tụ điện. + Dòng điện xoay chiều có tần số cao (cao tần) chuyển qua tụ điện dễ dàng hơn dòng điện xoay chiều tần số thấp. + ZC cũng có tác dụng làm cho i sớm pha /2 so với u. c.Mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm : Mỗi cuộn dây có hai phần tử : điện trở r và độ tự cảm L . Riêng cuộn cảm thuần chỉ có L Trường hợp nếu rút lỏi thép ra khỏi cuộn cảm thì độ sáng đèn tăng lên Cuộn cảm có tác dụng cản trở dòng điện xoay chiều. Tác dụng cản trở này phụ thuộc vào độ tự cảm cuộn dây. Giả sử i =I0cost u = LI0cos(t+ /2) =U0cos(t+ /2) Nếu u =U0cost i =U0cos(t - /2) i =I0cos(t+ i) u = U0cos(t+ π/2+ i) U Định luật ôm: : I = . L Cảm kháng:ZL = L Ý nghĩa của cảm kháng + ZL là đại lượng biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều của cuộn cảm. + Cuộn cảm có L lớn sẽ cản trở nhiều đối với dòng điện xoay chiều, nhất là dòng điện xoay chiều cao tần. + ZL cũng có tác dụng làm cho i trễ pha /2 so với u. Lưu ý : 1 2 1 1/ 0,318 ; 0,636 ; 0,159 2 S 2/ Công thức tính điện dung của tụ phẳng : C = 9.109.4 d  : Hằng số điện môi. S: Phần thể tích giữa hai bản tụ (m3).d: Khoảng cách giữa hai bản tụ(m). - Điện môi bị đánh thủng là hiện tượng khi điện trường tăng vượt qua một giá trị giới hạn náo đó sẽ llàm cho điện môi mất tính cách điện. - Điện áp giới hạn là điện áp lớn nhất mà điện môi không bị đánh thủng. 2. Đối với mạch không phân nhánh RLC Với một đoạn mạch xoay chiều thì biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện qua mạch có biểu thức: u(t) = U0cos(t + u) i(t) = I0cos(t + i) Nếu cho i =I0cost thì u = U0cos(ωt + φ) Nếu cho u =U0cost thì i = I0cos(ωt - φ) Nếu cho u(t) = U0cos(t + u) i(t) = I0cos(t + u - ) Đại lượng = u - i gọi là độ lệch pha giữa u và i trong một đoạn mạch. 0 :u sớm pha hơn i ; 0 : u trể pha hơn i ; 0 : u đồng pha với i U U U U U Tình I,U theo biều thức :do đó: I R L C MN ; M,N là hai điểm bất kỳ Z R ZL ZC ZMN Trang : 9
2 2 Với Z = gọiR là tổng ZL trở Z củaC mạch a. Viết biểu thức cưòng độ dòng điện tức thời. + Nếu đoạn mạch cho biểu thức của điện áp tức thời, ta có: Biểu thức cường độ dòng điện tức thời có dạng i I0cos pha(i) với Pha(i) = pha(u) - Trong đó ta có: là độ lệch pha giữa u và i. Chú ý: Yêu cầu viết biểu thức cho đoạn mạch nào thì ta xét đoạn mạch đó; Với đoạn mạch ta xét thì Z Z U tan L C ; I 0 ; Z R2 (Z Z )2 R 0 Z L C + Nếu đoạn mạch cho các giá trị hiệu dụng thì phương trình cường độ dòng điện có dạng; i I0cos(t ) 2 Z Z U trong đó:  2 f ; tan L C ; I I 2 0 ; Z R2 (Z Z )2 T R 0 Z L C b. Viết biểu thức điện áp tức thời. Xét đoạn mạch cần viết biểu thức điện áp tức thời, ta có: u U0cos pha(u) 2 2 trong đó: Pha(u) = Pha(i) + ; U0 U 2 I0.Z I0. R (ZL ZC ) ; 2 2 2 2 2 2 i uC i uL i uLC Nếu đoạn mạch chỉ có L , hoặc C hoặc LC nối tiếp ;;2 2 2 1 2 2 2 1 2 2 2 1 I0 ZC .I0 I0 ZL .I0 I0 ZLC .I0 II/ Bài tập : Câu 1. Dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch chỉ có điện trở thuần A. cùng tần số với điện áp ở hai đầu đoạn mạch và có pha ban đầu luôn bằng 0. B. có giá trị hiệu dụng tỉ lệ thuận với điện trở của mạch. C. cùng tần số và cùng pha với điện áp ở hai đầu đoạn mạch. D. luôn lệch pha / 2 so với điện áp ở hai đầu đoạn mạch Câu 2. Dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch chỉ có điện trở thuần A. cùng tần số với điện ápở hai đầu đoạn mạch và có pha ban đầu luôn bằng 0. B. cùng tần số và cùng pha với điện ápở hai đầu đoạn mạch. C. luôn lệch pha so với điện ápở hai đầu đoạn mạch  2 D. có giá trị hiệu dụng tỉ lệ thuận với điện trở của mạch. Câu 3. Một điện trở thuần R mắc vào một mạch điện xoay chiều tần số 50Hz. Muốn dòng điện trong mạch sớm pha hơn điện ápgiữa hai đầu đoạn mạch một góc /2. A. Người ta mắc thêm vào mạch một tụ điện nối tiếp với điện trở. B. Người ta mắc thêm vào mạch một cuộn cảm nối tiếp với điện trở. C. Người ta thay điện trở nói trên bằng một tụ. D. Người ta thay điện trở nói trên bằng một cuộn cảm Câu 4. Một đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có R=10Ω, điện áp mắc vào đoạn mạch là u =1102 cos314t(V). Thì biểu thức của cường độ dòng điện chạy qua R có dạng là: A.i =1102 cos314t(A) B.i =1102 cos(314t + )(A) 2 C.i =112 cos314t(A) D.i =11cos314t(A) Trang : 10
Câu 5. Đặt vào hai đầu điện trở thuần điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, cho tần số dòng điện tăng dần thì cường độ dòng điện qua mạch : A. Tăng : B. Giảm. C. Không đổi . D. Tăng đến giá trị cực đại sau đó giảm. Câu 6. Một đoạn mạch nối tiếp R,L,C có tần số dòng điện f = 50Hz; Z L=20; ZC biến đổi được. Cho điện dung C tăng lên 5 lần so với giá trị lúc có cộng hưởng điện thì giữa điện áp u và cường độ i lệch pha . Giá trị của R là: 3 16 16 80 16 A.  B.  C.  D.  3 3 3 3 Câu 7. Để tăng dung kháng của tụ điện phẳng có chất điện môi là không khí ta phải: A. giảm điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện. B. tăng tần số của điện áp đặt vào hai bản tụ điện. C. đưa thêm bản điện môi có hằng số điện môi lớn vào trong lòng tụ điện. D. tăng khoảng cách giữa hai bản tụ điện. Câu 8. Đặt điện áp u = U0cost vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm là U U U U A. i 0 cos(t ) B. i 0 cos(t ) C. i 0 cos(t ) D. i 0 cos(t ) L 2 L 2 2 L 2 L 2 2 Câu 9. Cho đoạn mạch gồm điện trở thuần R = 100 và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Biết biểu thức điện áp giữa 2 đầu đoạn mạch u = 100 cos 100 t V và cường độ hiệu dụng trong mạch I= 0,5 A. Tính tổng trở của đoạn mạch và điện dung của tụ điện? 1 1 1 1 A. Z=100 2; C= =10 4 F B. . Z=200 ; C=2 = 10 4 F Zc Zc 1 1 1 10 3 C. Z=50 2; C= =10 4 F D. . Z=100 ; C=2 = F Zc Zc Câu 10. Lần lượt đặt điện áp xoay chiều u = 52 cost (V) với  không đổi vào hai đầu mỗi phần tử: điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm (cảm thuần) có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C thì dòng điện qua mỗi phần tử trên đều có giá trị hiệu dụng bằng 50mA. Đặt điện áp này vào hai đầu đoạn mạch gồm các phần tử trên mắc nối tiếp thì tổng trở của đoạn mạch là A. 300 B. 100 C. 100 2 D. 100 3 1 3 Câu 11. Một mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh có R = 100 ; C=.10 4 F ; L= H. cường độ dòng 2 điện qua mạch có dạng: i = 2cos100 t (A). Viết biểu thức tức thời điện áp hai đầu mạch điện. A. u 200 2 cos(100 t ) VB. u 200 2 cos( V100 t ) 4 4 C. u 200cos(100 t ) V D. . u 200 2 cos(100 t ) 4 4 Câu 12. Cho mạch điện gồm RLC nối tiếp.Điện áp hai đầu mạch u = 1202 cos100 t (V). Điện trở R = 503  , 1 10 3 L là cuộn dây thuần cảm có L = H , điện dung C = F , viết biểu thức cường độ dòng điện và tính công suất 5 tiêu thụ của mạch điện trên. A. i 1,2 2 cos(100 t ) A ; P= 124,7WB. i 1,2cos(100 At ; P=) 124,7W 6 6 Trang : 11
C. i 1,2cos(100 t ) A ; P= 247W D. i 1,2 2 cos(100 t ) A ; P= 247W 6 6 4 1 Câu 13. Cho mạch điện AB, trong đó C = 10 4 F , L = H , r = 25 mắc nối tiếp.Biểu thức điện áp giữa 2 hai đầu mạch uAB = 502 cos 100 tV .Viết biểu thức cường độ dòng điện trong mạch ? A. i 2cos(100 t ) A B. i 2 2 cos(100 t ) A. 4 4 C. i 2cos(100 t )A D. i 2cos(100 t )A 4 4 Câu 14. Hãy xác định đáp án đúng .Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm R,L,C mắc nối tiếp trong đó R = 1 100  ;cuộn cảm thuần L = H; tụ diện có điện dung 15,9  F ,mắc vào điện áp xoay chiều u = 2002 cos(100 t ) (V) .Biểu thức cường độ dòng điện là: A. i = 2 cos(100 t - )(A). B. i = 0,52 cos(100 t + )(A) . 4 4 1 2 C. i = 2 cos(100 t + )(A). D. i = cos(100 t + )(A) . 4 5 3 4 10 3 Câu 15. Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm L và tụ điện C F mắc nối tiếp. 3 Nếu điện áp giữa hai bản tụ điện là u 50 2 sin(100 t ) (V) thì biểu thức cường độ trong mạch là C 4 3 3 A. i 5 2 sin(100 t )(A) B. i 5 2 sin(100 t )(A) 4 4 C. i 5 2 sin(100 t)(A) D. i 5 2 sin(100 t )(A) 4 1 Câu 16. Một đoạn mạch gồm một điện trở thuần R=50 , một cuộn cảm có L=H và một tụ điện có điện dung 2 C= .10 4 F , mắc nối tiếp vào mạng điện xoay chiều có tần số f=50 Hz và điện áp hiệu dụng U=120V. Biểu thức nào sau đây đúng với biểu thức dòng điện qua đoạn mạch? A.i = cos (100 t )(A) C. i =2,4 cos (100 t )(A) 4 3 B. i =2,42 cos (100 t )(A) D. i =2,4 cos (100 t )(A) 4 4 Câu 17. Mạch có R = 100 Ω, L = 2/ (F), C = 10-4/ (H). điện áp 2 đầu đoạn mạch là u = 2002 .cos100 t (v). Biểu thức cường độ dòng điện qua mạch là: A. i = 22 .cos(100 t - /4) (A)B. i = 2cos(100 t - /4) (A) C. i = 2.cos(100 t + /4) (A) D. i = 2 .cos(100 t + /4) (A) 10 3 Câu 18. Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R ,cuộn dây thuần cảm L và tụ điện C = mắc nối 3 tiếp.Biểu thức điện áp giữa hai bản tụ điện uc = 502 cos(100πt - )(V).Biểu thức cường độ dòng điện trong 4 mạch là: Trang : 12
3 A. i = 52 cos(100πt - )(A) B.i = 52 cos(100πt - )(A) 4 4 3 C.i = 52 cos(100πt + )(A) D.i = 52 cos(100πt )(A) 4 Câu 19. Đặt vào hai đầu cuộn dây thuần cảm một điện áp xoay chiều u U0 sin100 t . Cảm kháng cuộn dây là 50 . Hỏi ở thời điểm nào đó điện áp U=200V thì cướng độ dòng điện là 4A .Biểu thức cường độ dòng điện là : A.Bi . 4 2 sin(100 t )(A) i 4sin(100 t )(A) 2 2 C.i 4sin(100 t )(A) D.i 4 2 sin(100 t )(A) 4 2 Câu 20. Đặt điện áp xoay chiều u=U 0cost vào hai đầu đoạn mạch chỉ có điện trở thuần. Gọi U là điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch; i, I 0 và I lần lượt là giá trị tức thời, giá trị cực đại và giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện trong đoạn mạch. Hệ thức nào sau đây sai? U I U I u i u2 i2 A. 0 . B. 2 . C. 0 .D. 2 . 2 1 U0 I0 U0 I0 U I U0 I0 1 10 4 Câu 21. Cho mạch điện xoay chiều có R=30 , L= (H), C= (F); hiệu điện thế 2 đầu mạch là 0.7 u=1202 cos100 t (V), thì cường độ dòng điện trong mạch là A. i 4cos(100 t )(A) B. i 4cos(100 t )(A) 4 4 C. i 2cos(100 t )(A) D. i 2cos(100 t )(A) 4 4 10 4 Câu 22. Cho mạch xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp có R=30 , C= (F) , L thay đổi được cho hiệu điện thế 2 đầu mạch là U=1002 cos100 t (V) , để u nhanh pha hơn i góc rad thì ZL và i khi đó là: 6 5 2 A. Z 117,3(),i cos(100 t )(A) B. Z 100(),i 2 2cos(100 t )(A) L 3 6 L 6 5 2 C. Z 117,3(),i cos(100 t )(A) C. Z 100(),i 2 2cos(100 t )(A) L 3 6 L 6 Câu 23. Một mạch gồm cuộn dây thuần cảm có cảm kháng bằng 10 mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung 2 C .10 4 F . Dòng điện qua mạch có biểu thức i 2 2 cos100 t )A . Biểu thức hiệu điện thế của hai đầu 3 đoạn mạch là: A. u 80 2cos(100 t ) (V) B. u 80 2 cos(100 t ) (V) 6 6 2 C. u 120 2cos(100 t ) (V) D. u 80 2cos(100 t ) (V) 6 3 Câu 24. Mạch điện xoay chiều gồm điện trở R 40 ghép nối tiếp với cuộn cảm L. Hiệu điện thế tức thời hai đầu đoạn mạch u 80cos100 t và điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm U L =40V Biểu thức i qua mạch là: Trang : 13
2 2 A. i cos(100 t )A B. i cos(100 t )A 2 4 2 4 C. i 2cos(100 t )A D. i 2cos(100 t )A 4 4 Câu 25. Khi đặt điện áp không đổi 30V vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự 1 cảm (H) thì dòng điện trong đoạn mạch là dòng điện một chiều có cường độ 1 A. Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch này điện 4 áp u 150 2 cos120 t (V) thì biểu thức của cường độ dòng điện trong đoạn mạch là A. i 5 2 cos(120 t ) (A). B. i 5cos(120 t ) (A). 4 4 C. i 5cos(120 t ) (A). D. i 5 2 cos(120 t ) (A). 4 4 Dạng 3 : Xác định số của máy đo I/ Phương pháp. 1. Các loại máy đo - Ampe kế : dùng để đo giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện . Điện trở của Ampe kế thường rất nhỏ. Ampe kế thường được mắc nối tiếp với mạch cần đo. - Vôn kế : dùng để đo hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu mạch điện. Điện trở của vôn kế rất lớn. Vôn kế thường được mắc song song với đoạn mạch cần đo. 2. Số chỉ của máy đo. - Đối với mạch RLC 2 2 2 U = UR + ( UL- UC) Z Z tg L C R - Đối với đoạn mạch chỉ có R và L . 2 2 2 U = UR + UL Z tg L R - Đối với đoạn mạch có nhiều điện trở thuần mắc nối tiếp. R = R1 + R2 + .+Rn UR = UR1 + UR2 + + URn - Đối với đoạn mạch có nhiều cuộn dây mắc nối tiếp. R = R1 + R2 + .+Rn L = L1 + L2 + .+Ln - Đối với đoạn mạch có nhiều tụ điện mắc nối tiếp. 1 1 1 1 C C1 C2 C3 - Đối với đoạn mạch có nhiều tụ điện mắc song song. C = C1 + C2 + C3 + 3. Độ lệch pha Trang : 14
1 L U U Z Z Độ lệch pha giữa i và u :tan L C L C C :rồi suy ra UR R R R U Đôi lúc ta xử dụng cos = . hay cos R rồi suy ra , nhớ có thể dương hay âm Z U 1 + Nếu: ZL > ZC hay L > thì u nhanh pha hơn i : >0 (mạch có tính cảm kháng) C 1 + Nếu: ZL < ZC hay L < thì u chậm pha hơn i : <0 (mạch có tính dung kháng) C 1 + Nếu:ZL= ZC hay L = thì u cùng pha với i: = 0 C Khi đoạn mạch RLC cộng hưởng thì : 0 4. Phương pháp vẽ giản đồ vécto. Bước 1 : Vẽ giản đồ vecter * Cách vẽ giản đồ vecter: Vì i không đổi nên ta chọn trục cường độ dòng điện làm trục gốc, gốc tại điểm O, chiều dương là chiều quay lượng giác. Ta có : UL -UR Luôn cùng pha với i . 0 -UL Luôn sớm pha hơn i một góc 90 . 0 -UC Luôn trễ pha hơn i một góc 90 . UL+UC + -UAB Lệch pha với i một góc là . UAB - Độ lớn của mỗi vecter phải tỷ lệ với giá trị hiệu dụng của nó. O i * Cách vẽ giản đồ vecter trượt. UR - Chọn trục nằm ngang là trục dòng điện, điểm đầu mạch làm gốc (đó là điểm A). - Biểu diễn lần lượt hiệu điện thế qua mỗi phần bằng các véc tơ UC AM ; MN ; NB nối đuôi nhau theo nguyên tắc: R - đi ngang; L - N đi lên; C - đi xuống. - Nối A với B thì véc tơ chính là biểu diễn u AB AB UC Chú ý: UL N + Các hiệu điện thế trên các phần tử được biểu diễn bởi các véc tơ mà A độ lớn của các véc tơ tỷ lệ với hiệu điện thế hiệu dụng của nó. U B + Độ lệch pha giữa các hiệu điện thế là góc hợp bởi giữa các véc tơ AB + tương ứng biểu diễn chúng. U + Độ lệch pha giữa hiệu điện thế và cường độ dòng điện là góc hợp A i bởi véc tơ biểu diễn nó với trục i UR M + Việc giải bài toán là nhằm xác định độ lớn các cạnh và góc của tam giác dựa vào các định lý hàm số sin, hàm số cosin và các công thức toán học. Bước 2 : Sử dụng các tính chất trong tam giác và các phép tính vecter suy ra các giá trị và đại lượng cần tìm. Trong toán học một tam giác sẽ giải được nếu biết trước ba (hai cạnh 1 góc, hai góc một cạnh, ba cạnh) trong sáu yếu tố (3 góc và 3 cạnh). II/ Bài tập. Trang : 15
Câu 1: Chọn câu đúng. Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ . Người ta đo R L C được các điện áp U AM = 16V, UMN = 20V, UNB = 8V. Điện áp giữa hai đầu A M N B đoạn mạch AB là: A. 44V B. 20V C. 28V D. 16V Câu 2: Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U vào hai đầu đoạn mạch AB gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, điện trở thuần R và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp theo thứ tự trên. Gọi U L, UR và UC lần lượt là các điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mỗi phần tử. Biết điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AB lệch pha so với điện áp 2 giữa hai đầu đoạn mạch NB (đoạn mạch NB gồm R và C ). Hệ thức nào dưới đây là đúng? 2 2 2 2 2 2 2 2 A. U UR UC UL . B. UC UR UL U . 2 2 2 2 2 2 2 2 C. UL UR UC U D. UR UC UL U Câu 3: Cho mạch điện như hình vẽ 1. Điện trở R=20 , cuộn cảm L, tụ điện C 0. Đặt giữa A,B một điện ápxoay chiều ổn định R L C u=2202 cos100 t(V) thì trong mạch xảy ra cộng hưởng điện A . A . M N . B . với giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện là 5,5(A). Xác định điện áphiệu dụng giữa Mvà B. A. UMB=55V.B. U MB=110V. C. UMB=220V. D.UMB=440V. Câu 4: Cho mạch điện xoay chiều RLC như hình 4, cuộn dây thuần cảm. R L C A E F B Biết UAF = 110(V), UEB = 112(V), UAB = 130(V). Điện áphiệu dụng ở hai đầu tụ điện có thể nhận giá trị nào sau đây? A. 88V. B. 220V. C. 200V. D. 160V. Câu 5: Cho mạch điện như hình vẽ. Điện trở R=20 , cuộn cảm L, tụ điện C 0. Đặt giữa A,B một điện ápxoay chiều ổn định u=2202 cos100 t(V) thì trong mạch xảy ra cộng hưởng điện với giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện là 5,5(A Xác định điện áp hiệu dụng giữa M và B. A. UMB=55V.B. U MB=110V. C. UMB=220V. D.UMB=440V. Câu 6: Cho mạch điện xoay chiều RLC như hình 4, cuộn dây thuần cảm. R L C A E F B Biết UAF = 110(V), UEB = 112(V), UAB = 130(V). Điện áphiệu dụng ở hai đầu tụ điện có thể nhận giá trị nào sau đây? A. 88V. B. 220V. C. 200V. D. 160V. Câu 7: Đặt điện áp u = U 0 cosωt với U0 và  không đổi vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh. Điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở thuần là 80 V, hai đầu cuộn dây thuần cảm (cảm thuần) là 120 V và hai đầu tụ điện là 60 V. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu đoạn V2 mạch này bằng A C A. 220 V. B. 140 V. C. 100 V. D. 260 V. R L M N B Câu 8: Cho một đoạn mạch xoay chiều nối tiếp gồm điện trở R, cuộn dây V1 thuần cảm L và tụ C , đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u 100 2 cos(100 t)V , lúc đó ZL 2ZC và điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở là U = 60V . Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây là: R V1 A. 60V B. 80V C. 120V D. 160V Câu 9: Cho mạch điện như hình vẽ : cuộn dây thuần cảm L ; vôn kế V1;V2 là vôn kế nhiệt có RV rất lớn . Đặt vào hai đầu A,B một điện áp u 200sin(t )(V ) . Biết :1 C 2R ;L R . số chỉ của vôn kế V1;V2 lần lượt là : A.100 5 (V);100 5 (V) B.100 3 V;100V Trang : 16
C. 100 5 V;100V D.100 3 V;100 3 V Câu 10: Đoạn mạch AB gồm một cuộn dây có độ tự cảm L = 1/2 H, R L C 1 A B một tụ điện có điện dung C = 10 4 F và một điện trở thuần R = 50 M N mắc như hình vẽ . Điện trở của cuộn dây nhỏ không đáng kể. Điện áp giữa 2 đầu đoạn mạch AB có tần số 50Hz và có giá trị hiệu dụng là U = 100V. Tính độ lệch pha của điện áp giữa 2 điểm A và N đối với điện áp giữa 2 điểm M và B. 3 3 A. B. C. D. -\ 4 4 2 4 Câu 11: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Biết cảm kháng gấp đôi dung kháng. Dùng vôn kế xoay chiều (điện trở rất lớn) đo điện áp giữa hai đầu tụ điện và điện áp giữa hai đầu điện trở thì số chỉ của vôn kế là như nhau. Độ lệch pha của điện áp giữa hai đầu đoạn mạch so với cường độ dòng điện trong đoạn mạch là A. . B. . C. . D. . 4 6 3 3 Câu 12: Đặt điện áp u = U 0cost vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, tụ điện và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi được. Biết dung kháng của tụ điện bằng R 3 . Điều chỉnh L để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt cực đại, khi đó A. điện áp giữa hai đầu điện trở lệch pha so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch. 6 B. điện áp giữa hai đầu tụ điện lệch pha so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch. 6 C. trong mạch có cộng hưởng điện. D. điện áp giữa hai đầu cuộn cảm lệch pha so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch. 6 Câu 13: Đặt điện áp u=U0cost có  thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, 1 điện trở thuần R và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Khi  < thì LC A. điện áp hiệu dung giữa hai đầu điện trở thuần R bằng điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch. B. điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở thuần R nhỏ hơn điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch. C. cường độ dòng điện trong đoạn mạch trễ pha so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch. D. cường độ dòng điện trong đoạn mạch cùng pha với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch. Câu 14: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần 40  và tụ điện mắc nối tiếp. Biết điện áp giữa hai đầu đoạn mạch lệch pha so với cường độ dòng điện trong đoạn mạch. Dung kháng của tụ điện bằng 3 40 3 A. 40 3  B.  C. 40 D. 20 3  3 Câu 15: Đặt điện áp u U cos(t ) (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R và cuộn cảm thuần có 0 6 5 độ tự cảm L mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện qua đoạn mạch là i I sin(t ) (A .) Tỉ số điện trở thuần R 0 12 và cảm kháng của cuộn cảm là Trang : 17
1 3 A. .B. 1. C. . D. . 3 2 2 Câu 16: Đặt điện áp u U0 cost vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R và tụ điện C mắc nối tiếp. Biết điện áp giữa hai đầu điện trở thuần và điện áp giữa hai bản tụ điện có giá trị hiệu dụng bằng nhau. Phát biểu nào sau đây là sai ? A.Cường độ dòng điện qua mạch trễ pha 4 so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch. B.Điện áp giữa hai đầu điện trở thuần sớm pha 4 so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch. C.Cường độ dòng điện qua mạch sớm pha 4 so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch. D.Điện áp giữa hai đầu điện trở thuần trễ pha 4 so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch. Câu 17: Đặt vào hai đầu đoạn mạch (hình vẽ) một hiệu điện thế u = U ocos(200t) thì ampe kế chỉ 1A và vôn kế chỉ 80V đồng thời hiệu điện thế giữa hai đầu vôn kế lệch pha /6 so với cường độ dòng điện trong mạch. Thì kết luận nào sau đây là đúng? A. Cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 0,8H  A  B. Cuộn dây có điện trở R = 40 và có độ tự cảm L = 0,2H A M B o V C. Cuộn dây có điện trở Ro = 40 và có độ tự cảm L = 0,2H D. Cuộn dây có điện trở Ro = 40 và có độ tự cảm L = 0,4H Câu 18: Đặt vào hai đầu đoạn mạch (hình vẽ) một hiệu điện thế u = 200cos(100t + /6)V. Khi khoá K đóng thì cường độ dòng điện trong mạch là i = 2cos(100t + /3)A. R L C Giá trị của R và C là:   A K M B A. R = 50Ω và C = 200μF B. R = 50Ω và C = 200/ μF  C. R = 50Ω và C = 200μF D. R = 50Ω và C = 200/  μF Câu 19: Đặt vào hai đầu đoạn mạch (hình vẽ) một hiệu điện thế u = U ocos(100t) thì hiệu điện thế u AM và uMN lệch o pha nhau 150 , đồng thời UAM = UNB. Biết RNB = 200Ω. Thì kết luận nào sau đây là đúng? A. Cuộn dây có điện trở R = 100 và có độ tự cảm L = 1H   B. Cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 200H A M N B C. Cuộn dây có điện trở R = 100 và có độ tự cảm L =  H D. Cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 2H Câu 20: Đặt vào hai đầu đoạn mạch (hình vẽ) một hiệu điện thế u = U cos(ωt). o L R C o Thì hiệu điện thế u AN và uMB lệch pha nhau 90 , đồng thời đo được U AN = 60V,  A M N UMB = 80V và I = 2A. Giá trị của R bằng bao nhiêu? B A. 30 B. 24 C. 120/7 D. Chưa xác định được cụ thể. Câu 21: Mạch điện AB chứa hai trong ba phần tử R, L, C. Khi mắc vào hai đầu A, B một hiệu điện thế xoay chiều u = 160cos(100t + /4)V, thì cường độ dòng điện qua mạch là i = 2 cos(100t + /2)A. Mạch AB chứa: A. R và L, với R = 40 và L = 0,4H B. L và C, với ZL - ZC = 80 C. L và C, với ZC – ZL = 80 D. R và C, với R = 40 và C = 250μF Câu 22: Đặt vào hai đầu đoạn mạch (hình vẽ) một hiệu điện thế u = U ocos(100t) thì hiệu điện thế uAM và uMN lệch o pha nhau 120 , đồng thời UAM = UMN. Biết CMN = 200μF. Thì kết luận nào sau đây là đúng? A. Cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 0,5H B. Cuộn dây có điện trở R = 25 và có độ tự cảm L = 0,25 H   A M N B C. Cuộn dây có điện trở R = 25 và có độ tự cảm L = 0,25H Trang : 18
D. Cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 50H o Câu 23: Đặt vào hai đầu đoạn mạch (hình vẽ) một hiệu điện thế u = U ocos(80t) thì hiệu điện thế u AM sớm pha 30 o và uAN trễ pha 30 so với uNB, đồng thời UAM = UNB. Biết RNB = 50Ω. L,Ro C R Giá trị của C là:   N A. 250/  μF B. 250μF A M B C. 2500μF D. 200μF Câu 24: Đặt vào hai đầu đoạn mạch (hình vẽ) một hiệu điện thế u AB = M 100cos(200t)V. Thì các vôn kế chỉ cùng giá trị, đồng thời hiệu điện thế giữa V2 C R hai đầu các vôn kế lệch pha nhau /3. Biết điện trở R = 100. Giá trị của L và C là: A A L B V1 A. L = 1,5H và C = 50/3μF B. L = 0,5H và C = 50μF N C. L = 1H và C = 100μF D. L = 3H và C = 100/3μF Câu 25: Đặt vào hai đầu đoạn mạch (hình vẽ) một hiệu điện thế u AB = 100 M V2 R  cos(100t)V. Thì ampe kế chỉ 2A và các vôn kế chỉ cùng giá trị. Điện trở C R bằng: A A B A. 141 B. 50 L V1 C. 100 D. 50 N Dạng 4: Hiện tượng cộng hưởng điện . I/ Phương pháp. 1 1/Nếu U và R không đổi thì khi: ZL = ZC hay L= thì tổng C I trở Z đạt giá trị cực tiểu Zmin = R, lúc đó I đạt giá trị cực đại R1 I = Imax = U/R. Hiện tượng này gọi là cộng hưởng. R2 > R1 2/ Đường cong cộng hưởng của đoạn mạch RLC. R càng lớn thì cộng hưởng không rõ nét 1 3/Điều kiện để có cộng hưởng là :  O 1  LC LC 2 2 2 1 hay ω LC = 1 hay4 f LC = 1 hay ZL ZC L C Khi cộng hưởng thì : UR= U ; UL=UC ; ULC=0 , Pmax=UI , cosφ = 1 0 uAB cùng pha i ; uAB chậm pha so với uL ; 2 uAB nhanh pha so với uC 2 U Z R tg 0 I max R 4/ Liên hệ giữa Z và tần số f : f0 là tần sồ lúc cộng hưởng . Khi f f0 : Mạch có tính cảm kháng , Z và f đồng biến II/ Bài tập Trang : 19
Câu 1. Hiện tượng cộng hưởng trong mạch LC xảy ra càng rõ nét khi A. tần số riêng của mạch càng lớn. B. cuộn dây có độ tự cảm càng lớn. C. điện trở thuần của mạch càng lớn. D. điện trở thuần của mạch càng nhỏ. Câu 2. Chọn câu sai trong các câu sau:Mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp đang xảy ra cộng hưởng. Nếu thay đổi tần số của điện áp đặt vào hai đầu mạch thì: A. Cường độ hiệu dụng qua mạch giảm. B. Hệ số công suất của mạch giảm. C. Điện áp hiệu dụng trên R tăng. D. Công suất trung bình trên mạch giảm. Câu 3. Khi có cộng hưởng điện trong đoạn mạch xoay chiều RLC không phân nhánh thì : A. Cường độ dòng điện tức thời trong mạch cùng pha với điện áp tức thời đặt vào hai đầu đoạn mạch B. Điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở thuần cùng pha với điện áp tức thời giữa hai bản tụ điện C. Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đạt giá trị nhỏ nhất D. Điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở thuần cùng pha với điện áp tức thời giữa hai đầu cuộn cảm Câu 4. Dung kháng của một mạch RLC mắc nối tiếp đang có giá trị nhỏ hơn cảm kháng. Muốn xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện trong mạch ta phải A. giảm tần số dòng điện xoay chiều. B. tăng điện dung của tụ điện C. tăng hệ số tự cảm của cuộn dây. D. giảm điện trở của mạch. Câu 5. Đặt vào hai đầu mạch RLC nối tiếp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng trên các phần tử R, L, C lần lượt là 40V, 50V và 80V. Khi thay đổi tần số của dòng điện để mạch có cộng hưởng thì điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở R bằng A.50V. B.35V. C.70V. D.40V. Câu 6. Đặt điện áp u = U 2 cost vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AN và NB mắc nối tiếp. Đoạn AN gồm biến trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, đoạn NB chỉ có tụ điện với điện dung C. Đặt 1  . Để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch AN không phụ thuộc R thì tần số góc  bằng 1 2 LC 1 1 A. B. .  C.2 . D 2 1. 2 2 1 2 Câu 7. Cho mạch điện xoay chiều AB gồm R,L,C mắc nối tiếp . Biết R 2C 16L . Đoạn mạch đang cộng hưởng . biết điện áp hiệu dụng của toàn đoạn mạch AB là 120 V.Tính điện áp hiệu dụng UR , UL , UC ? Câu 8. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V và tần số không đổi vào hai đầu A và B của đoạn mạch mắc nối tiếp theo thứ tự gồm biến trở R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi. Gọi N là điểm nối giữa cuộn cảm thuần và tụ điện. Các giá trị R, L, C hữu hạn và khác không. Với C = C 1 thì điện áp hiệu C dụng giữa hai đầu biến trở R có giá trị không đổi và khác không khi thay đổi giá trị R của biến trở. Với C = 1 thì 2 điện áp hiệu dụng giữa A và N bằng A. 200 V. B. 100 2 V. C. 100 V. D. 200 2 V. Câu 9. Cho đoạn mạch gồm điện trở R, tụ điện C và cuộn tự cảm L C R L mắc nối tiếp (như hình vẽ). Thay đổi tần số của dòng điện để xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện trong đoạn mạch đó thì khẳng định A M N B nào sau đây không đúng ? A. Cường độ hiệu dụng trong mạch đạt cực đại B. Điện áp hiệu dụng giữa các điểm A, N và M, B bằng nhau U AN U MB C. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch lớn hơn giữa hai đầu điện trở R D. Cường độ dòng điện tức thời qua mạch đồng pha điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch Trang : 20
1 Câu 9. Cho mạch điện như hình vẽ. uAB = 2002 cos100 t (V). R =100 ; L H; C là tụ điện biến đổi ; RV . Tìm C để vôn kế V có số chỉ lớn nhất. Tính Vmax? 10 4 R L C A. 1002 V, 1072,4F ; B. 200 2 ; F ; A B 10 4 10 4 C. 1002 V; F ; D. 2002 ; F. V Câu 10. Cho mạch điện không phân nhánh gồm R = 40, cuộn dây có r = 20 và L = 0,0636H, tụ điện có điện dung thay đổi. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có f = 50Hz và U = 120V. Điều chỉnh C để điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại, giá trị đó bằng: A. 40V B. 80V C. 46,57V D. 402 V Câu 11. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120V, tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm 0,4 điện trở thuần 30 , cuộn cảm thuần có độ tự cảm (H) và tụ điện có điện dung thay đổi được. Điều chỉnh điện dung của tụ điện thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại bằng A. 150 V. B. 160 V. C. 100 V. D. 250 V. 2 Câu 12. Một mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh có R=100 , L= H, tụ điện có điện dung C thay đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều u 200 2 cos(100 t ) . Giá trị của C và công suất AB 4 tiêu thụ của mạch khi điện áp giữa hai đầu R cùng pha với điện áp hai đầu đoạn mạch nhận cặp giá trị nào sau đây: 10 4 10 4 A.C= F , P=400W B. C= F , P=300W 2 10 3 10 4 C.C= F , P=400W C. C= F , P=200W 2 Câu 13. Mạch điện R,L,C nối tiếp, điện áp hai đầu mạch u = 2202 cos t(V) và  có thể thay đổi được. Tính điện áp hiệu dụng 2 đầu R khi biểu thức dòng điện có dạng i I 0Cost : A. 2202 (V) B. 220(V) C. 110(V) D. 1202 (V). Câu 14. Một mạch điện không phân nhánh gồm điện trở R=100  ,cuộn thuần cảm có L thay đổi được và tụ có điện dung C. Mắc mạch vào nguồn có u 100 2Cos(100 t )V . Thay đổi L để điện áp hai đầu điện trở có giá trị 6 hiệu dụng UR=100V. Biểu thức nào sau đây đúng cho cường độ dòng điện qua mạch: A.i 2Cos100 t ) (A) B.i Cos(100 t ) (A) 6 6 C.i 2Cos(100 t ) (A) D.i 2Cos(100 t) (A) 4 R 0 , Câu 15.Cho đoạn mạch như hình vẽ :U AB 63 2cost(V ) A đổi C RV . Cuộn dây thuần cảm có cảm kháng ZL 200 , thay R L C cho đến khi Vôn kế V chỉ cực đại 105V . Số chỉ của Ampe kế A A M B là : A.0,25A B.0,3A C.0,42A D.0,35A V Câu 16. Một mạch điện RLC không phân nhánh gồm điện trở R= 100, cuộn dây thuần cảm có L= 1/ (H) và tụ có điện dung C thay đổi . Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u= 2002 cos100 t(V). Thay đổi điện dung C cho đến khi điện áp hai đầu cuộn dây đạt cực đại. Giá trị cực đại đó bằng: A. 200V B. 1002 V C. 502 V D. 50V Trang : 21
Câu 17. Cho mạch điện xoay chiều gồm R, cuộn dây thuần cảm L = 0,159H và C0 = 100/π(F). Đặt vào hai đầu mạch một điện áp u = U0cos100πt(V). Cần mắc thêm tụ C thế nào và có giá trị bao nhiêu để mạch có cộng hưởng điện? A.Mắc nối tiếp thêm tụ C = 100/π(F). B.Mắc nối tiếp thêm tụ C = 2.10-4/π(F). C.Mắc song song thêm tụ C = 100/π(F). D.Mắc nối tiếp thêm tụ C = 2.10-3/π(F). 1 5.10 4 Câu 18. Cho mạch RLC mắc nối tiếp có R 100() và L (H ) , C (F) . Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp u 120 2 cos100 t(V ) . Để dòng điện trong mạch cùng pha với điện áp hai đầu đoạn mạch ta phải ghép nối tiếp hay song song với tụ C một tụ C1 có điện dung là bao nhiêu ? 5.10 4 5.10 4 A. Ghép song song ;C (F) B. Ghép nối tiếp ; C (F) 1 1 5.10 4 5.10 4 C. Ghép song song ;C (F) D. Ghép nối tiếp ;C (F) 1 4 1 4 Câu 19. Cho một đoạn mạch xoay chiều RLC1 mắc nối tiếp ( cuộn dây thuần cảm ). Biết tần số dòng điện là 50 1 10 3 Hz, R = 40 () , L = (H) , C1 = (F) . Muốn dòng điện trong mạch cực đại thì phải ghép thêm với tụ điện 5 5 C1 một tụ điện có điện dung C2 bằng bao nhiêu và ghép thế nào? 3 4 3 4 A. Ghép song song và C2 = .10 (F) B. Ghép nối tiếp và C2 = .10 (F) 5 4 5 4 C. Ghép song song và C2 = .10 (F) D. Ghép nối tiếp và C2 = .10 (F) Câu 20. Cho một đoạn mạch điện xoay chiều AB gồm R, L, C mắc nối tiếp có R = 200. Đặt vào hai đầu đoạn mạch này một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220V và tần số thay đổi được. Khi thay đổi tần số, công suất tiêu thụ có thể đạt giá trị cực đại bằng A. 200W. B. 2202 W. C. 242 W D. 484W. Câu 21. Cho đoạn mạch RLC nối tiếp có giá trị các phần tử cố định. Đặt vào hai đầu đoạn này một điện áp xoay chiều có tần số thay đổi. Khi tần số góc của dòng điện bằng  0 thì cảm kháng và dung kháng có giá trị ZL = 100 và ZC = 25. Để trong mạch xảy ra cộng hưởng, ta phải thay đổi tần số góc của dòng điện đến giá trị  bằng A. 40. B. 20. C. 0,50. D. 0,250. Câu 22: Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ bên. Cuộn C r, L 1 R dây có r = 10 , L=H . Đặt vào hai đầu đoạn mạch một A 10 M N điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng là 50V và tần số 50Hz. Khi điện dung của tụ có giá trị là C1 thì số chỉ của ampe kế cực đại và bằng 1A. Giá trị của R và C1 là 2.10 3 10 3 A. R = 40 và C F . B. R = 50 và C F . 1 1 10 3 2.10 3 C. R = 40 và C F . D. R = 50 và C F . 1 1 Câu 23. Cho mạch điện như hình vẽ:.u = 200cos100p t (V); AB R L C R= 100W ; C = 0,318.10-4F.Cuộn dây có độ tự cảm L thay A B đổi được. Xác định Độ tự cảm L để hệ số công suất của mạch lớn nhất? Công suất tiêu thụ lúc đó là bao nhiêu? Hãy chọn đáp án đúng trong các đáp án sau: 1 1 2 A.L = H;P = 200W B.L = H; P = 240W C.L = H; P =150W D.Một cặp giá trị khác. π 2π π Trang : 22
Dạng 5: Xác định số chỉ lớn nhất của máy đo . I/ Phương pháp. 1. Phương pháp. - Xác định rõ máy đo chỉ đại lượng nào trong mạch. - Đưa đại lượng cần tìm về dạng hàm số của một ẩn số thay đổi ( Thường đưa về dạng phân số có tử số không đổi và biện luận theo mẫu số hoạc có thể dựa vào bất đẳng thức và hàm số để biện luận). Chú ý : Trong một số trường hợp đặc biệt ta có thể dùng giản đồ vecter. 2. Một số đại lượng lớn nhất U a. Thay đổi L để L Max UZ UZ U U IZ L L U L L 2 2 2 2 2 L 2 2 R (ZL ZC ) R ZL 2ZL ZC ZC (R ZC ) 2ZC 2 1 ZL ZL Vận dụng phương pháp đạo hàm ta có : 2 2 2 2 U R ZC R Z 1 U C 2 L Max khi ZL L CR 2 R ZC C b. Thay đổi C để U C Max UZ UZ U U IZ C C U C C 2 2 2 2 2 L 2 2 R (ZL ZC ) R ZC 2ZL ZC ZL (R ZL ) 2ZL 2 1 ZC ZC Vận dụng phương pháp đạo hàm ta có : 2 2 2 2 U R ZL R ZL L UC Max khi ZC C 2 2 2 R ZL R L  II/ Bài tập. C Câu 1. Cho mạch điện như hình vẽ. Cuộn dây có độ tự cảm L,r M A B 3 L H, điện trở thuần r = 100. Đặt vào hai đầu đoạn mạch V một điện áp uAB 100 2 cos100 t (V). Tính giá trị của C để vôn kế có giá trị lớn nhất và tìm giá trị lớn nhất đó của vôn kế. 4 3 3 A. C .10 4 F và U 120 V. B. C .10 4 F và U 180 V. C max 4 C max 3 3 C. C .10 4 F và U 200 V. D. C .10 4 F và U 220 V. 4 C max C max Trang : 23
1 Câu 2. Một đoạn mạch RLC không phân nhánh gồm điện trở thuần 100 , cuộn dây cảm thuần có độ tự cảm H và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp u 200 2 cos100 t(V ) . Thay đổi điện dung C của tụ điện cho đến khi điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại. Giá trị cực đại đó bằng: A. 100 2V B. 2002 V C. 50 2V D. 100V Câu 3. Cho đoạn mạch điện không phân nhánh RLC. Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch có biểu thức u 200cos100 t (V). Điện trở R = 100, Cuộn dây thuần cảm có L thay đổi được, tụ điện có điện dung 4 10 R C L C (F). Xác định L sao cho điện áp A M B hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại. V 1 2 0,5 0,1 A. L= H B. L= H C. L= H D. L= H Câu 4. Mạch điện xoay chiều nối tiếp gồm cuộn dây có độ tự cảm L, điện trở r và tụ điện C. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng 30V. Điều chỉnh C để điện áp trên hai bản tụ đạt giá trị cực đại và bằng số 50V. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây khi đó là bao nhiêu? A. 30V B. 20V C. 40V D. 50V Câu 5. Đặt điện áp xoay chiều có f thay đổi vào hai đầu đoạn mạch điện xoay chiều RLC mắc theo thứ tự đó có 1 10 2 R=50,L H;C F . Để điện áp hiệu dụng 2 đầu LC (U LC) đạt giá trị cực tiểu thì tần số dòng điện phải 6 24 bằng: A. 60 Hz B. 50 Hz C. 55 Hz D. 40 Hz Câu 6. Một mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp gồm một điện trở, một tụ điện và một cuộn dây thuần cảm có hệ số tự cảm L có thể thay đổi, với u là điện áp hai đầu đoạn mạch và u RC là điện áp hai đầu đoạn mạch chứa RC, thay đổi L để điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại khi đó kết luận nào sau đây là sai? 2 2 U R2 Z 2 2 2 2 ZC R C A. u và uRC vuông pha. B.(UL) Max= U +U RC C. ZL D. (U L )Max ZC ZC 0.2 Câu 7. Cho đoạn mạch điện xoay chiều AN B ,đoạn AN chứa R=103  và C thay đổi ,đoạn NB Chứa L= H . Tìm C để UcựcAN đại : A.C=106 F B.200F C.300F D.250F 1.5 Câu 8. Cho đoạn mạch điện xoay chiều AN B ,đoạn AN chứa R và C thay đổi ,đoạn NB Chứa L= H . Biết f=50HZ ,người ta thay đổi C sao choU AN cực đại bằng 2U AB .Tìm R và C: A. Z C =200  ; R=100  B. Z C =100  ; R=100 C. Z C =200  ; R=200 D. Z C =100  ; R=200 Câu 9. Cho mạch điện gồm R, L, C mắc nối tiếp. Biết R = 30Ω, Z L = 40Ω, còn C thay đổi được. Đặt vào hai đầu mạch điện một điện áp u = 120cos(100t - π/4)V. Khi C = Co thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ đạt giá trị cực đại UCmax bằng A. UCmax = 1002 V B. UCmax = 362 V C. UCmax = 120V D. UCmax = 200 V Trang : 24
Câu 10. (ĐH-2011) Đặt điện áp xoay chiều u U 2 cos100 t (U không đổi, t tính bằng s) vào hai đầu đoạn mạch 1 mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm H và tụ điện có điện dung C thay đổi được. 5 Điều chỉnh điện dung của tụ điện để điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt giá trị cực đại. Giá trị cực đại đó bằng U 3 . Điện trở R bằng A. 20 2  .B. 1.C.0 210  .D. 20 .   2 Câu 11. Cho mạch điện xoay chiều RLC có: R=100 ; L=H , điện dung C của tụ điện biến thiên. Đặt vào hai đầu mạch điện áp u 200 2cos100 t(V) . Tính C để điện áp giữa hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại 10 4 10 4 10 4 10 2 A .B.C F C C. F C D. F C F 2 2.5 4 2 Dạng 6 : Hai đoạn mạch trong mạch điện xoay chiều . I/ Phương pháp. 1. Hai đoạn mạch có hiệu điện thế cùng pha , vuông pha và khác pha. Trên đoạn mạch mắc nối tiếp có hai đoạn mạch nhỏ lệch pha nhau một góc α thì ta có : φ1 = φ2 ±α. - Nếu α = 0 thì hai đoạn mạch cùng pha khi đó ta có : tg φ1 = tg φ2 . - Nếu α = ±π/2 (rad) thì hai đoạn mạch được gọi là vuông pha khi đó ta có : tg φ1 = -1/tg φ2. - Nếu α khác hai giá trị trên thì hai đoạn mạch được gọi là khác pha , khi đó ta có. tg 2  tg 1 tg 1 tg( 2 ) tg 1 1 tg 1tg 2 2. Hai đoạn mạch có cùng hiệu điện thế và cùng cường độ dòng điện. - Hai đoạn mạch có cùng điện áp và cường độ dòng điện hiệu dụng thì tổng trở của hai đoạn mạch phải bằng nhau : Z1 = Z2 - Trong trường hợp có cùng điện trở thuần thì cosφ1 =cosφ2 hay φ1= ±φ2 II/ Bài tập. Câu 1. Cho mạch điện xoay chiều như hình. 10 2 1 R = 4, C F , R = 100 , L H , f = 50Hz. 1 1 8 2 Tìm điện dung C2, biết rằng điện áp uAE và uEB đồng pha. A. B. C. D. 3 Câu 2. Cho mạch điện như hình vẽ: L = H; R = 100, tụ điện có điện dung thay đổi được , điện áp giữa hai đầu mạch là uAB = 200cos100 t (V). Để uAM và uNB lệch pha một góc , thì điện dung C của tụ điện phải có giá trị ? 2 3 2 A. 3 .10-4F B. .10-4F C. .10-4F D. .10-4F 3 3 Câu 3. Cho mạch điện xoay chiều RLC, đoạn MB chỉ chứa tụ điện C. u = U cos2 ft (V). Cuộn dây thuần cảm có AB 0. L = 3/5 (H), tụ điện C = 10-3/24 (F). HĐT tức thời u và u lệch pha nhau 900. Tần số f của dòng điện có giá trị MB AB là: Trang : 25
A.60Hz B.50Hz C. 100Hz D.120Hz Câu 4. Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ. u =140 2cos100πt (V). U = 140 V, U = 140 V. AB AM MB L,r C A M B Biểu thức điện áp uAM là A. 140 2cos(100πt - π/3) V; B. 140 2cos(100πt + π/2) V; C. 140 2cos(100πt + π/3) V; D. 140cos(100πt + π/2) V; 10 4 Câu 5. Đoạn mạch xoay chiều như hình vẽ: Cho uAB=2002cos100 t(v) C = F,U 200 3v AM R L, C UAM sớm pha rad so với uAB. Tính R 2 A N M B A. 50Ω B. 25Ω 3 C.75Ω D. 100Ω Câu 6. Cho mạch điện LRC nối tiếp theo thứ tự trên. Biết R là biến trở, cuộn dây thuần cảm có L = 4/ (H), tụ có -4 điện dung C = 10 / (F). Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều ổn định có biểu thức: u = U 0.sin100 t (V). Để điện áp uRL lệch pha /2 so với uRC thì R bằng bao nhiêu? A. R = 300. B. R = 100. C. R = 100.2 D. R = 200. Câu 7. Cho một mạch điện RLC nối tiếp. R thay đổi được, L = 0,8/ H, C = 10-3/(6 ) F. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp có biểu thức: u = U0.cos100 t. Để uRL lệch pha /2 so với u thì phải có A. R = 20. B. R = 40. C. R = 48. D. R = 140. Câu 8. Cho một đoạn mạch RLC nối tiếp. Biết L = 1/ H và C = 25/ F, điện áp xoay chiều đặt vào hai đầu mạch ổn định và có biểu thức u = U 0cos100 t. Ghép thêm tụ C’ vào đoạn chứa tụ C. Để điện áp hai đầu đoạn mạch lệch pha /2 so với điện áp giữa hai đầu bộ tụ thì phải ghép thế nào và giá trị của C’ bằng bao nhiêu? A. ghép C’//C, C’ = 75/ F. B. ghép C’ntC, C’ = 75/ F. C. ghép C’//C, C’ = 25 F. D. ghép C’ntC, C’ = 100 F. Câu 9. Đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp . Điện trở thuần R=100 , cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L, tụ 10 4 có điện dung C = F. Mắc vào hai đầu đoạn mạch điện áp u=U0cos100 t(V). Để điện áp hai đầu đoạn mạch cùng pha với điện áp hai đầu R thì giá trị độ từ cảm của cuộn dây là 1 10 1 2 A. L= H B. L= H C. L= H D. L= H 2 Câu 10. (Đề ĐH năm 2008) Một cuộn dây có điện trở thuần R và độ tự cảm L mắc nối tiếp với một tụ điện, đặt vào hai đầu đoạn mạch một một hiệu điện thế xoay chiều có hiệu điện thế hiệu dụng không đổi. Khi đó hiệu điện thế hai đầu cuộn dây lệch pha so với hiệu điện thế hai đầu mạch. Biểu thức nào sau đây là đúng : 2 A. R2 = ZL(ZL – ZC) B. R2 = ZL(ZC – ZL) C. R = ZL(ZC – ZL) D. R = ZL(ZL – ZC) Câu 11. Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ, cuộn dây thuần cảm .Biết UAM = 80V ; UNB = 45V và độ lệch pha 0 giữa uAN và uMB là 90 , Điện áp giữa A và B có giá trị hiệu dụng là : R C A. 60VB. B. 100V C. 69,5V D. 35V A L B M N 0 Câu 12. Cho mạch xoay chiều như hình vẽ: C 31,8(F) , f=50(Hz); Biết U AE lệch pha U E.B một góc 135 và i cùng pha với U . Tính giá trị của R? R,L C AB A E B Trang : 26
A.R 50() B.R 50 2() C. R 100() D. R 200() 1 0 Câu 13. Cho đoạn mạch như hình vẽ : f=50(Hz); L= (H) thì U MB trễ pha 90 so với U và U trễ pha 2 AB MN 0 L C 135 so với U AB . Tính điện trở R? R A. 50( ) B. 1002 ( ) A M N B C. 100( ) D.80 2 ( ) R L, C Câu 14. Đoạn mạch xoay chiều như hình vẽ u 100 2cos100 t(v), I 0,5A AB A M N B u sớm pha so với i một góc là rad , u trễ pha hơn uAB một góc rad .Tinh R AN 6 NB 6 A.R=25Ω B. R=50Ω C. R=75Ω D.R=100Ω Câu 15. Đoạn mạch xoay chiều như hình vẽ. uAB 200cos100 t(v) , I = 2A, u AN 100 2(v) R L, C 3 uAN lệch pha rad so với uMB Tính R, L, C 4 A M N B 1 10 4 1 10 4 A.R=100Ω , L =H,C F , B.R=50Ω , L =H,C F , 2 2 2 1 10 4 1 10 4 C,. R=50Ω , L =H,C F D.H,C F , R=50Ω , L =, 2 Câu 16. Đoạn mạch xoay chiều như hình vẽ. uMB 10 3(v) I=0,1A , ZL =50Ω, R =150Ω u lệch pha so với u một góc 750 . Tinh r và Z AM MB C L,r R C A.r =75Ω, Z = 50Ω 3, B .r = 25Ω, Z = 100Ω 3 A B C C M N C.r =50Ω, ZC = 50Ω 6 D. r =50Ω, Z C = 50Ω3 10 4 Câu 17. Đoạn mạch xoay chiều như hình vẽ R =100Ω, C =F , f =50Hz, UAM =200V 5 L,r R C U =1002 (V), u lệch pha rad so với u MB AM MB A B 12 M N Tinh công suất của mạch A.275,2W B.373,2W C.327W D.273,2W 0 Câu 18. Đoạn mạch xoay chiều như hình vẽ:f= 50Hz, R =30Ω, UMN =90V, uAM lệch pha 150 so 0 với uMN , uAN lệch pha 30 so với uMN; UAN=UAM=UNB. Tính UAB, UL L,r C R A. UAB =100V; UL =45V B. UAB =50V; UL =50V A B C. UAB =90V; UL =45V; D .UAB =45V; UL =90V M N Câu 19. vào hai đầu đoạn mạch, ta thấy cường độ dòng điện qua mạch chậm pha /3 so với điện áp trên đoạn RL. Để trong mạch có cộng hưởng thì dung kháng ZC của tụ phải có giá trị bằng A. R/3 . B. R. C. R 3 D. 3R. Câu 20. Cho một đoạn mạch RLC nối tiếp. Biết L = 1/ H, C = 2.10 -4/ F, R thay đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp có biểu thức: u = U0cos 100 t. Để uC chậm pha 3 /4 so với uAB thì R phải có giá trị A. R = 50  . B. R = 1503  C. R = 100 D. R = 100 2  Trang : 27
Câu 21. (Đề thi ĐH năm 2009) Một đoạn mạch xoay chiều gồm R,L,C mắc nối tiếp. Biết cảm kháng gấp đôi dung kháng. Dùng vôn kế xoay chiều (có điện trở rất lớn) đo điện áp giữa hai đầu tụ điện và giữa hai đầu điện trở thì số chỉ của vôn kế như nhau. Độ lệch pha giũa hai đầu đoạn mạch so cường độ dòng điện trong mạch là: A. B. C. D. 6 3 3 4 Câu 22. Mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R=30( ) mắc nối tiếp với cuộn dây. Đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều u=U 2 cos(100 t) (V). Điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn dây là Ud = 60V. Dòng điện trong mạch lệch pha so với u và lệch pha so với ud. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu mạch (U) có giá trị 6 3 A. 60 3 (V) B. 120 (V) C. 90 (V) D. 60 2 (V) Câu 23. Đoạn mạch xoay chiều như hình vẽ: Tụ C có điện dung biến đổi được, điện áp hai đầu mạch: uAB=1202 cos100p t(V). Điện dung C nhận giá trị nào sau đây thì cường độ dòng điện chậm pha hơn uAB một p R L,r C góc ? Tính cường độ dòng điện qua mạch khi đó. A A B 4 M 10- 4 10- 4 A. C = F ; I = 0,6 2 A. B. C = F ; I = 6 2 A. p 4p 2.10- 4 3.10- 4 C. C = F ; I = 0,6 A. D. C = F ; I = 2 A. p 2p Câu 24. Cho mạch điện R, L, C mắc nối tiếp với u AB 200 2 cos100 t (V). Số chỉ trên hai vôn kế là như nhau 2 nhưng giá trị tức thời của chúng lệch pha nhau . Các vôn kế chỉ giá trị nào sau đây?(u lệch pha so với i) 3 RL 6 R L C A. 100(V) B. 200(V) A B C. 300(V) D. 400(V) V1 V2 Dạng 7 : Công suất của đoạn mạch . Công suất cực đại của đoạn mạch khi các phần tử thay đổi. I/ Phương pháp 1. Công suất và hệ số công suất trong đoạn mạch. + Công thức tổng quát tính công suất: P = u.i + Với đoạn mạch RLC không phân nhánh, có thể tính công suất bởi: P UI cos + Đoạn mạch chỉ có R là : P = RI2 P R + Hệ số công suất (đoạn mạch không phân nhánh): cos UI Z Nếu cosφ = 1 hay φ = 0 Trong mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng( khi đó công suất tiêu thụ đạt giá trị cực đại Pmax= UI) Nếu cosφ = 0 hay φ = π/2 (Rad) trong mạch không có R( khi đó trong mạch không tiêu thụ công suất ) 2. Công suất của đoạn mạch khi R thay đổi. R thay đổi để P = P’ (P’<Pmax): Trang : 28
2 2 U .R Ta có: P ' I R 2 2 2 2 2 R (ZL ZC ) P ' R U R P '(ZL ZC ) 0 (*) Giải phương trình bậc 2 (*) tìm R. có 2 nghiệm thỏa mãn : 3. Công suất cực đại của đoạn mạch khi các phần tử thay đổi. Bài toán cực trị : Cho các giá trị của R,L,C thay đổi . Tìm PMax Cách giải: - Dựa vào các công thức có liên quan, lập biểu thức của đại lượng cần tìm cực trị dưới dạng hàm của 1 biến thích hợp - Tìm cực trị bằng càc phương pháp vận dụng + Hiện tượng cộng hưởng của mạch nối tiếp + Tính chất của phân thức đại số + Tính chất của hàm lượng giác + Bất đẳng thức Cauchy + Tính chất đạo hàm của hàm số a.R thay đổi để P =Pmax + Khi L,C, không đổi thì mối liên hệ giữa ZL và ZC không thay đổi nên sự thay đổi của R không gây ra hiện tượng cộng hưởng R L C A B + Tìm công suất tiêu thụ cực đại của đọan mạch: 2 2 P 2 U U Ta có P=RI = R2 2 = 2 , R (Z L Z c ) (Z L Z C ) R P R max 2 (Z L Z C ) Do U=Const nên để P=Pmax thì (R ) đạt giá trị min P P= Pmax = và I = Imax= . L C 2 Z Z L C Z L Z C 2 2 Lúc đó: cos = ; tan = 1 2 b.Công suất tiêu thụ cực đại của cả đọan mạch: có L,r,C, không đổi . + R thay đổi để Pmax: Khi L,C, không đổi thì mối liên hệ giữa ZL và ZC không thay đổi nên sự thay đổi của R không gây ra hiện tượng cộng hưởng 2 R L,r C 2 U A B Ta có P=(R+r)I = (R+r)2 2 ( R r ) ( ZL Zc ) Trang : 29
2 2 U ( ZL ZC ) P = , để P=Pmax => (R r ) min thì : ( Z Z )2 R r ( R r ) L C ( R r ) (R+r) = ZL ZC Hay: R =/ZL-ZC/ -r U 2 Công suất tiêu thụ cực đại trên (R+r): Pmax = 2 Z L Z C +Công suất tiêu thụ cực đại trên R: U 2 U 2 U 2 Ta có P = RI2 = R = R 2 2 2 2 ( R r ) ( ZL Zc ) ( ZL ZC ) r 2r X 2r R R 2 2 ( ZL ZC ) r Để PR:PRmax ta phải có X = (R ) đạt giá trị min R ( Z Z )2 r 2 => R= L C => R= ( Z Z )2 r 2 R L C U 2 Lúc đó PRmax= 2 2 2r 2 r ( ZL ZC ) C.Công suất tiêu thụ cực đại của đọan mạch khi L,C đổi : Khi L,C đổi để công suất cực đại thì xảy ra cộng hưởng điện. II/ Bài tập. Câu 1. Cho mạch điện gồm R, L, C mắc nối tiếp. Cho R = 30Ω, L = 0,4H, C thay đổi được. Đặt vào hai đầu mạch điện một hiệu điện thế xoay chiều u = 120cos(100t + π/2)V. Khi C = Co thì công suất trong mạch đạt giá trị cực đại. Khi đó biểu thức hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở là A. uR = 602 cos(100t + π/2)V B. uR = 120cos(100t)V C. uR = 120cos(100t + π/2)V D. uR = 602 cos(100t)V Câu 2. Cho mạch điện gồm cuộn dây có điện trở r = 20Ω và độ tự cảm L = 2H, tụ điện có điện dung C = 100μF và điện trở thuần R thay đổi được mắc nối tiếp với nhau. Đặt vào hai đầu mạch điện một hiệu điện thế xoay chiều u = 240cos(100πt)V. Khi R = Ro thì công suất tiêu thụ trên toàn mạch đạt giá trị cực đại. Khi đó A. Ro = 100Ω B. Ro = 80Ω C. Ro = 40Ω D. Ro = 120Ω Câu 3. Cho mạch điện gồm cuộn dây có điện trở r = 20Ω và độ tự cảm L = 2H, tụ điện có điện dung C = 100μF và điện trở thuần R thay đổi được mắc nối tiếp với nhau. Đặt vào hai đầu mạch điện một hiệu điện thế xoay chiều u = 240cos(100t)V. Khi R = Ro thì công suất tiêu thụ trên toàn mạch đạt giá trị cực đại. Khi đó công suất tiêu thụ trên điện thở R là A. P = 115,2W B. P = 224W C. P = 230,4W D. P = 144W Câu 4. Cho mạch điện gồm R, L, C mắc nối tiếp. Cho L = 1H, C = 60μF và R = 50Ω. Đặt vào hai đầu mạch điện một hiệu điện thế xoay chiều u = 130cos(2πft + π/6)V, trong đó tần số f thay đổi được. Khi f = f o thì hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu R đạt giá trị cực đại. Khi đó độ lệch pha của hiệu điện thế giữa hai bản tụ so với hiệu điện thế u một góc A. Δφ = 90o B. Δφ = 60o C. Δφ = 120o D. Δφ = 150o Trang : 30
Câu 5. Cho mạch điện gồm cuộn dây có điện trở r = 20Ω và độ tự cảm L = 2H, tụ điện có điện dung C = 100μF và điện trở thuần R thay đổi được mắc nối tiếp với nhau. Đặt vào hai đầu mạch điện một hiệu điện thế xoay chiều u = 240cos(100t)V. Khi R = Ro thì công suất toàn mạch đạt giá trị cực đại Pmax. Khi đó A. Pmax = 144W B. Pmax = 280W C. Pmax = 180W D. Pmax = 288W Câu 6. Cho mạch điện gồm cuộn dây có điện trở r = 30Ω và độ tự cảm L = 0,6H, tụ điện có điện dung C = 100μF và điện trở thuần R thay đổi được mắc nối tiếp với nhau. Đặt vào hai đầu mạch điện một hiệu điện thế xoay chiều u = 160cos(100t)V. Khi R = Ro thì công suất tiêu thụ trên điện trở R đạt giá trị cực đại. Khi đó A. Ro = 10Ω B. Ro = 30Ω C. Ro = 50Ω D. Ro = 40Ω Câu 7. Cho mạch điện gồm R, L, C mắc nối tiếp. Cho L = 1/π 2H, C = 100μF. Đặt vào hai đầu mạch điện một hiệu điện thế xoay chiều u = 100cos(2πft)V, trong đó tần số f thay đổi được. Khi công suất trong mạch đạt giá trị cực đại thì tần số là A. f = 100(Hz) B. f = 60(Hz) C. f = 100π(Hz) D. f = 50(Hz) Câu 8. Cho mạch điện gồm R, L, C mắc nối tiếp. Cho L = 1,2H, C = 500/3μF, R thay đổi được. Đặt vào hai đầu mạch điện một hiệu điện thế xoay chiều u = 240cos(100t)V. Khi R = Ro thì công suất trong mạch đạt giá trị cực đại. Khi đó hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu L và giữa hai bản tụ C là A. UL = 240V và UC = 120V B. UL = 1202 V và UC = 602 V C. UL = 480V và UC = 240V D. UL = 2402 V và UC = 1202 V Câu 9. Cho mạch điện gồm R, L, C mắc nối tiếp. Cho L = 1,2H, C = 500/3μF, R thay đổi được. Đặt vào hai đầu mạch điện một hiệu điện thế xoay chiều u = 240cos(100t)V. Khi R = Ro thì công suất trong mạch đạt giá trị cực đại. Khi đó hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu R là A. UR = 1202 V B. UR = 120V C. UR = 602 V D. UR = 240V 1 2.10 4 R L C Câu 10. Cho mạch điện như hình vẽ. Biết L = H, C = F , A B uAB = 200cos100 t(V). R bằng bao nhiêu để công suất toả nhiệt trên R là lớn nhất? Tính công suất đó. A.50 ;200W B.100 ;200W C.50 ;100W D.100 ;100W 1 10 3 Câu 11. Cho mạch điện như hình vẽ: Biết L = H, C = F , r, L 6 R uAB = 200cos100 t(V). R phải có giá trị bằng bao nhiêu để công suất toả nhiệt trên R là 240W? A.30  hay 160/3  B.50 hay 160/3  C.100  hay160/3  D.10  hay 160/3  1 Câu 12. Cho đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh, cuộn dây có điện trở r 15() , độ tự cảm L (H ) Và 5 một biến trở R mắc như hình vẽ. Hiệu điện thế hai đầu mạch là : U 80.cos(100 .t)(V ) . 1. Khi ta dịch chuyển con chạy của biến trở công suất tỏa nhiệt trên toàn mạch đạt giá trị cực đại là? A. P=80(W) B. P=200(W) C. P=240(W) D. P=50(W) 2. Khi ta dịch chuyển vị trí con chạy công suất tỏa nhiệt trên biến trở đạt giá trị cực đại là? A. P=25(W) B. P=32(W) C. P=80(W) D. P=40(W) Câu 13. Cho hiệu điện thê hai đầu đoạn mạch là : U 10 2 cos(100 .t )(V ) và cường độ dòng điện AB 4 qua mạch : i 3 2 cos(100 .t )(A) . Tính công suất tiêu thụ của đoạn mạch? 12 A. P=180(W) B. P=120(W) C. P=100(W) D. P=50(W) Trang : 31
1 Câu 14. Cho đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh. Điện trở R=50( ), cuộn dây thuần cảm L (H) và tụ 10 3 C (F). Điện áp hai đầu mạch: U 260 2.cos(100 .t) . Công suất toàn mạch: 22 A. P=180(W) B. P=200(W) C. P=100(W) D. P=50(W) Câu 15. Điện áp hai đầu đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp là u 200 2cos 100 t- V , cường độ dòng điện qua 3 đoạn mạch là i 2 cos100 t(A) Công suất tiêu thụ của đoạn mạch bằng A. 200W. B. 100W. C. 143W. D. 141W. 1` 10 3 Câu 16. Cho đoạCn mạch xoay chiều như hình vẽ: biết : L (H ) ; C (F) . Đặt vào hai đầu đoạn mạch 4 một hiệu điện thế : U AB 75 2.cos(100 .t) . Công suất trên toàn mạch là : P=45(W). Tính giá trị R? A. R 45() B. R 60() C. R 80() D. Câu A hoặc C Câu 17. Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ. R=50( );U ñ 100(V ) ; r 20() .Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là A. P=180(W) B. P=240(W) R r, L A B C. P=280(W) D. P=50(W) Câu 18. Cho đoạn mạch xoay chiều R, C mắc nối tiếp. R là một biến trở , tụ điện có điện dung 10 4 C (F) . Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều ổn định U . Thay đổi R ta thấy với hai giá trị của R là: R=R1 và R=R2 thì công suất của mạch điện bằng nhau. Tính tíchR1.R2 ? 1 2 4 A. R1.R2 10 B. R1.R2 10 C. R1.R2 10 D. R1.R2 10 Câu 19. Cho mạch R, L, C mắc nối tiếp, cuộn dây thuần cảm. U 100cos(100 .t)(V ) . Biết cường độ dòng điện trong mạch có giá trị hiệu dụng là 2 (A), và lệch pha so với điện áp hai đầu mạch một góc 36,80. Tính công suất tiêu thụ của mạch ? A. P=80(W) B. P=200(W) C. P=240(W) D. P=50(W) Câu 20. Đặt một điện áp xoay chiều u 200 2 cos(100 t )(V ) vào hai đầu một đoạn mạch RLC mắc nối tiếp 6 thì cường độ dòng điện trong mạch là i 2 2 cos(100 t )(A) . Công suất tiêu thụ trong mạch là 6 A. P = 400W B. P = 4003 W C. P = 200W D. P = 2003 W Câu 21. Một mạch điện xoay chiều RLC có điện trở thuần R = 110 được mắc vào điện áp u 220 2cos(100 t ) (V). Khi hệ số công suất của mạch lớn nhất thì công suất tiêu thụ bằng 2 A. 115W. B. 220W. C. 880W. D. 440W. Câu 22. Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm một tụ điện có dung kháng ZC = 200Ω và một cuộn dây mắc nối tiếp. Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch trên một điện áp xoay chiều có biểu thức u = 120 2 cos(100πt + )V thì thấy 3 điện áp giữa hai đầu cuộn dây có giá trị hiệu dụng là 120V và sớm pha so với điện áp đặt vào mạch. Công suất 2 tiêu thụ của cuộn dây là Trang : 32
A. 72 W. B. 240W. C. 120W. D. 144W. Câu 23. Đặt điện áp u 100 2 cos100 t (V) vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh với C, R có độ lớn 2 không đổi và L H . Khi đó điện áp hiệu dụng ở hai đầu mỗi phần tử R, L, C có độ lớn như nhau. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là A. 50W B. 100W C. 200W D. 350W Câu 24. Đặt điện áp xoay chiều u=1202 cos(100 t+ /3)(V) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây thuần cảm 103 L,một điện trở R và một tụ điện có C=F mắc nối tiếp.Biết điện áp hiệu dụng trên cuộn dây L và trên tụ điện C 2 bằng nhau và bằng một nửa trên R. Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đó bằng: A.720W B.360W C.240W D. 360W 3 Câu 25. Chọn câu đúng. Cho đoạn mạch gồm biến trở R, cuộn dây có độ tự cảm L = Hvà tụ điện có điện 10π 2.10-4 dung C = F mắc nối tiếp. Điện áp hai đầu đoạn mạch u = 120 2 .cos 100πt (V) . Điều chỉnh biến trở R đến π giá trị R1 thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đạt giá trị cực đại Pmax. Vậy R1, Pmax lần lượt có giá trị: A.B.R1 20, Pmax 360W R1 80, Pmax 90W C. R1 20, Pmax 720W D. R1 80, Pmax 180W 4 Câu 27. Chọn câu đúng. Cho mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây có R = 50 , L = H và tụ điện có điện 0 10π 10 4 dung C = F và điện trở thuần R = 30 mắc nối tiếp nhau, rồi đặt vào hai đầu đoạn mạch có điện áp xoay chiều u 100 2.cos100 t (V) . Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch và trên điện trở R lần lượt là: A. P=28,8W; PR=10,8W B.P=80W; PR=30W C. P=160W; PR=30W D.P=57,6W; PR=31,6W Câu 28. Chọn câu đúng. Cho đoạn mạch RLC như hình vẽ (Hình 3.15). R=100 , cuộn dây thuần cảm có độ tự 2 thời cảm L = H và tụ điện có điện dung C. Biểu thức điện áp tức R L C giữa hai điểmπ A và N là: u = 200cos100πt (V) . Công suất tiêu thụ của AN dòng điện trong đoạn mạch là: A M N B A. 100W B. 50W C. 40W D. 79W Dạng 8 : Đoạn mạch có tần số góc thay đổi. I/ Phương pháp 1 – Phương pháp - Đưa biểu thức của đại lượng cần tìm về dạng hàm số của một ẩn số duy nhất là ω - Đưa biểu thức của đại lượng cần tìm về dạng phân thức có từ thức không đổi và biện luận theo mẫu thức ( Trường hợp này thường có dạng phương trình bậc 4 trùng phương) 2 – Một số đại lượng thay đổi khi ω thay đổi. Z I , U , P , cos a. min, Max R Max AB Max cực đại, Tất cả các trường hợp trên đều liên quan đến cộng hưởng điện. 1 1 Z Z  2 f L C LC 2 LC Trang : 33
2 2 2 1 R 2U.L b. Khi U khi  (2 f ) 2 UCMax C Max LC 2L R 4LC R2C2 2 2 2 2U.L c. Khi U khi  (2 f ) 2 2 ULMax L Max 2LC R C R 4LC R2C2 d. Thay đổi f có hai giá trị biếtf1 f2 f1 vàf2 a I1 I2 ? 1 2 2 2    Ta có : Z Z (Z Z ) (Z Z ) hệ 1 2 ch 1 2 L1 C1 L2 C2 LC 1 2 2 a 1 hay      tần số f f f 1 2 1 2 LC 1 2 II/ Bài tập. Câu 1: Đặt điện áp xoay chiều có f thay đổi vào hai đầu đoạn mạch điện xoay chiều RLC mắc theo thứ tự đó có 1 10 2 R=50,L H;C F . Để điện áp hiệu dụng 2 đầu LC (U LC) đạt giá trị cực tiểu thì tần số dòng điện phải 6 24 bằng: A. 60 Hz B. 50 Hz C. 55 Hz D. 40 Hz Câu 2: ( ĐH 2011) : Đặt điện áp xoay chiều u = U0cost (U0 không đổi và  thay đổi đượC. vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn càm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp, với CR2 < 2L. Khi  = 1 hoặc  = 2 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện có cùng một giá trị. Khi  = 0 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt cực đại. Hệ thức liên hệ giữa 1, 2 và 0 là 1 2 1 2 2 1 1 1 1 A. B.0 (1 2 )  C.0 (1 2 ) D.0 12 2 ( 2 2 ) 2 2 0 2 1 2 Câu 3: ( ĐH 2011) : Đặt điện áp u = U 2 cos 2 ft (U không đổi, tần số f thay đổi đượC. 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 điện dung C. Khi tần số là f1 thì cảm kháng và dung kháng của đoạn mạch có giá trị lần lượt là 6 và 8 . Khi tần số là f2 thì hệ số công suất của đoạn mạch bằng 1. Hệ thức liên hệ giữa f1 và f2 là 2 3 3 4 A. f2 = f . B. f2 = f . C. f2 = f . D. f2 = f . 3 1 2 1 4 1 3 1 Câu 4: Đoạn mạch xoay chiều gồm cuộn dây thuần cảm mắc nối tiếp với điện trở thuần. Điện áp hai đầu mạch sớm pha so với dòng điện trong mạch và U = 160V, I = 2A; Giá trị của điện trở thuần là: 3 A.80 3 B.80 C.403 D. 40 Câu 5: Một đoạn mạch xoay chiều gồm 2 trong 3 phần tử R, L hoặc C mắc nối tiếp . Biểu thức điện áp 2 đầu mạch và cường độ dòng điện qua mạch là u 80cos 100 t (V ) và i 8cos(100 t )(A) . Các phần tử trong mạch 2 4 và tổng trở của mạch là Câu 6: Cho mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh và một ampe kế đo cường độ dòng điện trong mạch. 1 Cuộn dây có r = 10 , L H. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp dao động điều hoà có giá trị hiệu dụng là 10 U = 50 V và tần số f = 50 Hz. Khi điện dung của tụ điện có giá trị là C1 thì số chỉ của ampe kế là cực đại và bằng 1A. Giá trị của R và C1 là Trang : 34
10 3 2.10 3 A. R 40 và C F. B. R 50 và C F. 1 1 2.10 3 10 3 C. R 40 và C F. D. R 50 và C F. 1 1 Câu 7: Cho một đoạn mạch điện xoay chiều AB gồm điện trở thuần R nối tiếp cuộn dây thuần cảm L. Khi tần số dòng điện bằng 100Hz thì điện áp hiệu dụng UR = 10V, UAB = 20V và cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch là I = 0,1A. R và L có giá trị nào sau đây? A. R = 100 ; L = 3 /(2 ) H. B. R = 100 ; L = 3 / H. C. R = 200 ; L = 23 / H. D. R = 200 ; L = 3 / H. Câu 8: Mạch RLC mắc nối tiếp, khi tần số dòng điện là f thì cảm kháng ZL = 25( ) và dung kháng ZC = 75( ) Khi mạch có tần số f0 thì cường độ dòng điện trong mạch đạt giá trị cực đại .Kết luận nào là đúng: A. f0 = 3 f B. f = 3 f0 C. f0 = 253 f D. f = 253 f0 Câu 9: Cho mạch gồm điện trở R và cuộn dây thuần cảm L mắc nối tiếp, L thay đổi được. Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch là U, tần số góc  = 200(rad/s). Khi L = L 1 = /4(H) thì u lệch pha so với i góc 1 và khi L = L 2 = 0 1/ (H) thì u lệch pha so với i góc 2 . Biết 1 + 2 = 90 . Giá trị của điện trở R là A. 50 . B. 65 . C. 80 . D. 100 . Câu 10: (CĐ 2007): Lần lượt đặt điện áp xoay chiều u = 5 2cos(ωt) với ω không đổi vào hai đầu mỗi phần tử: điện trở thuần R, cuộn dây cảm thuần có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C thì dòng điện qua mỗi phần tử trên đều có giá trị hiệu dụng bằng 50 mA. Đặt điện áp này vào hai đầu đoạn mạch gồm các phần tử trên mắc nối tiếp thì tổng trở của đoạn mạch là A. Ω 3 100 . B. 100 Ω. C. Ω 2 100 . D. 300 Ω. Câu 11: (Đề thi ĐH năm 2009) Một đoạn mạch xoay chiều gồm R,L,C mắc nối tiếp. Biết cảm kháng gấp đôi dung kháng. Dùng vôn kế xoay chiều (có điện trở rất lớn) đo điện áp giữa hai đầu tụ điện và giữa hai đầu điện trở thì số chỉ của vôn kế như nhau. Độ lệch pha giũa hai đầu đoạn mạch so cường độ dòng điện trong mạch là: A. B. C. D. 6 3 3 4 Câu 12: (Đề thi ĐH năm 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 của tụ điện là 100 . Khi điều chỉnh R thì tại hai giá trị R 1 và R2 công suất tiêu thụ của đoạn mạch như nhau. Biết điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện khi R=R 1 bằng hai lần điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện khi R = R2. Các giá trị R1 và R2 là: A. R1 = 50, R2 = 100 . B. R1 = 40, R2 = 250 . C. R1 = 50, R2 = 200  D. R1 = 25, R2 = 100 . 2,5 Câu 13: Cho biết: R = 40, C 10 4 F và: R C L, r 7 A B u 80cos100 t(V ) ;u 200 2 cos(100 t ) (V ) M AM MB 12 r và L có giá trị là: 3 10 3 1 2 A.r 100, L H B.r 10, L H C.r 50, L H D. r 50, L H 2 Trang : 35
Dạng 9 : Bài toán hộp đen I/ Phương pháp. 1. Phương pháp. Để giải một bài toán về hộp kín ta thường sử dụng hai phương pháp sau: a. Phương pháp đại số B1: Căn cứ “đầu vào” của bài toán để đặt ra các giả thiết có thể xảy ra. B2: Căn cứ “đầu ra” của bài toán để loại bỏ các giả thiết không phù hợp. B3: Giả thiết được chọn là giả thiết phù hợp với tất cả các dữ kiện đầu vào và đầu ra của bài toán. b. Phương pháp sử dụng giản đồ véc tơ trượt. B1: Vẽ giản đồ véc tơ (trượt) cho phần đã biết của đoạn mạch. B2: Căn cứ vào dữ kiện bài toán để vẽ phần còn lại của giản đồ. B3: Dựa vào giản đồ véc tơ để tính các đại lượng chưa biết, từ đó làm sáng toả hộp kín. * Trong một số tài liệu có viết về các bài toán hộp kín thường sử dụng phương pháp đại số, nhưng theo xu hướng chung thì phương pháp giản đồ véc tơ (trượt) cho lời giải ngắn gọn hơn, logic hơn, dễ hiểu hơn. 2. Một số mạch chứa hộp đen thường gặp. a. Mạch điện đơn giản: - Nếu UNB cùng pha với i suy ra X chỉ chứa R0 C A R L N B • • X • - Nếu UNB sớm pha với i góc suy ra X chỉ chứa L0 2 - Nếu UNB trễ pha với i góc suy ra X chỉ chứa C0 2 b. Mạch điện phức tạp: - Mạch 1 C A R N B Nếu UAB cùng pha với i suy ra X chỉ chứa L0 • • X • Nếu UAN và UNB tạo với nhau góc suy ra X chỉ chứa R0 2 Vậy X chứa (R0,L0) - Mạch 2 Nếu UAB cùng pha với i suy ra X chỉ chứa C0 Nếu UAN và UNB tạo với nhau góc suy ra X chỉ chứa R0. 2 Vậy X chứa (R0,C0) II/ Bài tập. Trang : 36
Câu 1: Một đoạn mạch xoay chiều có hai trong ba phần tử R,C hoặc cuộn dây thuần cảm. Điện áp hai đầu mạch và cường độ dòng điện qua mạch có biểu thức: u = 100 cos 100 t (V) ; i = 2cos (100 t- 0,25π) (A). Điện trở hoặc trở kháng tương ứng là : A.L,C ; ZC = 100Ω; ZL= 50Ω B.R,L ; R = 40Ω; ZL= 30Ω C.R,L ; R = 50Ω; ZL= 50Ω D.R,C ; R = 50Ω; ZC= 50Ω. 10 4 Câu 2: Cho đoạn mạch như hình vẽ, biết u 100 2 cos(100 t)V , C =F . Hộp kín X chỉ chứa một phần tử (R hoặc cuộn dây thuần cảm), dòng điện trong mạch sớm pha /3 so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AB. Hộp X chứa gì ? điện trở hoặc cảm kháng có giá trị bao nhiêu? A C B A. Chứa R; R = 100/ 3 B. Chứa L; Z L = 100/3 X C. Chứa R; R = 100 3 D. Chứa L; Z L = 1003 Câu 3: Cho đoạn mạch AB gồm biến trở nối tiếp với hộp kín X. Hộp X chỉ chứa cuộn thuần cảm L hoặc tụ C .UAB = 200 (V) không đổi ; f = 50 Hz .Khi biến trở có giá trị sao cho PAB cực đại thì I = 2(A) và sớm pha hơn uAB. Khẳng định nào là đúng ? 10 4 1 10 4 1 A. X chứa C = F B. X chứa L= H C. X chứa C = F D. X chứa L = H 2 2. Câu 4: Ở (hình vẽ) hộp X chứa một trong ba phần tử: điện trở thuần, cuộn dây, tụ điện.  X  Khi đặt vào hai đầu AB một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220V, ngườiA taC đo M B được UAM = 120V và UMB = 260V. Hộp X chứa: A.cuộn dây thuần cảm. B.cuộn dây không thuần cảm. C. điện trở thuần. D. tụ điện. Câu 5: Đặt vào hài đầu đoạn mạch AB một điện áp u = 1002 cos(100 t)(V), tụ điện có C = 10-4/ (F). Hộp X chỉ chứa một phần tử (điện trở hoặc cuộn dây thuần cảm) i sớmC A X B pha hơn uAB một góc /3. Hộp X chứa điện trở hay cuộn dây? Giá trị điện trở hoặc độ tự A C cảm tương ứng là bao nhiêu? X B A. Hộp X chứa điện trở: R = 1003  . B. Hộp X chứa điện trở: R = 100/3  . C.Hộp X chứa cuộn dây: L = 3 / (H). D. Hộp X chứa cuộn dây: L = 3 /2 (H). Câu 6: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm 2 trong 3 phần tử R, L, C mắc nối tiếp. Cường độ dòng điện trong đoạn mạch nhanh pha / 6 so với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch, tần số f = 50Hz. Biết U 0 = 40 V và I0 = 8A. Xác định các phần tử trong mạch và tính giá trị của các phần tử đó? A. R = 2,53  và C = 1,27mF. B. R = 2,53  và L = 318mH. C. R = 2,53  và C = 1,27 F. D. R = 2,53  và L = 3,18mH. Câu 7: Cho đoạn mạch gồm hai phần tử X, Y mắc nối tiếp. Trong đó X, Y có thể là R, L hoặc C. Cho biết hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là u = 2002 cos100 t(V) và i = 22 cos(100 t - /6)(A). Cho biết X, Y là những phần tử nào và tính giá trị của các phần tử đó? A. R = 50 và L = 1/ H. B. R = 50 và C = 100/  F. C. R = 503  và L = 1/2 H. D. R = 503  và L = 1/ H. Câu 8: Cuộn dây thuần cảm có hệ số tự cảm L = 636mH mắc nối tiếp với đoạn mạch X. Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện thế u = 1202 cos100 t(V) thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là i = 0,62 cos(100 t - /6)(A). Tìm hiệu điện thế hiệu dụng UX giữa hai đầu đoạn mạch X? A. 120V. B. 240V. C. 1202 V. D. 602 V. Trang : 37
Câu 9: Cho một hộp đen X trong đó có chứa 2 trong 3 phần tử R, L, hoặc C mắc nối tếp. Mắc hộp đen nối tiếp với một cuộn dây thuần cảm có L 0 = 318mH. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện một hiệu điện thế xoay chiều có biểu thức u = 2002 .cos(100 t- /3)(V) thì dòng điện chạy trong mạch có biểu thức i = 42 .cos(100 t - /3)(A). Xác định phần tử trong hộp X và tính giá trị của các phần tử? A. R = 50 ; C = 31,8 F. B. R = 100 ; L = 31,8mH. C. R = 50 ; L = 3,18 H. D. R = 50 ; C = 318 F. Câu 10: Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ. Hộp kín X chứa một trong ba R phần tử R, L, C. Biết dòng điện qua mạch nhanh pha so với điện áp hai đầu X mạch. Hộp X chứa phần tử nào? A. L. B. R. C. C. D. L hoặc C. Câu 11: Cho mạch điện xoay chiều AB như hình vẽ. Hộp kín X chứa 1 trong 3 phần tử R, L, C . Bàiết dòng điện qua mạch nhanh pha so với điện ápuAB. Mạch X chứa các phần tử nào? X A B A. L B. C R0 C. R D. L hoặc C Câu 12: Trong mạch điện xoay chiều gồm phần tử X nối tiếp với phần tử Y. biết rằng X , Y là một trong ba phần tử R, C và cuộn dây. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp u = U6 sin (100πt) V thì điện áp hiệu dụng trên hai phần tử X, Y đo được lần lượt là U = 2 U, U = U. Hãy cho biết X và Y là phần tử gì? X Y A. Cuộn dây và C. B. C và R. C. Cuộn dây và R. D. Không tồn tại bộ phần tử thoả mãn. Câu 13: Cho mạch điện như hình vẽ: 1 -4 C = ,10 F, uAB = 1002 cos(100 t - /2) v A C X B Dòng điện qua mạch sớm pha /3 đối với uAB .Hộp X chỉ chứa một trong hai phần tử hoặc R hoặc L.Hãy cho Bàiết hộp X chứa đại lượng nào và đại lượng đó bằng bao nhiêu? A. R = 1003  B.R =57,73  C.L = 3 / H D.L = 1/ 3 H Bài 9: Ở mạch điện hộp kín X là một trong ba phần tử điện trở thuần, cuộn dây, tụ điện. Khi đặt vào AB một điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng 220V thì điện áp hiệu dụng trên đoạn AM và MB lần lượt là 100V và 120V . Hộp kín X là: A. Cuộn dây có điện trở thuần. B. Tụ điện. C. Điện trở. D. Cuộn dây thuần cảm. Câu 10: Trong mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp gồm tụ điện C, cuộn dây thuần cảm L và hộp kín X. Bàiết ZL ZC và hộp kín X chứa hai trong 3 phần tử Rx, Cx, Lx mắc nối tiếp. Cường độ dòng điện i và điện ápu ở hai đầu đoạn mạch cùng pha với nhau thì trong hộp kín X phải có: A. RX và LX B. RX và CX C. Không tồn tại phần tử thỏa mãn D. LX và CX Câu 11: Một hộp kín chứa hai trong ba phần tử ( R, L hoặc C mắc nối tiếp). Bàiết điện ápnhanh pha hơn cường độ dòng điện một góc với : 0< < . Hộp kín đó gồm 2 A.Cuộn thuần cảm mắc nối tiếp với tụ điện nhưng ZL<ZC B. điện trở R mắc nối tiếp với cuộn thuần cảm C. điện trở R mắc nối tiếp với tụ điện Trang : 38
D. Cuộn thuần cảm mắc nối tiếp với tụ điện nhưng ZL>ZC Câu 12: Ở mạch điện hộp kín X gồm một trong ba phần tử địên trở thuần, cuộn dây, tụ điện. Khi đặt vào AB điện áp xuay chiều có UAB=250V thì UAM=150V và UMB=200V. Hộp kín X là: A. cuộn dây cảm thuần. B. cuộn dây có điện trở khác không. C. tụ điện. D. điện trở thuần. Câu 13: Cho cuộn dây có r = 50 ; ZL=50 3 mắc nối tiếp với mạch điện X gồm hai trong ba phần tử R,L,C. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều. Sau khi điện áp trên cuộn dây đạt cực đại một phần t chu kỳ thì hiệu điện trên X đạt cực đại.Trong X chứa các phần tử thoả mãn: R A. Gồm C và L thoả mãn: ZC- ZL= 50 3 B. Gồm C và R thoả mãn: 2 ZC R R C. Gồm C và R thoả mãn: 3 D. Gồm R và L thoả mãn: 3 ZC ZL Câu 14: Một tụ điện có dung kháng 30(). Chọn cách ghép tụ điện này nối tiếp với các linh kiện điện tử khác dưới đây để được một đoạn mạch mà dòng điện qua nó trễ pha so với hiệu thế hai đầu mạch một góc 4 A. một cuộn thuần cảm có cảm kháng bằng 60() B. một điện trở thuần có độ lớn 30() C. một điện trở thuần 15() và một cuộn thuần cảm có cảm kháng 15() D. một điện trở thuần 30() và một cuộn thuần cảm có cảm kháng 60() Trang : 39
Bài 2 : MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG A- Tóm tắt lý thuyết. I/ Máy phát điện xoay chiều. 1. Máy phát điện xoay chiều 1 pha : - Phần cảm : Là nam châm tạo ra từ thông biến thiên bằng cách quay quanh 1 trục – Gọi là rôto - Phần ứng : Gồm các cuộn dây giống nhau cố định trên 1 vòng tròn. f np; n (voøng/s) Tần số dao động: np ; p - số cặp cực từ f ; n (voøng/phuùt) 60 Chú ý: Một máy phát điện có 1 cặp cực từ muốn phát ra với tần số 50(Hz) thì phải quay với tốc độ n = 50(V/s); có 10 cặp cực từ muốn phát ra với tần số 50(Hz) thì phải quay với tốc độ n = 5(V/s). Số cặp cực tăng lên bao nhiêu lần thì tốc độ quay giảm đi bấy nhiêu lần. 2. Máy phát điện xoay chiều 3 pha : a. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động 1 (1) ~ 0 B3 B2 ~ ~ 3 (3) B1 (2) 2 Kí hiệu Máy phát điện ba pha - Máy phát điện xoay chiều ba pha là máy tạo ra 3 suất điện động xoay chiều hình sin cùng tần số, cùng biên độ 2 và lệch pha nhau . 3 Cấu tạo : 2 Gồm 3 cuộn dây hình trụ giống nhau gắn cố định trên một vòng tròn lệch nhau . 3 Một nam châm quay quanh tâm O của đường tròn với tốc độ góc không đổi 2 Nguyên tắc : Khi nam châm quay từ thông qua 3 cuộn dây biến thiên lệch pha làm xuất hiện 3 suất điện 3 2 động xoay chiều cùng tần số, cùng biên độ, lệch pha . 3 Từ thông gửi qua khung dây của máy phát điện  = NBScos(t + ) = 0cos(t + ) Với 0 = NBS là từ thông cực đại, N là số vòng dây, B là cảm ứng từ của từ trường, S là diện tích của vòng dây,  = 2 f Suất điện động trong khung dây: e = NSBcos(t + - ) = E0cos(t + - ) 2 2 Trang : 40
Với E0 = NSB là suất điện động cực đại. Dòng điện xoay chiều ba pha là hệ thống ba dòng điện xoay chiều, gây bởi ba suất điện động xoay chiều 2 cùng tần số, cùng biên độ nhưng độ lệch pha từng đôi một là . 3 e1 E0cos(t) i1 I0cos(t) 2 trong trường hợp tải đối xứng thì 2 e2 E0cos(t ) i2 I0cos(t ) 3 3 2 2 e3 E0cos(t ) i3 I0cos(t ) 3 A2 3 Máy phát mắc hình sao: Ud = 3 Up B1 A2 Máy phát mắc hình tam giác: Ud = Up B1 Tải tiêu thụ mắc hình sao: Id = Ip Tải tiêu thụ mắc hình tam giác: Id = 3 Ip A1 A3 A3 A1 B3 B2 Lưu ý: Ở máy phát và tải tiêu thụ thường Mắc sao Mắc tam giác chọn cách mắc tương ứng với nhau. c. Ưu điểm : - Tiết kiệm được dây dẫn - Cung cấp điện cho các động cơ 3 pha Lưu ý: Ở máy phát và tải tiêu thụ thường chọn cách mắc tương ứng với nhau. II/ Động cơ không đồng bộ ba pha. 1. Sự quay không đồng bộ: - Khi khung dây đặt trong một từ trường quay thì khung dây quay cùng chiều với từ trường quay nhưng tốc độ quay nhỏ hơn tốc độ quay của từ trường. - Giải thích: + Từ trường quay của nam châm làm cho từ thông qua khung dây biên thiên, trong khung dây dẫn kín xuất hiện dòng điện cảm ứng. Lực từ của từ trường tác dụng lên dòng điện cảm ứng trong khung dây. + Theo định luật Lenxơ thì lực từ này phải cos h ra một mômen làm khung quay theo để giảm sự biến thiên từ thông qua khung dây. Do khung dây có mômen của lực cản nên khung dây phải quay với vận tốc góc nhỏ hơn vận tốc quay của nam châm. + Khi mômen lực từ và mômen cản cân bằng nhau thì khung dây quay đều với vận tốc góc ω0 < ω. 2.Tạo ra từ trường quay bằng dòng điện ba pha: Cho dòng điện xoay chiều ba pha chạy vào ba cuộn dây của ba nam châm điện giống nhau, đặt lệch nhau một góc 1200 trên đường tròn stato. Véc tơ cảm ứng từ tổng hợp do ba cuộn dây nam châm điện gây ra xung quanh tâm đường tròn stato có độ lớn không đổi và quay đều trong mặt phẳng song song với trục các nam châm với vận tốc góc bằng vận tốc góc của dòng điện. Lúc đó : Cảm ứng từ tổng hợp tại tâm O có độ lớn bằng 1,5.B0 . Với B0 là cảm ứng từ cực đại do mỗi cuộn dây gây ra tại O 3. Cấu tạo của động cơ không đồng bộ ba pha: Trang : 41
- Stato: Gồm các cuộn dây của ba pha điện quấn trên các lỏi thép gồm nhiều lá thép mỏng kĩ thuật ghép cách điện nhau. - Rô to: Rô to hình trụ tạo bởi nhiều lá thép mỏng ghép lại. Mặt ngoài có xẻ các rãnh đặt các thanh kim loại, hai đầu các thanh này được nối với các vành kim loại tạo thành một chiếc lồng. Lồng này cách điện với lõi thép có tác dụng như nhiều khung dây đồng trục đặt lệch nhau. - Khi mắc động cơ vào mạng điện ba pha, thì từ trường quay được tạo ra trong lòng stato, và làm cho rôto quay. Chuyển động quay của rôto được truyền ra ngoài làm quay các máy khác. - Công suất tiêu thụ của động cơ là tổng công suất tiêu thụ của ba cuộn dây. Pi - Hiệu suất động cơ: H= ; trong đó:+ Pi là công suất có ích cơ học; P + P là công suất tiêu thụ của động cơ.Nếu động cơ 3 pha hì P là . . tổng công suất của ba cuộn dây III/ Truyền tải điện năng đi xa. Máy biến áp. 1. Bài toán truyền tải điện năng đi xa : + Công suất máy phát : Pphát = UphátI.cos P2 + Công suất hao phí : P R U 2cos2 Trong đó: P là công suất truyền đi ở nơi cung cấp U là điện áp ở nơi cung cấp cos là hệ số công suất của dây tải điện l R là điện trở tổng cộng của dây tải điện (lưu ý: dẫn điện bằng 2 dây) S + Độ giảm điện áp trên đường dây tải điện: U = IR + Giảm hao phí có 2 cách : Giảm R : cách này rất tốn kém chi phí Tăng U : Bằng cách dùng máy biến thế, cách này có hiệu quả P P + Hiệu suất truyền tải H tt .100% Ptt 2. Máy biến áp : a. Định nghĩa : Thiết bị có khả năng biến đổi điện áp xoay chiều. b. Cấu tạo : Gồm 1 khung sắt non có pha silíc ( Lõi biến áp) và 2 cuộn dây dẫn quấn trên 2 cạnh của khung .Cuộn dây nối với nguồn điện gọi là cuộn sơ cấp. Cuộn dây nối với tải tiêu thụ gọi là cuộn thứ cấp. U1 U2 c. Nguyên tắc hoạt động : Dựa trên hiện tượng U1 U2 cảm ứng điện từ. N1 N2 Dòng điện xoay chiều trong cuộn sơ cấp gây ra N1 N2 biến thiên từ thông trong cuộn thứ cấp làm phát sinh dòng điện xoay chiều. d. Công thức : N1, U1, I1 là số vòng dây, hiệu điện thế, cường độ dòng điện cuộn sơ cấp N2, U2, I2 là số vòng dây, hiệu điện thế, cường độ dòng điện cuộn sơ cấp Trang : 42
U E I N 1 1 2 1 U2 E2 I1 N2 U2 > U1 ( N2 > N1): Máy tăng áp U2 < U1 ( N2 < N1) : Máy hạ áp e. Ứng dụng : Truyền tải điện năng, nấu chảy kim loại, hàn điện B – Các dạng bài tập . Dạng 1 : Bài toán máy phát điện xoay chiều. I/ Phương pháp. 1. Tần số do máy phát điện phát ra . f np; n (voøng/s) Tần số dao động: np ; p - số cặp cực từ f ; n (voøng/phuùt) 60 2. Từ thông qua phần ứng   0 cos(  t 0 ) (Wb) Với  0 NBS (Wb) : là từ thông cực đại. 3. Suất điện động tức thời qua phần ứng  E  '  . sin(t ) E sin(t ) c t 0 0 0 0 Với E0  0 . (V) : là suất điện động cực đại. 4. Quan hệ giữa điện áp dây và điện áp pha của mạch điện ba pha. Máy phát mắc hình sao: Ud = 3 Up Máy phát mắc hình tam giác: Ud = Up Tải tiêu thụ mắc hình sao: Id = Ip Tải tiêu thụ mắc hình tam giác: Id = 3 Ip P 5. Hiệu suất của động cơ điện. H đc 100% Pmp N 2 6. Độ tự cảm của ống dây. L 4 .10 7 .S l II/ Bài Tập. Câu 1 .Một máy phát điện xoay chiều một pha có điện trở không đáng kể . Nối 2 cực của máy với cuộn dây thuần cảm . Khi roto quay với tốc độ n vòng/s thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn cảm là I . Hỏi khi roto quay với tốc độ 3.n vòng/s thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn cảm bằng mấy I ? A.I B.2.I C.3.I D.I/3 Câu 2 .Một máy phát điện xoay chiều một pha có điện trở không đáng kể . Nối 2 cực của máy với tụ điện C . Khi Trang : 43
roto quay với tốc độ n vòng/s thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn cảm là I . Hỏi khi roto quay với tốc độ 3.n vòng/s thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn dây bằng mấy I ? A.I/3 B.9.I C.3.I D.36.I Câu 3 .Một máy phát điện xoay chiều một pha có điện trở không đáng kể . Nối 2 cực của máy với điện trở thuần R. Khi roto quay với tốc độ n vòng/s thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua điện trở thuần R là I . Hỏi khi roto quay với tốc độ 3.n vòng/s thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua R bằng mấy I ? A.I/3 B.9.I C.3.I D.I Câu 4( ĐH10-11). Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần. Bỏ qua điện trở các cuộn dây của máy phát. Khi rôto của máy quay đều với tốc độ n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là 1 A. Khi rôto của máy quay đều với tốc độ 3n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là 3 A. Nếu rôto của máy quay đều với tốc độ 2n vòng/phút thì cảm kháng của đoạn mạch AB là 2R R A. 2R 3 .B. . C. .R 3 D. . 3 3 Câu 5 .Mạng điện xoay chiều ba pha có điện áp pha là 220 V.Điện áp dây là: A . 316,80V . B . 126,86V . C . 318,04 V . D . 155,54 V. Câu 6 .Hãy xác định đáp án đúng . Máy phát điện xoay chiều ba pha mắc sao,điện áp pha 127V,tần số 50 Hz .Người ta đưa dòng điện vào tải ba pha mắc tam giác ,đối xứng .Mỗi tải là cuộn dây có điện trở thuần 12  ,độ tự cảm 51mH .Cường độ dòng điện đi qua các tải sẽ là: A. 6,35 A . B . 11,0 A . C . 12,63A . D. 4,54A. Câu 7.Một máy phát điện 3 pha mắc hình sao có hiệu điện dây 220V và tần số 50Hz. Tính điện áp pha A. 127V B. 254V C.110V D. 220V Câu 8 .Một máy phát điện xoay chiều ba pha mắc theo hình sao có điện áp pha 127V và tần số 50Hz. Người ta đưa dòng ba pha vào ba tải như nhau mắc theo hình tam giác, mỗi tải có điện trở thuần 100Ω và cuộn dây có độ tự cảm 0,318H. Cường độ dòng điện qua các tải và công suất do các tải tiêu thụ có thể nhận giá trị đúng nào sau đây? A.I=1,56A ; P=728W B.I=5,16A ; P=752W C.I=1,8A ; P=678W D.Một cặp giá trị khác Câu 9 .Một máy phát điện ba pha mắc hình sao có điện áp pha 127V và tần số 50Hz. Mắc vào mỗi pha một bóng đèn có điện trở 44Ω. Dòng điện trong mỗi dây pha và dòng điện trong dây trung hoà nhận giá trị đúng nào trong các giá trị sau đây? A.Iph=1,5A ; Ith=0,2A B.Iph=5A ; Ith=0A C.Iph=5,5A ; Ith=0,1A D.Iph=1,7A ; Ith=0,25A Câu 10 .Hãy xác định phát biểu sai về động cơ không đồng bộ ba pha . A. Roto quay theo chiều quay của từ trường và chậm hơndo lực ma sát tác dụng . B . Roto quay theo chiều quay của từ trường do hiện tượng cảm ứng điện từ,nghiệm đúng định luật len –xơ. C. Có thể biến đổi động cơ không đồng bộ ba pha thành máy phát điện xoay chiều ba phA. D. Có thể đổi chiều quay của động cơ không đồng bộ ba pha bằng cách đổi hoàn đổi hai trong ba pha dòng điện đi vào stato. Câu 11 .Một máy phát điện xoay chiều gồm có 8 cặp cực, phần ứng gồm 22 cuộn dây mắc nối tiếp. Từ thông cực 10 1 đại do phần cảm cosh ra đi qua mỗi cuộn dây có giá trị cực đại Wb. Rôto quay với vận tốc 375 vòng/phút. Suất điện động cực đại do máy có thể phát ra là: A. 110 V B. 1102 V C. 220 V D. 2202 V Câu 12 .Hãy tìm kết quả đúng . Trang : 44
Từ trường quay trong một động cơ không đồng bộ ba pha có vận tốc quay là 3000 vòng/phút .Vậy ,trong mỗi giây từ trường quay bao nhiêu vòng . A. 60 vòng /giây B. 40 vòng /giây C. 50vòng /giây D. 75 vòng /giây Câu 13 .Máy phát 3 pha mắc sao tần số dòng điện là 50Hz, điện áp pha là Up=220v tải mắc sao, Biết tải 1 gồm 2  2  R=6 , L1=2,55.10 H .Tải 2 gồm R=6 , C2=306 F. Tải 3 gồm R=2,55.10H và C3=306 F và R=6 . Dòng điện qua mỗi tải là A.I1=22A; I2=18,3A; I3=34A B.I1=20A; I2=10A; I3=15A C.I1=18A; I2=20A; I3=16A D.I1=15A; I2=3A; I3=9ª Câu 14 .Cường độ hiệu dụng của dòng điện qua qua mỗi cuộn dây của động cơ có giá trị bao nhiêu: A.19,8A B.27,63A C.18,9A D.8,9A Câu 15 .Một máy phát 3 pha mắc sao có f=50Hz; Up=220v.Tải mắc sao. 2  2 Tải 1 gồm R=6 ; L1=2,55.10 H ;Tải 2 gồm R=6 ;C2=306 F .Tải 3 gồm R=6 ; L3=2,55.10H ;  C3=306 F . Công suất của dòng 3 pha là A.P=11,876KW B.P=11KW C.P=10KW D.P=20KW Câu 16 .Một dòng xoay chiều 3 pha mắc sao. Tải gồm 3 pha đối xứng mắc sao, biết điện áp pha Up=220v. Trong 1 0,8 pha tải gồm R=60 , L= (H). Công suất của dòng 3 pha là: A.P= 800W B.P= 100W C.P= 827W D.P= 871,2W Câu 17 .Một máy phát điện 3 pha mắc hình sao có điện áp 127V và tần số 50Hz. Người ta đưa dòng điện vào 3 tải đối xứng như nhau mắc tam giác , mỗi tải có điện trở thuần 24 và cảm kháng 32 . công suất tiêu thụ trên các tải là : A.726WB.2178W C.1089W D.3276W Câu 18 .Một máy phát điện ba pha mắc hình sao có điện áp pha U p = 115,5V và tần số 50Hz. Người ta đưa dòng ba pha vào ba tải như nhau mắc hình tam giác, mỗi tải có điện trở thuần 12,4 và độ tự cảm 50mH. Cường độ dòng điện qua các tải là A. 8AB. 10A C. 20A D. 5A Câu 19 . (C.Đ 2010): Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần cảm là rôto quay với tốc độ 375 vòng/phút. Tần số của suất điện động cảm ứng mà máy phát tạo ra là 50 Hz. Số cặp cực của ro6to bằng A. 12. B. 4. C. 16.D. 8. Câu 20 .Một động cơ không đồng bộ ba pha có điện áp định mức mỗi pha là 220V, Biết công suất của động cơ 10, 56KW và hệ số công suất bằng 0,8. Cường độ dòng điện hiệu dụng qua mỗi cuộn dây của động cơ là: A. 2A B. 6A C. 20A D. 60 A Câu 21 .Hãy xác định kết quả đúng .Một động cơ không đồng bộ ba pha đấu hình sao vào mạng điện xoay chiều ba pha ,có điện áp dây 380 V.Động cơ có công suất 10 KW.Hệ số công suất 0,8.Cường độ dòng điện hiệu dụng đi qua mỗi cuộn dây có giá trị bao nhiêu? A. 56,7A B. 18,9 A C. 45,36 A D. 26,3A . Câu 22 . ( ĐH10): Một động cơ điện xoay chiều khi hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng 220 V thì cos h ra công suất cơ học là 170 W. Biết động cơ có hệ số công suất 0,85 và công suất toả nhiệt trên dây quấn động cơ là 17 W. Bỏ qua các hao phí khác, cường độ dòng điện cực đại qua động cơ là A. 2 A B. 1 A C. 2 A D. 3A Câu 23 .Động cơ điện xoay chiều 3 pha có 3 cuộn dây giống hệt nhau mắc hình sao. Mạch điện ba pha dùng để chạy động cơ này phải dùng mấy dây dẫn: A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 Trang : 45
Câu 24 . (C.Đ 2010): Một động cơ không đồng bộ ba pha mắc theo kiểu hình sao được nối vào mạch điện ba pha 3 có điện áp pha U Pha = 220V. Công suất điện của động cơ là 6,6 3 kW; hệ số công suất của động cơ là . Cường 2 độ dòng điện hiệu dụng qua mỗi cuộn dây của động cơ bằng A. 20 A. B. 60 A. C. 105 A. D. 35 A. Dạng 2 : Bài toán máy biến áp - Truyền tải điện năng đi xa. I/ Phương pháp. 1.Bài toán máy biến áp  + SuÊt ®iÖn ®éng trong cuén s¬ cÊp: e N . 1 1 t e N + SuÊt ®iÖn ®éng trong cuén thø cÊp:  1 1 (1) e2 N2. t e2 N2 Trong ®ã e1 ®îc coi nh nguån thu: e1 = u1 – i1.r1 e u i .r N e2 ®îc coi nh nguån ph¸t: e2 = u2 + i2.r2 1 1 1 1 1 (2) e2 u2 i2.r2 N2 e1 E1 U1 N1 Khi r1 r2 0 th× ta cã: k (3) e2 E2 U2 N2 - NÕu k > 1 U1 > U2 m¸y h¹ ¸p - NÕu k < 1 U1 < U2 m¸y t¨ng ¸p + C«ng suÊt cña m¸y biÕn thÕ: - C«ng suÊt cña cuén s¬ cÊp: P1 = U1I1cos 1 - C«ng suÊt cña cuén thø cÊp: P2 = U2I2cos 2  U I cos U I N E + HiÖu suÊt cña m¸y biÕn thÕ: H 2 2 2 2 + NÕu H = 1 th× ta cã: 1 2 1 1 1 U1I1cos 1 U2 I1 N2 E2 2. Truyền tải điện năng đi xa. + Gi¶ sö ®iÖn ¸p vµ cêng ®é I dßng ®iÖn lu«n lu«n cïng pha. Tøc Nhµ N¬i m¸y tiªu lµ cos 1 . ' ph¸t U U thô + C«ng suÊt hao phÝ trªn ®êng d©y A B ®iÖn ®iÖn P2 lµ: ∆P = I2.R = .R . A B U 2 trong ®ã R lµ ®iÖn trë cña d©y dÉn. P lµ c«ng suÊt nhµ m¸y ph¸t ®iÖn (P = PA); U hiÖu suÊt ë hai ®Çu d©y (U = U’A). + §é gi¶m thÕ trªn ®êng d©y lµ: ∆U = U’A – UB = U – UB = I.R P P P P P + HiÖu suÊt t¶i ®iÖn: H B A PA PA P II/ Bài Tập. Trang : 46
Câu 1( ĐH 2009): Máy biến áp là thiết bị A. biến đổi tần số của dòng điện xoay chiều. B. có khả năng biến đổi điện áp của dòng điện xoay chiều. C. làm tăng công suất của dòng điện xoay chiều. D. biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. Câu 2 :Điện áp đặt vào 2 đầu cuộn sơ cấp của máy biến áp là 220V > số vòng dây của 2 cuộn sơ và thứ cấp lần lượt là N1=1000 vòng ;N2=50 vòng mạch thứ cấp gồm một điện trở R=8; một cuộn cảm có điện tở thuần 2 và một tụ điện . cường độ dòng điện chạy qua cuộn thứ cấp là 0,032A. bỏ qua hao phí của máy biến áp .Độ lệch pha giữa cường độ và điện áp trong cuộn thứ cấp là ; A. B.C . hoặc D. hoặc 2 3 4 4 6 6 Câu 3:Một đường dây có điện trở 4Ω dẫn một dòng điện xoay chiều một pha từ nơi sản xuất đến nơi tiêu dùng. Điện áp hiệu dụng ở nguồn điện lúc phát ra là U = 5000V, công suất điện là 500kW. Hệ số công suất của mạch điện là cosφ = 0,8. Có bao nhiêu phần trăm công suất bị mất mát trên đường dây do tỏa nhiệt? A. 10%B. 12,5% C. 16,4% D. 20% Câu 4 :Điện năng ở một trạm phát điện được truyền đi dưới điện áp 2 kV và công suất 200 k W. Hiệu số chỉ của các công tơ điện ở trạm phát và ở nơi thu sau mỗi ngày đêm chênh lệch nhau thêm 480 kWh. Hiệu suất của quá trình truyền tải điện là A. H = 95 % B. H = 80 %C. H = 90 % D. H = 85 % Câu 5 :Chọn câu Sai. Trong quá trình tải điện năng đi xa, công suất hao phí: A. tỉ lệ với thời gian truyền tải. B. tỉ lệ với chiều dài đường dây tải điện. C. tỉ lệ nghịch với bình phương điện áp giữa hai đầu dây ở trạm phát điện. D. tỉ lệ với bình phương công suất truyền đi. Câu 6 :Hiện nay người ta chủ yếu dùng cách nào sau đây để làm giảm hao phí điện năng trong quá trình truyền tải đi xa? A.Tăng điện áp trước khi truyền tải điện năng đi xa. B.Xây dựng nhà máy điện gần nơi tiêu thụ. C.Dùng dây dẫn bằng vật liệu siêu dẫn. D.Tăng tiết diện dây dẫn dùng để truyền tải. Câu 7 :Trong truyền tải điện năng cần làm gì để giảm hao phí trên đường dây. A.Tăng thế trước khi truyền tải B.Thay dây có độ dẫn điện tốt hơn C.Tăng tiết diện ngang của dây dẫn D.Tăng công suất của dòng điện cần truyền tải Câu 8 :Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa, biện pháp làm giảm hao phí trên đường dây tải điện được sử dụng chủ yếu hiện nay là A. giảm công suất truyền tải. B. tăng chiều dài đường dây. C. giảm tiết diện dây. D.tăng điện áp trước khi truyền tải. Câu 9 :Trong truyền tải điện năng đi xa để giảm hao phí điện năng trong quá trình truyền tải người ta chọn cách: A. Tăng điện áp trước khi truyền tải. B. Thay bằng dây dẫn có điện trở suất nhỏ hơn. C. Giảm điện áp trước khi truyền tải. D. Tăng tiết diện dây dẫn để giảm điện trở đường dây. Câu 10 :Trong truyền tải điện năng đi xa để giảm hao phí điện năng trong quá trình truyền tải người ta chọn cách: A. Tăng điện áp trước khi truyền tải.B. Thay bằng dây dẫn có điện trở suất nhỏ hơn. C. Giảm điện áp trước khi truyền tải. D.Tăng tiết diện dây dẫn để giảm điện trở đường dây Trang : 47