Trường THPT Nguyễn Văn Thiệt NH 2021 2022 CHƯƠNG III DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU TIẾT 1 ÔN TẬP LÝ THUYẾT 1 Đại cương dòng điện xoay chiều Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều dựa trên hiện tượng Khi cho khung dây quay trong từ trường đều thì biến thiên làm suất hiện suất điện động cảm ứng Dòng điện xoay chiều là dòng điện Biểu thức tức thời của dòng điện Ampe kế và vôn kế đo giá trị của dòng điện xoay chiều Khi thay giá trị t vào biều thức i hoặc u ta chỉ xác định được giá trị Giữa giá trị cực đại và.
Trang 1L
U r
I r
CHƯƠNG III DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU TIẾT 1 ÔN TẬP LÝ THUYẾT
1 Đại cương dòng điện xoay chiều:
- Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều dựa trên hiện tượng:
- Khi cho khung dây quay trong từ trường đều thì: biến thiên làm suất hiện suất điện động cảm ứng
- Dòng điện xoay chiều là dòng điện
- Biểu thức tức thời của dòng điện:
- Ampe kế và vôn kế đo giá trị của dòng điện xoay chiều
- Khi thay giá trị t vào biều thức i hoặc u ta chỉ xác định được giá trị
- Giữa giá trị cực đại và hiệu dụng liên hệ qua công thức
- Giá trị hiệu dụng được xây dựng dựa trên tác dụng:
2 Mạch chỉ chứa R, L hoặc C
Sơ đô
mạch
Tác
dụng
- Cản trở dòng điện
- Tiêu thụ NL ở dạng tỏa
nhiệt
- Cho dòng điện đi qua
- Không làm tiêu hao NL của mạch điện xoay chiều
- Được nguôn 1 chiều tích điện, sau
đó không cho dòng 1 chiều đi qua
- Cho dòng xoay chiều đi qua
- Không làm tiêu hao NL của mạch điện xoay chiều
Điện trở Điện trở R (Ω) Cảm kháng ZL (Ω). 2
L
Z =ωL= πfL
Dung kháng ZC (Ω)
2
c Z
= =
Giản đô
véc tơ
Biểu
Độ lệch
pha của
u sv i
u cùng pha với i u sớm pha
2
π
so với i u trê pha
2
π
so với i
Biểu
thức u u R =U0Rcosωt 0 cos
2
= + ÷
0 cos
2
= − ÷
Định
luật Ôm
R R
U
L
Z 2 fL
I
C
.2 Z
Biện
1
f và I ~ 1
3 Mạch có RLC nối tiếp
- Tổng trở:
- Điện áp hiệu dụng giữa 2 đầu đoạn mạch:
- Định luật Ôm cho đoạn mạch:
O UrR
I r
O
C
U
I
Trang 2- Độ lệch pha giữa u và i:
- Độ lệch pha giữa i và u:
- Nếu mạch RLC có ZL< ZC thì mạch có tính ………… thì φu/i … kết luận:
- Nếu mạch RLC có ZL> ZC thì mạch có tính ………… thì φu/i … kết luận:
- Khi mạch xảy ra cộng hưởng : ZL = ZC ⇔ L = 1 C ω ω ω2LC = 1 1 LC ω = 1 2 2 ⇒ = π ⇒ = π T LC f LC 2 CH U P R ⇒ = - Mạch RLC có R thay đổi: Khi R = Z L − Z C − r thì công suất tiêu thụ Pmax: max 2 L C U P 2 Z Z = − - Sơ đô liên hệ pha giữa u và i của các phần tử trong đoạn mạch RLC mắc nối tiếp: 4 Công suất, hệ số công suất: - Công suất của đoạn mạch:
Trong đó ϕ ≡ ϕ = ϕ − ϕu/i u i - Công thức hệ số công suất:
- Quy ước của hệ số công suất:
- Quy định chung về cosφ
- Đoạn mạch công suất tiêu thụ bằng 0 chứa phần tử:
- Đoạn mạch có công suất tiêu thụ cực đại chứa phần tử
- Khi đó trong mạch xảy ra hiện tượng:
- Công suất hao phí trên đường dây tải điện:
- Cách làm giảm công suất hao phí:
5 Bài toán truyền tải điện năng đi xa: - Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây:
- Muốn giảm công suất hao phí phải:
6 Máy biến áp - Máy biến áp là những thiết bị có khả năng
- Cấu tạo gôm
Trang 3
- Nguyên tắc hoạt động:
- Để giảm dòng Fuco người ta thường
- Công thức máy biến áp :
- Máy tăng áp có:
- Máy hạ áp có:
- Nếu tăng điện áp lên 10 lần thì công suất hao phí
- Công dụng của máy biến áp:
7 Máy phát điện xoay chiều 1 pha: - Nguyên tắc hoạt động:
- Phần tạo ra suất điện động gọi là:
- Phần tạo ra từ trường gọi là
- Tần số dòng điện phát ra
8 Máy phát điện xoay chiều 3 pha - Cấu tạo
- Nguyên tắc hoạt động:
- Dòng điện 3 pha là:
- Ba dòng điện có cùng biên độ khi:
- Những ưu việt của hệ 3 pha so với hệ 1 pha:
- Mạng điện dân dụng sử dụng
8 Động cơ không đồng bộ ba pha - Nguyên tắc hoạt động
- Biến đổi điện năng thành
- Khi hoạt động thì vận tốc quay của roto phải ………so với vận tốc quay của từ trường
Trang 4TIẾT 2 ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU, ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA BIẾT - HIỂU
A có chiều biến thiên tuần hoàn theo thời gian.
B có cường độ biến đổi tuần hoàn theo thời gian.
C có chiều biến đổi theo thời gian
D có chu kỳ thay đổi theo thời gian
A Giá trị trung bình của dòng điện
B Một nửa giá trị cực đại
C Khả năng tỏa nhiệt so với dòng điện một chiều
D Hiệu của tần số và giá trị cực đại
hiệu dụng?
A Điện áp B Cường độ dòng điện C Suất điện động D Công suất.
A cường độ hiệu dụng B cường độ cực đại.
C cường độ tức thời D cường độ trung bình.
(trong đó t tính bằng giây) thì
A giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện i bằng 2 A
B cường độ dòng điện i luôn sớm pha π/2 so với điện áp xoay chiều mà động cơ này sử dụng
C chu kì dòng điện bằng 0,02 s
D tần số dòng điện bằng 100π Hz
MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU, ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA
A hiện tượng tự cảm B hiện tượng cảm ứng điện từ
C khung dây quay trong điện trường D khung dây chuyển động trong từ trường
A Stato là bộ phận quay
B Phần tạo ra suất điện động xoay chiều là phần ứng
C Phần cảm là rôto
D Biến đổi điện năng thành cơ năng
A điện năng thành cơ năng B cơ năng thành điện năng
C cơ năng thành quang năng D quang năng thành điện năng
A cấu tạo của phần ứng B cấu tạo của phần cảm.
C bộ phận lấy điện ra ngoài D cấu tạo của rôto và stato.
phát ra là
A f =
60
np
2
np
dòng điện là
60
n
2
p 60
n
60
n
30
n
f =
quay với tần số
Trang 5Câu 14: Trong máy phát điện xoay chiều ba pha, stato gôm:
A ba cuộn dây riêng rẽ, giống hệt nhau và đặt song song nhau.
B ba cuộn dây giống hệt nhau quấn trên lõi sắt, đặt lệch nhau 1200 trên một vòng tròn và mắc nối tiếp với nhau
C ba cuộn dây giống hệt nhau quấn trên lõi sắt, đặt lệch nhau 1200 trên một vòng tròn và mắc song song với nhau
D ba cuộn dây riêng rẽ, giống hệt nhau quấn trên ba lõi sắt, đặt lệch nhau 1200 trên một vòng tròn
mỗi cuộn dây của stato có giá trị cực đại là E Khi suất điện động tức thời trong một cuộn dây bằng 0 thì0 suất điện động tức thời trong mỗi cuộn dây còn lại có độ lớn bằng nhau và bằng
A E 30
0 2E
0 E
2 2
E
chiều có cùng biên độ, cùng tần số nhưng lệch pha nhau từng đôi một là
A
3
π
B 3 2
π
C 2 3
π
D
2
π
A Có hai bộ phận chính là rôto và stato
B Biến đổi điện năng thành năng lượng khác
C Từ trường quay trong động cơ là kết quả của việc sử dụng dòng điện xoay chiều một pha
D Hoạt động dựa trên cơ sở hiện tượng cảm ứng điện từ và sử dụng từ trường quay
DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
1) Định nghĩa:
Dòng điện xoay chiều ℓà dòng diện có cường độ biến thiên điều hòa theo thời gian
2) Phương trình
i = I0.cos(ωt + ϕ) ( A)
Hoặc u = U0.cos(ωt + ϕ) (V)
- Cường độ dòng điện hiệu dụng: I =
2
I0 (A)
- Hiệu điện thế hiệu dung: U =
2
U0 (V)
- Các thông số của các thiết bị điện thường ℓà giá trị hiệu dụng
- Để đo các giá trị hiệu dụng người ta dùng vôn kế nhiệt, am pe kế nhiệt
a) Bài toán 1: Xác định số ℓần dòng điện đổi chiều trong 1s:
- Trong một chu kỳ dòng điện đổi chiều 2 ℓần
- Xác định số chu kỳ dòng điện thực hiện được trong một giây (tần số)
⇒ Số ℓần dòng điện đổi chiều trong một giây: n = 2f
Chú ý: Nếu đề yêu cầu xác định số ℓần đổi chiều của dòng điện trong 1s đầu tiên thì n = 2f.
- Nhưng với trường hợp đặc biệt khi pha ban đầu của dòng điện ℓà ϕ = 0 hoặc π thì trong chu kỳ đầu tiên dòng điện chỉ đổi chiều số ℓần ℓà: ⇒ n = 2f - 1.
VẬN DỤNG
lượng tỏa ra trong 30 phút là 900 kJ Cường độ dòng điện cực đại trong
mạch là
A I0 = 0,22A B I0 = 0,32A C I0 = 7,07A D I0 = 10,0 A.
ra khi đi qua điện trở R = 10 Ω trong thời gian t = 0,5 phút là
A 1000 J B 600 J C 400 J D 200 J.
điện đổi chiều bào nhiêu ℓần?
A 100 ℓần B 50 ℓần C 110 ℓần D 90 ℓần
Trang 6ĐỀ BÀI NHÁP
dòng điện đổi chiều bào nhiêu ℓần?
A 100 ℓần B 50 ℓần C 110 ℓần D 99 ℓần
rằng trong 1 s đầu tiên dòng điện đổi chiều 119 ℓần, hãy xác định tần số
của dòng điện?
i = 2cos100πt A Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là
A I = 4A B I = 2,83A C I = 2A D I = 1,41 A.
u = 141cos(100πt) V Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch là
A U = 141 V B U = 50 V C U = 100 V D U = 200 V.
của điện áp bằng không thì biểu thức của điện áp có dạng
A u = 220cos(50t) V B u = 220cos(50πt) V.
C u = 220cos(100t) V D u = 220cos 100πt V.
i = 2cos(100πt + π/6) A, điện áp giữa hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu
dụng là 12 V, và sớm pha π/6 so với dòng điện Biểu thức của điện áp
giữa hai đầu đoạn mạch là
A u = 12cos(100πt + ) V B u = 12cos(100πt + ) V
C u = 12cos(100πt - ) V D u = 12cos(100πt + ) V
u = 200cos(100πt + π/6) V Cường độ hiệu dụng của dòng điện chạy
trong mạch là 2 A Biết rằng, dòng điện nhanh pha hơn điện áp hai đầu
mạch góc π/3, biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch là
A i = 4cos(100πt + π/3) A B i = 4cos(100πt + π/2) A.
C i = 2cos(100πt - ) A D i = 2cos(100πt + ) A
quay của roto ?
A 25 vòng/s B 50 vòng/s C 12,5 vòng/s D 75 vòng/s.
từ, muốn tần số dòng điện xoay chiều mà máy phát ra là 50Hz thì rôto
phải quay với tốc độ là bao nhiêu?
A 3000vòng/phút B 1500vòng/ phút.
C 750vòng/ phút D 500vòng/ phút.
vòng/phút, máy phát điện thứ hai có 6 cặp cực.Hỏi máy phát điện thứ
haii phải có tốc độ là bao nhiêu thì hai dòng điện do các máy phát ra hòa
vào cùng một mạng điện
A 150 vòng/phút B 300 vòng/phút
C 600 vòng/phút C 1000 vòng/phút
Trang 7TIẾT 3 DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU TRONG ĐOẠN MẠCH CHỈ CÓ R, L, C
3 Giới thiệu về các ℓinh kiện điện.
Ký hiệu
S
ρ
ω
=
C
1
Đặc điểm Cho cả dòng điện xoaychiều và điện một chiều
qua nó nhưng tỏa nhiệt
Chỉ cho dòng điện xoay chiều đi qua
Chỉ cản trở dòng điện xoay chiều
Công thức của
định ℓuật Ôm I = ; I0 = UR0 ; i =
L
0 0 Z
U
I = ;
L Z
U
I=
C Z
U
I= ;
C
0 0 Z
U
I =
Độ ℓệch pha u - i u và i cùng pha u chậm pha hơn i góc π/2 u nhanh pha hơn i góc π/2
Phương trình u = U0cos(ωt +ϕ)
i = I0cos(ωt + ϕ)
u = U0cos(ωt +ϕ) i = I0cos(ωt + ϕ + π/2)
u = U0cos(ωt +ϕ) i = I0cos(ωt + ϕ - π/2)
Giản đồ u - i
4 Quy tắc ghép ℓinh kiện
R
R
R = R +R ⇒ = R R
Z
L
Z Z
Z = Z +Z ⇒ = Z Z
Z
C
Z Z
Z = Z + Z ⇒ = Z Z
+
5 Công thức độc ℓập với thời gian
Với đoạn mạch chỉ có C hoặc chỉ có cuộn dây thuần cảm (L) ta có: 1
2
0
2
0
=
+
U
u I
i
BIẾT - HIỂU
A Phần tử R khi cho dòng điện đi qua sẽ tỏa nhiệt
B Tụ điện không cho dòng điện một chiều đi qua
C Cuộn dây không có chức năng ngăn cản với dòng điện xoay chiều
D Tụ điện cho dòng điện xoay chiều đi qua nhưng cản trở nó
A Khi tăng tần số sẽ làm giá trị R không đổi B Khi tăng tần số sẽ làm cảm kháng tăng theo
C Khi tăng tần số sẽ làm điện dung giảm D Khi giảm tần số sẽ làm dung kháng tăng
giữa hai cực tụ điện:
A Nhanh pha đối với i.
B Có thể nhanh pha hay chậm pha đối với i tùy theo giá trị điện dung C.
C Nhanh pha π/2 đối với i
D Chậm pha π/2 đối với i
A Càng nhỏ, thì dòng điện càng dễ đi qua
B Càng lớn, dòng điện càng khó đi qua
C Càng lớn, dòng điện càng dễ đi qua
D Bằng 0, dòng điện càng dễ đi qua
A Dòng điện có tần số càng nhỏ càng bị cản trở nhiều.
B Dòng điện có tần số càng lớn càng ít bị cản trở.
C Hoàn toàn.
D Cản trở dòng điện, dòng điện có tần số càng lớn càng bị cản trở nhiều.
hai đầu điện trở
Trang 8A Chậm pha đối với dòng điện B Nhanh pha đối với dòng điện.
C Cùng pha với dòng điện D lệch pha đối với dòng điện π/2
A Dung kháng có đơn vị ℓà Fara B Cảm kháng có đơn vị ℓà Henri
C Độ tự cảm có đơn vị ℓà Ω D Điện dung có đơn vị ℓà Fara
VẬN DỤNG
điện tăng lên 4 lần thì dung kháng của tụ điện
A tăng lên 2 lần B tăng lên 4 lần
C giảm đi 2 lần D giảm đi 4 lần
cuộn cảm tăng lên 4 lần thì cảm kháng của cuộn cảm
A tăng lên 2 lần B tăng lên 4 lần
C giảm đi 2 lần D giảm đi 4 lần
Nếu dùng dòng điện có tần số 100Hz thì điện trở sẽ
A Giảm 2 ℓần B Tăng 2 ℓần
C Không đổi D Giảm 1/2 ℓần
số 50Hz, tính dung kháng của tụ?
A 31,8 Ω B 3,18 Ω C 0,318 Ω D 318,3 Ω
chiều u=141cos(100πt)V.Cảm kháng của cuộn cảm là
A ZL=200Ω B ZL=100Ω C ZL=50Ω D ZL=25Ω
chiều, trong một phút dòng điện đổi chiều 6000 lần, tính cảm kháng của
mạch
áp u = 141,2cos(100πt - π/4) V Cường độ dòng điện hiệu dụng trong
mạch có giá trị là?
100cos(100πt - π/2)(V) Pha ban đầu của cường độ dòng điện là:
A φi = π/2 B φi = 0 C φi = - π/2 D φi = -π
Viết phương trình u,i bằng cách sử dụng giản đồ và số phức
R = 20 Ω Viết biểu thức u?
A u = 40cos(100πt + π/2) V B u = 40cos(100πt + π/2) V
C u = 40cos(100πt) V D u = 40cos(100πt + π) V
R = 220 Ω một điện áp xoay chiều có biểu thức u = 220cos(100πt - π/3)
V Biểu thức cường độ dòng điện chạy qua điện trở thuần R là
A i = cos(100πt - π/3) A B i = cos(100πt - π/6) A
C i = 2cos(100πt - π/3) A D i = 2cos(100πt + π/3) A
u = 200cos(100πt + π/3) (V) Biểu thức của cường độ dòng điện trong
mạch là:
A i = 2cos(100πt + π/3) (A) B i = 2cos(100πt + π/6) (A)
C i = 2cos(100πt - π/6) (A) D i = 2 cos(100πt - π/3) (A)
điện trong mạch có dạng i = 2cos(100πt) A Tính cảm kháng trong mạch
Trang 9ĐỀ BÀI NHÁP
ZL và viết biểu thức hiệu điện thế hai đầu mạch điện?
A ZL = 100 Ω; u = 200cos(100πt - π/2) V
B ZL= 100 Ω; u = 200cos(100πt + π/2) V
C ZL = 100 Ω; u = 200cos(100πt) V
D ZL= 200 Ω; u = 200cos(100πt + π/2) V
π
4
10− (F) một điện áp
xoay chiều u = 120cos(100πt – π/6) V Chọn biểu thức đúng về cường độ
dòng điên qua tụ điện ?
A i = 12cos(100πt + π/3) A B i = 1,2cos(100πt + π/3) A.
C i = 12cos(100πt – 2π/3)A D i = 1200cos(100πt + π/3) A.
dung C =
π
4
10−
(F) có biểu thức i = 2cos(100πt + π/3) A.Biểu thức điện
áp xoay chiều giữa hai đầu tụ điện là
A u = 200cos(100πt - π/6) V B u = 200cos(100πt + π/3) V.
C u = 200cos(100πt - π/6) V D u = 200cos(100πt -π/2) V.
VẬN DỤNG CAO
Công thức độc ℓập với thời gian
Với đoạn mạch chỉ có C hoặc chỉ có cuộn dây thuần cảm (L) ta có: 1
2
0
2
0
=
+
U
u I
i
thuần có độ tự cảm L = 0,5/π (H) Ở thời điểm điện áp giữa hai đầu cuộn
cảm là 100 V thì cường độ dòng điện trong mạch là 2A Biểu thức cường
độ dòng điện trong mạch là
A i = 2cos(100πt + π/6) A B i = 2cos(100πt - π/6) A.
C i = 2cos(100πt + π/6) A D i = 2cos(100πt - π/6) A.
tự cảm L với L = H Đặt điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz vào hai đầu
đoạn mạch thì trong mạch có dòng điện i = I0cos(100πt - ) A Tại thời
điểm mà điện áp hai đầu mạch có giá trị 50 V thì cường độ dòng điện
trong mạch là A Biểu thức của điện áp hai đầu đoạn mạch là
A u = 50cos(100πt + ) V B u = 100cos(100πt + ) V
C u = 50cos(100πt - ) V D u = 100cos(100πt - ) V
Trang 10TIẾT 4 MẠCH RLC NỐI TIẾP BIẾT - HIỂU
Câu 1: Trong mạch RLC mắc nối tiếp, độ lệch pha giữa dòng điện và hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch phụ thuộc:
A Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch
B Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch
C Cách chọn gốc tính thời gian
D Tính chất của mạch điện
Câu 2: Trong mạch xoay chiều nối tiếp thì dòng điện nhanh hay chậm pha so với hiệu điện thế ở hai đầu của đoạn mạch là tuỳ thuộc:
Câu 3: Trong mạch điện xoay chiều gôm R, L, C mắc nối tiếp thì:
A Độ lệch pha của uL và u là π/2 B uL nhanh pha hơn uR góc π/2
C uC nhanh pha hơn i góc π/2 D Cả A, B, C đều đúng
Câu 4: Một đọan mạch điện xoay chiếu gôm RLC cuộn dây thuần cảm mắc nối tiếp thì:
A Độ lệch pha của i và u là π/2 B uL sớm pha hơn u góc π/2
C uC trễ pha hơn uR góc π/2 D Cả 3 đều đúng
Câu 5: Một mạch RLC nối tiếp, độ lệch pha giữa hđt ở hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện trong mạch
là ϕ = φu – φi = - π/4:
A Mạch có tính dung kháng B Mạch có tính cảm kháng
C Mạch có tính trở kháng D Mạch cộng hưởng điện
Câu 6: Phát biểu nào sau đây là không đúng? Trong mạch điện xoay chiều không phân nhánh khi điện dung
của tụ điện thay đổi và thỏa mãn điều kiện thì ω= 1/:
A Cường độ dao động cùng pha với hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch.
B Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch đạt cực đại.
C Công suất tiêu thụ trung bình trong mạch đạt cực đại.
D Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu điện trở đạt cực đại.
Câu 7: Phát biểu nào sau đây là không đúng? Trong mạch điện xoay chiều không phân nhánh khi điện dung
của tụ điện thay đổi và thỏa mãn điều kiện thì ωL= 1/ωC:
A Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt cực đại.
B Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện và cuộn cảm bằng nhau.
C Tổng trở của mạch đạt giá trị lớn nhất
D Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu điện trở đạt cực đại.
Câu 8: Chọn trả lời đúng
A dòng điện xoay chiều có thể dùng để mạ điện
B Mạch RLC sẽ có Z= Zmin khi 4π2f2LC = 1
C Sơi dây sắt căng ngang trên lõi sắt của ống dây có dòng điện xoay chiều tần số f sẽ bị dao động cưỡng
bức tần số f
D Nhiệt lượng tỏa ra ở điện trở R khi có dòng điện xoay chiều chạy qua được tính bởi công thức Q = RI2t
Câu 9: Đặt điện áp u U cos t(V)= 0 ω vào hai đầu đoạn mạch gôm R nối tiếp với tụ điện C Cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch là
A ( 2 0 2 2)
U
2 R +ω C B
0
2 2 2
U
2 R +ω C C
0
2
2 2
U 1
2 R
C
D
0 2
2 2
1
U R
C
ω