ĐIỆN XOAY CHỀU RLC GHÉP NỐI TIẾP pot

+ Giá trị hiệu dụng = giá trị cực ñại/ 2 Chú ý: Nếu khung dây hở thì khi ta nối hai ñầu khung dây với moạch ngoài thì trong mạch ngoài xuất hiện dòng ñiện xoay chiều và hai ñầu mạch xuấ

Trang 1

ðIỆN XOAY CHIỀU RLC GHÉP NỐI TIẾP

A TÓM TẮT LÝ THUYẾT

1 Dòng ñiện xoay chiều

* Dòng ñiện và ñiện áp xoay chiều

Dòng ñiện xoay chiều là dòng ñiện có cường ñộ là hàm số sin hay côsin của thời gian

ðiện áp xoay chiều là ñiện áp biến thiên theo hàm số sin hay côsin của thời gian

Tạo ra dòng ñiện xoay chiều bằng máy phát ñiện xoay chiều dựa trên cơ sở hiện tượng cảm ứng ñiện từ Trong một chu kì T dòng ñiện xoay chiều ñổi chiều 2 lần, trong mỗi giây dòng ñiện xoay chiều ñổi chiều 2f lần

* Các giá trị hiệu dụng của dòng ñiện xoay chiều

Cường ñộ hiệu dụng của dòng ñiện xoay chiều bằng cường ñộ của một dòng ñiện không ñổi, nếu cho hai dòng ñiện ñó lần lượt ñi qua cùng một ñiện trở R trong những khoảng thời gian bằng nhau ñủ dài thì nhiệt lượng tỏa ra bằng nhau

+ Cường ñộ hiệu dụng và ñiện áp hiệu dụng: I = 0

+ Khi tính toán, ño lường, các mạch ñiện xoay chiều, chủ yếu sử dụng các giá trị hiệu dụng

* Các loại ñoạn mạch xoay chiều

+ ðoạn mạch chỉ có ñiện trở thuần: uR cùng pha với i; I =

là dung kháng của tụ ñiện

Tụ ñiện C không cho dòng ñiện không ñổi ñi qua (cản trở hoàn toàn), nhưng lại cho dòng ñiện xoay chiều ñi qua với ñiện trở (dung kháng): ZC =

C

ω

1

+ ðoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần: uL sớm pha hơn i góc

2

π

; với ZL = ωL là cảm kháng của cuộn dây

Cuộn cảm thuần L cho dòng ñiện không ñổi ñi qua hoàn toàn (không cản trở) và cho dòng ñiện xoay chiều ñi qua với ñiện trở (cảm kháng): ZL = ωL

+ ðoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp (không phân nhánh):

Giãn ñồ Fre-nen: Nếu biểu diễn các ñiện áp xoay chiều trên R, L và C bằng các véc

tơ tương ứng U R

→, U L

→

và U C

→ tương ứng thì ñiện áp xoay chiều trên ñoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp là:

→

U = U R

→+ U L

→+ U C

→

C L

2 (Z - Z )

Với Z = R +2 (ZL- ZC)2 gọi là tổng trở của ñoạn mạch RLC

ðộ lệch pha ϕ giữa u và i xác ñịnh theo biểu thức: tanϕ =

* Biểu thức ñiện áp xoay chiều, cường ñộ dòng ñiện xoay chiều

Nếu i = I0cos(ωt + ϕi) thì u = U0cos(ωt + ϕi + ϕ)

Nếu u = U0cos(ωt + ϕu) thì i = I0cos(ωt + ϕu - ϕ)

Trang 2

Khi ZL > ZC thì u nhanh pha hơn i (ñoạn mạch có tính cảm kháng)

Khi ZL < ZC thì u trể pha hơn i (ñoạn mạch có tính dung kháng)

Chú ý: Nếu trong ñoạn mạch có nhiều phần tử R, L, C mắc nối tiếp thì trong các hệ thức của ñịnh luật Ôm ta ñặt

R = R1 + R2 + ; ZL = ZL1 + ZL2 + ; ZC = ZC1 + ZC2 + Nếu mạch không có ñiện trở thuần thì ta cho R = 0; không có cuộn cảm thì ta cho ZL = 0; không có tụ ñiện thì ta cho ZC = 0

* Công suất của dòng ñiện xoay chiều

+ Công suất của dòng ñiện xoay chiều: P = UIcosϕ = I2R

+ Hệ số công suất: cosϕ =

Z

R

+ Ý nghĩa của hệ số công suất cosϕ: Công suất hao phí trên ñường dây tải (có ñiện trở r) là Php = rI2 =

Với cùng một ñiện áp U và dụng cụ dùng ñiện tiêu thụ một công suất P thì I =

ϕcos

U

P

, tăng hệ số công suất cosϕ ñể giảm cường ñộ hiệu dụng I từ ñó giảm hao phí vì tỏa nhiệt trên dây

2 Truyền tải ñiện năng – Máy biến áp

* Truyền tải ñiện năng

+ Công suất hao phí trên ñường dây tải: Php = rI2 = r(

+ Biện pháp giảm hao phí trên ñường dây tải: giảm r, tăng U

Trong thực tế ñể giảm hao phí trên ñường truyền tải người ta dùng biện pháp chủ yếu là tăng ñiện áp U: dùng máy biến áp ñể ñưa ñiện áp ở nhà máy phát ñiện lên cao rồi tải ñi trên các ñường dây cao áp Gần ñến nơi tiêu thụ lại dùng máy biến áp hạ áp ñể giảm ñiện áp từng bước ñến giá trị thích hợp

Tăng ñiện áp trên ñường dây tải lên n lần thì công suất hao phí giảm n2 lần

* Máy biến áp: Máy biến áp là thiết bị biến ñổi ñiện áp (xoay chiều)

Cấu tạo

+ Một lỏi biến áp hình khung bằng sắt non có pha silic ñể tăng ñộ từ thẩm µ của lỏi sắt

+ Hai cuộn dây có số vòng dây N1, N2 khác nhau có ñiện trở thuần nhỏ và ñộ tự cảm lớn quấn trên lỏi biến áp Cuộn nối vào nguồn phát ñiện gọi là cuộn sơ cấp, cuộn nối ra các cơ sở tiêu thụ ñiện năng gọi là cuộn thứ cấp

Nguyên tắc hoạt ñộng

Dựa vào hiện tượng cảm ứng ñiện từ

Nối hai ñầu cuộn sơ cấp vào nguồn phát ñiện xoay chiều, dòng ñiện xoay chiều chạy trong cuộn sơ cấp tạo ra

từ trường biến thiên trong lỏi biến áp Từ thông biến thiên của từ trường ñó qua cuộn thứ cấp gây ra suất ñiện ñộng cảm ứng trong cuộn thứ cấp

Sự biến ñổi ñiện áp và cường ñộ dòng ñiện trong máy biến áp

Trang 3

Với máy biến áp làm việc trong ựiều kiện lắ tưởng (hiệu suất gần 100%):

1

I

=1

2

N

* Công dụng của máy biến áp

+ Dùng ựể thay ựổi ựiện áp của dòng ựiện xoay chiều

+ Sử dụng trong việc truyền tải ựiện năng ựể giảm hao phắ trên ựường dây truyền tải

+ Sử dụng trong các máy hàn ựiện, nấu chảy kim loại

3 Máy phát ựiện xoay chiều

* Máy phát ựiện xoay chiều 1 pha

+ Các bộ phận chắnh:

Phần cảm là nam châm vĩnh cữu hay nam châm ựiện đó là phần tạo ra từ trường

Phần ứng là những cuộn dây, trong ựó xuất hiện suất ựiện ựộng cảm ứng khi máy hoạt ựộng

Một trong hai phần ựặt cố ựịnh, phần còn lại quay quanh một trục Phần cố ựịnh gọi là stato, phần quay gọi

60

np

* Dòng ựiện xoay chiều ba pha

Dòng ựiện xoay chiều ba pha là một hệ thống ba dòng ựiện xoay chiều, gây bởi ba suất ựiện ựộng xoay chiều

có cùng tần số, cùng biên ựộ nhưng lệch pha nhau từng ựôi một là

3

2π

* Cấu tạo và hoạt ựộng của máy phát ựiện xoay chiều 3 pha

Dòng ựiện xoay chiều ba pha ựược tạo ra bởi máy phát ựiện xoay chiều ba pha

Máy phát ựiện xoay chiều ba pha cấu tạo gồm stato có ba cuộn dây riêng rẽ, hoàn toàn giống nhau quấn trên

ba lỏi sắt ựặt lệch nhau 1200 trên một vòng tròn, rôto là một nam châm ựiện

Khi rôto quay ựều, các suất ựiện ựộng cảm ứng xuất hiện trong ba cuộn dây có cùng biên ựộ, cùng tần số nhưng lệch pha nhau

3

2π Nếu nối các ựầu dây của ba cuộn với ba mạch ngoài (ba tải tiêu thụ) giống nhau thì ta có hệ ba dòng ựiện cùng biên ựộ, cùng tần số nhưng lệch nhau về pha là

3

2π

* Các cách mắc mạch 3 pha

+ Mắc hình sao: ba ựiểm ựầu của ba cuộn dây ựược nối với 3 mạch ngoài bằng 3 dây

dẫn, gọi là dây pha Ba ựiểm cuối nối chung với nhau trước rồi nối với 3 mạch ngoài

bằng một dây dẫn gọi là dây trung hòa

Nếu tải tiêu thụ cũng ựược nối hình sao và tải ựối xứng (3 tải giống nhau) thì cường ựộ

dòng ựiện trong dây trung hòa bằng 0

Nếu tải không ựối xứng (3 tải không giống nhau) thì cường ựộ dòng ựiện trong dây

trung hoà khác 0 nhưng nhỏ hơn nhiều so với cường ựộ dòng ựiện trong các dây pha

Khi mắc hình sao ta có: Ud = 3 Up (Ud là ựiện áp giữa hai dây pha, Up là ựiện áp

giữa dây pha và dây trung hoà)

Mạng ựiện gia ựình sử dụng một pha của mạng ựiện 3 pha: nó có một dây nóng và

một dây nguội

+ Mắc hình tam giác: ựiểm cuối cuộn này nối với ựiểm ựầu của cuộn tiếp theo theo

tuần tự thành ba ựiểm nối chung Ba ựiểm nối ựó ựược nối với 3 mạch ngoài bằng 3

dây pha

Cách mắc này ựòi hỏi 3 tải tiêu thụ phải giống nhau

* Ưu ựiểm của dòng ựiện xoay chiều 3 pha

+ Tiết kiệm ựược dây nối từ máy phát ựến tải tiêu thụ; giảm ựược hao phắ ựiện năng trên ựường dây

Trang 4

+ Trong cách mắc hình sao, ta có thể sử dụng ñược hai ñiện áp khác nhau: Ud = 3 Up

+ Cung cấp ñiện cho ñộng cơ ba pha, dùng phổ biến trong các nhà máy, xí nghiệp

4 ðộng cơ không ñồng bộ ba pha

* Sự quay không ñồng bộ

Quay ñều một nam châm hình chử U với tốc ñộ góc ω thì từ trường giữa hai nhánh của nam châm cũng quay với tốc ñộ góc ω ðặt trong từ trường quay này một khung dây dẫn kín có thể quay quanh một trục trùng với trục quay của từ trường thì khung dây quay với tốc ñộ góc ω’ < ω Ta nói khung dây quay không ñồng bộ với từ trường

* Nguyên tắc hoạt ñộng của ñộng cơ không ñồng bộ 3 pha

+ Tạo ra từ trường quay bằng cách cho dòng ñiện xoay chiều 3 pha ñi vào

trong 3 cuộn dây giống nhau, ñặt lệch nhau 1200 trên một giá tròn thì trong

không gian giữa 3 cuộn dây sẽ có một từ trường quay với tần số bằng tần số

của dòng ñiện xoay chiều

+ ðặt trong từ trường quay một rôto lồng sóc có thể quay xung quanh trục

trùng với trục quay của từ trường

+ Rôto lồng sóc quay do tác dụng của từ trường quay với tốc ñộ nhỏ hơn tốc

ñộ của từ trường Chuyển ñộng quay của rôto ñược sử dụng ñể làm quay các

máy khác

Chú ý: - Trong ñộng cơ không ñồng bộ ba pha, khi từ trường quay qua một

cuộn dây ñạt giá trị cực ñại B0 thì từ trường qua hai cuộn dây còn lại ñạt giá trị là B0/2

- Tổng hợp từ trường tại tâm luôn không ñổi và mang giá trị 3B0/2

- Từ trường cực ñại hướng vào cuộn dây thứ nhất thì các từ trường thành phần hướng ra xa hai cuộn dây còn lại và ngược lại, nếu từ trường cực ñại hướng ra xa cuộn dây thứ nhất thì lại hướng vào hai cuộn còn lại

Trang 5

CHỦ ðỀ VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN Chủ ñề 1: Phương pháp tạo ra dòng ñiện xoay chiều

- Viết biểu thức tính từ thông và tính từ thông cực ñại

- Viết biểu thức tính hiệu ñiện thế dao ñộng ñiều hòa Tính hiệu ñiện thế cực ñại

a Chu kì và tần số của khung : T 2 ;f 1

T

πω

b Biểu thức từ thông của khung: Φ =N B S .cosωt= Φo.cosωt

(Với Φ = L.I với Hệ số tự cảm L = 4π.10-7 N2.S/l = 4π.10-7 n2.V (n là mật ñộ dài hay số vòng dây trên 1m chiều dài của ống dây và V là thể tích của ống dây))

d Biểu thức của ñiện áp tức thời: u = U0 os(c ω ϕt+ u) ( ϕu là pha ban ñầu của ñiện áp )

e Biểu thức của cường ñộ dòng ñiện tức thời trong mạch: I = I0cos(ω ϕt+ i)

( ϕi là pha ban ñầu của dòng ñiện)

f Giá trị hiệu dụng : + Cường ñộ dòng ñiện hiệu dụng: I = 0

và véctơ pháp tuyến n của mặt phẳng khung dây

tại thời ñiểm ban ñầu t = 0

Bước 2: Viết biểu thức từ thông tức thời gửi qua khung giây : ф = Φ0cos(ωt + φ) = NBScos(ωt + φ)

Trong ñó: + ω là tần số góc = tốc ñộ góc của khung dây quay quanh trục

+ Ф0 = NBS là từ thông cực ñại gửi qua khung dây (ñơn vị: Wb - vêbe) + N là số vòng dây của khung

+ S là diện tích của khung dây (ñơn vị: m2) + B ñộ lớn véctơ cảm ứng từ (ñơn vị: T - tesla)

Bước 3: Viết biểu thức suất ñiện ñộng tức thời trong khung dây ( bằng - ñạo hàm bậc nhất theo thời gian của từ

thông): e = - ф’ = ωФ0sin(ωt + φ) = E0sin(ωt + φ) = E0cos(ωt + φ - π/2)

Trong ñó: + E0 = ωФ0 là suất ñiện ñộng cực ñại trong khung dây (ñơn vị: V - vôn)

+ E = E0/ 2 là suất ñiện ñộng hiệu dụng trong khung dây (ñơn vị: V - vôn)

Bước 4: Nếu khung dây kín có ñiện trở R thì dòng ñiện xuất hiện trong khung dây là:

+ cường ñộ dòng ñiện tức thời: i = e/R = E0/Rcos(ωt + φ - π/2)

+ cường ñộ hiệu dụng: I = E/R

+ Giá trị hiệu dụng = giá trị cực ñại/ 2

Chú ý: Nếu khung dây hở thì khi ta nối hai ñầu khung dây với moạch ngoài thì trong mạch ngoài xuất hiện

dòng ñiện xoay chiều và hai ñầu mạch xuất hiện ñiện áp xoay chiều biến thiên cùng tần số với suất ñiện ñộng

Bài 1: Một khung dây có diện tích S = 60cm2

quay ñều với vận tốc 20 vòng trong một giây Khung ñặt trong từ trường ñều B = 2.10-2T Trục quay của khung vuông góc với các ñường cảm ứng từ, lúc t = 0 pháp tuyến khung dây có hướng trùng với hướng của vector cảm ứng từ

a Viết biểu thức từ thông xuyên qua khung dây

b Viết biểu thức suất ñiện ñộng cảm ứng xuất hiện trong khung dây

Hướng dẫn:

0, 0520

Trang 6

góc

e theo t

Hướng dẫn: Khung dây quay ñều quanh trục ∆ vuông góc với cảm ứng từ B

thì góc hợp bởi vectơ pháp tuyến n

của khung dây và B

thay ñổi → từ thông qua khung dây biến thiên → Theo ñịnh luật cảm ứng ñiện

từ, trong khung dây xuất hiện suất ñiện ñộng cảm ứng

- Xác ñịnh ñộ lệch pha của u so với i trong các loại ñoạn mạch và viết biểu thức u – i tương ứng

a) ðoạn mạch chỉ có ñiện trở thuần: uR cùng pha với i : ϕ = ϕu - ϕi = 0 Hay ϕu = ϕi

Ta có: i=I 2 os( t+ )c ω ϕi =I c0 os( t+ )ω ϕi thì u=U R 2 os( t+c ω ϕi)=U c0R os( t+ω ϕi) với I =

2

π

; ϕi = ϕu +

2π

+ Nếu ñề cho i=I 2 os( t)c ω thì viết: 2 os( t - )

là dung kháng của tụ ñiện

- Chú ý: ðặt ñiện áp u=U 2 cosωtvào hai ñầu một tụ ñiện thì cường ñộ dòng ñiện qua nó có giá trị hiệu dụng là I Tại thời ñiểm t, ñiện áp ở hai ñầu tụ ñiện là u và cường ñộ dòng ñiện qua nó là i Hệ thức liên hệ giữa các ñại lượng là :

22

2 2 2 2

0

2 2 0

2

=+

⇔

=+

C

u I

i U

u I

Trang 7

c) ðoạn mạch chỉ có cuộn dây thuần cảm L: uL sớm pha hơn i góc

2

π : ϕ

u =ϕi +2

π; ϕ

i = ϕu -

2

π

+ Nếu ñề cho i=I 2 os( t)c ω thì viết: 2 os( t+ )

U

; với ZL = ωL là cảm kháng của cuộn dây

-ðặt ñiện áp u=U 2 cosωtvào hai ñầu một cuộn cảm thuần thì cường ñộ dòng ñiện qua nó có giá

trị hiệu dụng là I Tại thời ñiểm t, ñiện áp ở hai ñầu cuộn cảm thuần là u và cường ñộ dòng ñiện

qua nó là i Hệ thức liên hệ giữa các ñại lượng là :

- Nếu cho trước: i=I 2 os( t)c ω thì biểu thức của u là u=U 2 os( t + )c ω ϕ

Hay i = Iocosωt thì u = Uocos(ωt + ϕ)

- Nếu cho trước: u=U 2 os( t)c ω thì biểu thức của i là: i=I 2 os( t - )c ω ϕ

Hay u = Uocosωt thì i = Iocos(ωt - ϕ)

* Khi: (ϕu ≠ 0; ϕi ≠ 0 ) Ta có : ϕ = ϕu - ϕi => ϕu = ϕi + ϕ ; ϕi = ϕu - ϕ

- Nếu cho trước i= I 2 os( t+c ω ϕi) thì biểu thức của u là: u =U 2 os( t+c ω ϕ ϕi+ )

Hay i = Iocos(ωt + ϕi) thì u = Uocos(ωt + ϕi + ϕ)

- Nếu cho trước u=U 2 os( t+c ω ϕu)thì biểu thức của i là: i = I 2 os( t+ c ω ϕ ϕu- )

Hay u = Uocos(ωt +ϕu) thì i = Iocos(ωt +ϕu - ϕ)

+ Cộng hưởng ñiện trong ñoạn mạch RLC: Khi ZL = ZC hay ω =

LC

1 thì Imax =

Khi ZL > ZC thì u nhanh pha hơn i (ñoạn mạch có tính cảm kháng)

Khi ZL < ZC thì u trể pha hơn i (ñoạn mạch có tính dung kháng)

R tiêu thụ năng lượng dưới dạng toả nhiệt, ZL và ZC không tiêu thụ năng lượng ñiện

Ví dụ 1: Một mạch ñiện xoay chiều RLC không phân nhánh có R = 100Ω ; C=1 4

C Z

.C

.

ω

ππ

Trang 8

ϕu i

4π

4100cos(

2200)cos(

0

ππϕ

R u

t ϕ

ω + ; Với : U0R = I0.R = 2.100 = 200 V;

Trong ñoạn mạch chỉ chứa R : uR cùng pha i: uR = U0Rcos( )

R u

t ϕ

-HðT hai ñầu L :uL = U0Lcos( )

L u

22

02

πππ

ϕ

=> uL = U0Lcos( )

R u

t ϕ

2100

πt+ V

-HðT hai ñầu C :uC = U0Ccos( )

C u

22

02

πππ

ϕ

=> uC = U0Ccos( )

C u

t ϕ

2100

a Tính cảm kháng của cuộn cảm, dung kháng của tụ ñiện và tổng trở toàn mạch

b Viết biểu thức ñiện áp tức thời giữa hai ñầu ñiện trở, giữa hai ñầu cuộn cảm, giữa hai ñầu tụ ñiện, giữa hai ñầu mạch ñiện

b • Vì uR cùng pha với i nên : uR = UoRcos100 π t;

Với UoR = IoR = 3.40 = 120V Vậy u = 120cos100 π t (V)

• Vì uL nhanh pha hơn i góc

⇒ biểu thức hiệu ñiện thế tức thời giữa hai ñầu mạch ñiện: u = Uocos 100 ( π t + ϕ );

Với Uo= IoZ = 3.50 = 150V; Vậy u = 150cos 100 ( π t + 0, 2 π ) (V)

Trang 9

e) ðoạn mạch có R, L,r, C không phân nhánh:

1 Xét cuộn dây không cảm thuần (L,r): Khi mắc cuộn dây có ñiện trở r và ñộ tự cảm L vào mạch ñiện

xoay chiều, ta xem cuộn dây như ñoạn mạch r nối tiếp với L có giản ñồ vectơ như hình vẽ dưới:

+ Tổng trở cuộn dây: Z cd = r2+Z L2 = r2+( Lω )2 Trong ñó: ZL = L.ω

+ ðiện áp hai ñầu cuộn dây nhanh pha hơn cường ñộ dòng ñiện một góc ϕd

U r Z

+ Hệ số công suất của cuộn dây : cosϕd=

+Cách nhận biết cuộn dây có ñiện trở thuần r:

-Xét toàn mạch, nếu: Z ≠ R2+(Z L−Z C)2; U ≠ U R2+(U L−U C)2 hoặc P ≠ I2R;hoặc cosϕ ≠

Z

R

thì cuộn dây có ñiện trở thuần r ≠ 0

-Xét cuộn dây, nếu: Ud ≠ UL hoặc Zd ≠ ZL hoặc Pd ≠ 0 hoặc cosϕd ≠ 0 hoặc ϕd ≠

2

π

thì cuộn dây có ñiện trở thuần r ≠ 0

2 Mạch RLrC không phân nhánh:

- ðiện trở thuần tương ñương là: R + r

- Tổng trở của cả ñoạn mạch RLrC nối tiếp là: Z = (R+r)2 +(Z L−Z C)2

- ðộ lệch pha giữa ñiện áp hai ñầu ñoạn mạch RLrC với cường ñộ dòng ñiện là:

r R

1LC

ω −ω+ + Sự liên hệ giữa các ñiện áp hiệu dụng:U2 =(U R +U r)2 +(U L −U C)2 ; co r R

Z

ϕ= + + Công suất tiêu thụ toàn mạch: P =U I c osϕ = (r+ R )I2

+ Công suất tiêu thụ trên R: P R= R I2

Chủ ñề 3: Tính công suất tiêu thụ, hệ số công suất Xác ñịnh ñiều kiện ñể hệ số công suất cực ñại (cộng

hưởng ñiện) Tính công suất tương ứng

-Trường hợp cosϕ = 1 tức là ϕ = 0: mạch chỉ có R, hoặc mạch RLC có cộng hưởng ñiện

+ðể nâng cao cosϕ bằng cách thường mắc thêm tụ ñiện thích hợp sao cho cảm kháng và dung kháng của mạch xấp xỉ bằng nhau ñể cosϕ ≈ 1

Trang 10

+Nâng cao hệ số công suất cosϕ ñể giảm cường ñộ dòng ñiện nhằm giảm hao phí ñiện năng trên ñường dây tải ñiện

2 Mạch RLrC không phân nhánh:(Cuộn dây không thuần cảm có ñiện trở thuần r )

+ Công suất tiêu thụ của cả ñọan mạch xoay chiều: P = UIcosϕ hay P = I2 (R+r)=

2 2

U ( R r ) Z

+

+ Hệ số công suất của cả ñọan mạch : cosϕ = R r

Z

+ + Công suất tiêu thụ trên ñiện trở R: PR = I2.R=

2 2

U r Z

+ Hệ số công suất của ñọan mạch chứa cuộn dây : cosϕd =

RRR min

U U Z

+ ðiện áp hiệu dụng: U L =U C→UR = ; P= PU max =

2R

U

+ ðiện áp và cường ñộ dòng ñiện cùng pha ( tức φ = 0 )

+ Hệ số công suất cực ñại: cosφ = 1

2 Ứng dụng: tìm L, C, tìm f khi có Cộng hưởng ñiện:

+ số chỉ ampe kế cực ñại, hay cường ñộ dòng ñiện hiệu dụng ñạt giá trị lớn nhất

+ cường ñộ dòng ñiện và ñiện áp cùng pha, ñiện áp hiệu dụng: U L =U C →UR = ; U

+ hệ số công suất cực ñại, công suất cực ñại

Chủ ñề 4: Bài toán cho R thay ñổi

- Trường hợp cuộn dây không có ñiện trở

o Xác ñịnh R ñể công suất P P P ñạt giá trị cực ñại Tính giá trị cực ñại ñó

+ Khi L,C,ω không ñổi thì mối liên hệ giữa ZL và ZC không thay ñổi nên sự thay ñổi của R không gây ra hiện

tượng cộng hưởng

+ Tìm công suất tiêu thụ cực ñại của ñoạn mạch:

Ta có P = RI2 = R

2 2

2)(Z L Z c R

U C L

2 2)

2)

+

R

Z Z

2)(

2)

Trang 11

o Cho R biến thiên từ R 1 R 2 Xác ñịnh R ñể U Rmin , U Rmax Tính các giá trị tương ứng + Công thức tính hiệu ñiện thế giữa hai ñầu ñiện trở R: R

UU

1R

=

−+

- URmax khi R = Rmin = R1: Rmax

2

2 1

UU

1R

=

−+

o Cho R biến thiên từ R 1 R 2 Xác ñịnh R ñể U RLmax , U RCmax Tính giá trị cực ñại ñó

- Giải tương tự cho URC

o Cho R biến thiên từ R 1 R 2 Xác ñịnh R ñể P P Rmin , P P Rmax Tính các giá trị tương ứng

Ta có P = RI2 = R

2 2

2)(Z L Z c R

U C L

2 2)

+

ðối với dạng bài tập này, ta phải xét trường hợp R = Z - Z và khoảng từ R0 L C 1 R2

• Nếu R0 nằm trong khoảng từ R 1 R2 thì P Rmax =

2 0

U2R ; ðể tính P Rmin ta tính từng

trường hợp rồi so sánh hai kết quả ñể tìm ra giá trị nhỏ nhất

• Nếu R < R1 thì PRmax = PR1 ; PRmin = PR2

• Nếu R > R2 thì P Rmax = P R2; P Rmin = P R1

o Xác ñịnh giá trị của tần số f (hoặc L, hoặc C) ñể U LR , U RC không ñổi khi thay ñổi R

ðể ULR không thay ñổi khi thay ñổi R (hay ULR ∉R) thì phải thỏa mãn ñiều kiện: ZC=2ZL, từ ñó ta tính ñược f, hoặc L, C thỏa mãn

Xét tương tự ñối với URC:

URC không thay ñổi khi thay ñổi R (hay URC ∉R) thì phải thỏa mãn ñiều kiện: ZL=2ZC, từ ñó ta tính ñược f, hoặc L, C thỏa mãn

- Trường hợp cuộn dây có ñiện trở

o Xác ñịnh R ñể công suất P P max Tính giá trị cực ñại ñó

+ Khi L,C,ω không ñổi thì mối liên hệ giữa ZL và ZC không thay ñổi nên sự thay ñổi của R không gây ra

hiện tượng cộng hưởng

2

L C

U ( Z Z ) ( R r )

( R r )

−

+

Trang 12

ðể P = Pmax => (

2

L C ( Z Z )

R r

−+ +

- Cho R = R 1 , R = R 2 thì P P P như nhau

o Xác ñịnh các giá trị của R 1 hoặc R 2 tương ứng nếu cho P P P

Từ công thức tính công suất:

R R = Z - Z từ ñó ta có thể tìm ñược giá trị thỏa mãn

Chủ ñề 5: Bài toán cho L thay ñổi

- Xác ñịnh L ñể P P max , I max , U Cmax , U Rmax

o Khi thay ñổi L, các ñại lượng C, R không thay ñổi nên tương ứng các ñại lượng P max, Imax, UCmax, URmax khi xảy ra cộng hưởng: ZL = ZC hay 1 2

Trang 13

C C

U U

=

- Cho L = L 1 , L = L 2 thì P P P như nhau Tính L ñể P P max

o Khi L = L1:

2 2

L1 C

R.U = R.I =

R + (Z - Z )

P

o Khi L = L2:

2 2

L2 C

R.U = R.I =

- Cho L = L 1 , L = L 2 thì U L như nhau Tính L ñể U Lmax

Chủ ñề 6: Bài toán cho C thay ñổi

- Xác ñịnh C ñể P P max , I max , U Lmax , U Rmax

o Khi thay ñổi C, các ñại lượng L, R không thay ñổi nên tương ứng các ñại lượng P max, Imax, ULmax, URmax khi xảy ra cộng hưởng: ZL = ZC hay L= 1 ⇔LC 2= ⇒1 C

Trang 14

L L

U U

- Cho C = C 1 , C = C 2 thì P P P như nhau Tính C ñể P P max

o Khi C = C1:

2 2

L C1

R.U = R.I =

L C2

R.U = R.I =

R + Z - Z

P

o P như nhau khi: P1 = P2⇔ Z - ZL C1 = Z - ZL C2

- Cho C = C 1 , C = C 2 thì U C như nhau Tính C ñể U Cmax

Trang 15

Chủ ñề 7: Bài toán cho ω thay ñổi

- Xác ñịnh ω ñể P P max , I max , U Rmax

o Khi thay ñổi ω, các ñại lượng L, C, R không thay ñổi nên tương ứng các ñại lượng P max, Imax, URmax khi xảy ra cộng hưởng: ZL = ZC hay 1 2

1C

2 2

Trang 17

cảm ứng xuất hiện trong vòng dây này là

C©u 3 : Một khung dây dẫn phẳng, hình chữ nhật, diện tích 0,025m2, gồm 200 vòng dây quay ñều với tốc ñộ

20 vòng/s quanh một trục cố ñịnh trong một từ trường ñều Biết trục quay là trục ñối xứng nằm trong mặt phẳng khung và vuông góc với phương của từ trường Suất ñiện ñộng hiệu dụng xuất hiện trong khung có ñộ lớn bằng 222V Cảm ứng từ có ñộ lớn bằng:

C©u 4 : Một khung dây ñiện tích S = 600cm và có 200 vòng dây quay ñều trong từ trường ñều có vectơ B 2

vuông góc với trục quay của khung và có giá trị B = 4,5.10-2(T) Dòng ñiện sinh ra có tần số 50 Hz Chọn gốc thời gian lúc pháp tuyến khung cùng chiều với ñường sức từ Biểu thức sức ñiện ñộng e sinh ra có dạng

C e = 120 2 sin100 πt V D e = 120 2 sin (100πt +

6

π )(V)

C©u 5 : Một khung dây dẫn có diện tích S = 50cm2 gồm 250 vòng dây quay ñều với vận tốc 3000 vòng/min

trong một từ trường ñều B ⊥ trục quay ∆ và có ñộ lớn B = 0,02T Từ thông cực ñại gửi qua khung

là

C©u 6 : Một khung dây dẫn phẳng quay ñều với tốc ñộ góc ω quanh một trục cố ñịnh nằm trong mặt phẳng

khung dây, trong một từ trường ñều có vectơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay của khung Suất

C©u 7 : Khung dây hình chữ nhật dài 30cm, rộng 20cm ñặt trong từ trường ñều có cảm ứng từ B = 10-2T sao

cho phép tuyến khung hợp với véctơ B

C©u 8 : Một khung dây quay ñều trong từ trường B

vuông góc với trục quay của khung với tốc ñộ n = 1800 vòng/ phút Tại thời ñiểm t = 0, véctơ pháp tuyến n

của mặt phẳng khung dây hợp với B

một góc

300 Từ thông cực ñại gởi qua khung dây là 0,01Wb Biểu thức của suất ñiện ñộng cảm ứng xuất hiện trong khung là :

Trang 18

ñều B có phương vuông góc với xx’ Vận tốc góc khung quay là ω Chọn gốc thời gian là lúc mặt khung vuông góc với vectơ B Tại thời ñiểm t bất kỳ, từ thông qua mỗi vòng dây là:

C©u 10 : Một khung dây dẫn hình chữ nhật có 100 vòng, diện tích mỗi vòng 600cm2, quay ñều quanh trục ñối

xứng của khung với vận tốc góc 120 vòng/phút trong một từ trường ñều có cảm ứng từ bằng 0,2T Trục quay vuông góc với các ñường cảm ứng từ Chọn gốc thời gian lúc vectơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây ngược hướng với vectơ cảm ứng từ Biểu thức suất ñiện ñộng cảm ứng trong khung là

C©u 11 : Nguyên tắc tạo dòng ñiện xoay chiều dựa trên:

A Hiện tượng cảm ứng ñiện từ B Từ trường quay

C©u 12 : Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có 500 vòng dây, diện tích mỗi vòng 54cm2 Khung

dây quay ñều quanh một trục ñối xứng (thuộc mặt phẳng của khung), trong từ trường ñều có vectơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay và có ñộ lớn 0,2T Từ thông cực ñại qua khung dây là

C©u 13 : ðặt ñiện áp u = U0cosωt vào hai ñầu ñoạn mạch gồm ñiện trở thuần R, cuộn cảm thuần có ñộ tự cảm L

và tụ ñiện có ñiện dung C mắc nối tiếp Gọi i là cường ñộ dòng ñiện tức thời trong ñoạn mạch; u1, u2,

u3 lần lượt là ñiện áp tức thời giữa hai ñầu ñiện trở, giữa hai ñầu cuộn cảm và giữa hai ñầu tụ ñiện Hệ thức ñúng là

C L R

u

ω

ω −+

C©u 14 : Phần ứng của một máy phát ñiện xoay chiều có 200vòng dây giống nhau Từ thông qua một vòng

dây có giá trị cực ñại là 2mWb và biến thiên ñiều hoà với tần số 50Hz Suất ñiện ñộng của máy có giá trị hiệu dụng là bao nhiêu?

A E = 88858V B E = 88,858V C E = 125,66V D E = 12566V C©u 15 : Một khung dây quay ñều trong từ trường ñều quanh một trục vuông góc với ñường cảm ứng từ Suất

ñiện ñộng hiệu dụng trong khung là 60V Nếu giảm tốc ñộ quay ñi 2 lần nhưng tăng cảm ứng từ lên

3 lần thì suất ñiện ñộng hiệu dụng trong khung có giá trị là:

cos(100πt -

4

π) (Wb) Biểu thức của suất ñiện ñộng cảm ứng xuất hiện trong vòng dây này là

C e = 2cos(100πt -

4

π

C©u 17 : Một khung dây hình chữ nhật có tiết diện 54cm2 gồm 500vòng, quay ñều xung quanh trục với vận

tốc 50vòng/giây trong từ trường ñều 0,1Tesla Chọn gốc thời gian lúc B

song song với mặt phẳng khung dây thì biểu thức suất ñiện ñộng hai ñầu khung dây là :

C©u 18 : Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có 500 vòng dây, diện tích mỗi vòng là 220cm2 Khung

quay ñều với tốc ñộ 50 vòng/giây quanh một trục ñối xứng nằm trong mặt phẳng của khung dây,

trong một từ trường ñều có véc tơ cảm ứng từ B

vuông góc với trục quay và có ñộ lớn 2

5π T Suất

Trang 19

ñiện ñộng cực ñại trong khung dây bằng

C©u 19 : Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có 500 vòng dây, diện tích mỗi vòng 54 cm2 Khung

dây quay ñều quanh một trục ñối xứng (thuộc mặt phẳng của khung), trong từ trường ñều có vectơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay và có ñộ lớn 0,2 T Từ thông cực ñại qua khung dây là

C©u 21 : Một khung dây quay ñều với vận tốc 3000vòng/phút trong từ trường ñều có từ thông cực ñại gửi qua

C e = 100sin(100πt + 600

3π) V

Trang 20

phiếu soi - đáp án (Dành cho giám khảo)

Môn : 12 Dien xoay chieu - Tao dong xoay chieu

Mã đề : 222

01 { | } )

02 { | ) ~

03 { ) } ~

04 { | ) ~

05 { | ) ~

06 { ) } ~

07 { | } )

08 ) | } ~

09 { | } )

10 ) | } ~

11 ) | } ~

12 ) | } ~

13 ) | } ~

14 { ) } ~

15 { | ) ~

16 ) | } ~

17 { | } )

18 { ) } ~

19 { ) } ~

20 { | ) ~

21 { | } )

Trang 21

Đề thi môn 12 Dien xoay chieu - Mach RLC tap 1 (Mã đề 224)

Câu 1 : ðặt ủiện ỏp u=200 2 os(100 t)c π (V) vào hai ủầu ủoạn mạch chỉ cú cuộn thuần cảm L = 0,318(H)

πt

Câu 2 : Mạch ủiện xoay chiều gồm ủiện trở R =40Ω ghộp nối tiếp với cuộn cảm L Hiệu ủiện thế tức thời

hai ủầu ủoạn mạch u=80cos100πt và ủiện ỏp hiệu dụng hai ủầu cuộn cảm U = 40V Biểu thức i L

Câu 4 : Cho mạch R, L, C mắc nối tiếp, cuộn dõy thuần cảm u=100cos(100πt V)( ) Biết cường ủộ dũng

ủiện trong mạch cú giỏ trị hiệu dụng là 2 (A), và lệch pha so với ủiện ỏp hai ủầu mạch một gúc 36,80 Tớnh cụng suất tiờu thụ của mạch ?

π7.0

10− 4(F); hiệu ủiện thế 2 ủầu mạch là u =

120 2 cos100πt (V), thỡ cường ủộ dũng ủiện trong mạch là

F

π

−, f = 50Hz, UAM = 200V, UMB =

Câu 8 : Cho mạch xoay chiều A(RL)E(C)B C =31,8(àF), f = 50(Hz); Biết U AE lệch pha U.B một gúc

1350 và i cựng pha với U AB Tớnh giỏ trị của R?

Câu 9 : Cho mạch ủiện gồm ủiện trở R, cuộn dõy thuần cảm L và tụ C mắc nối tiếp Cỏc vụn kế cú ủiện trở

rất lớn , V1 Chỉ UR = 5(V), V2 chỉ UL = 9(V), V chỉ U = 13(V) Hóy tỡm số chỉ V3 của UC biết rằng

Trang 22

mạch có tính dung kháng?

C©u 10 : Lần lượt ñặt ñiện áp xoay chiều u = 5 2 cos(ωt) với ω không ñổi vào hai ñầu mỗi phần tử: ñiện trở

thuần R, cuộn dây cảm thuần có ñộ tự cảm L, tụ ñiện có ñiện dung C thì dòng ñiện qua mỗi phần tử trên ñều có giá trị hiệu dụng bằng 50 mA ðặt ñiện áp này vào hai ñầu ñoạn mạch gồm các phần tử trên mắc nối tiếp thì tổng trở của ñoạn mạch là

C©u 12 : Một cuộn dây có ñiện trở thuần R và ñộ tự cảm L mắc nối tiếp với một tụ ñiện, ñặt vào hai ñầu ñoạn

mạch một một hiệu ñiện thế xoay chiều có hiệu ñiện thế hiệu dụng không ñổi Khi ñó hiệu ñiện thế hai ñầu cuộn dây lệch pha

π µ ðặt vào hai ñầu ñoạn mạch một ñiện áp xoay chiều có tần số f = 50Hz và ñiện áp hiệu dụng U = 100V, pha ban ñầu bằng 0 Biểu thức của dòng ñiện qua mạch:

1,

π

310,

π

2,

1

H L

Trang 23

Cho mạch xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp cho R = 30Ω ,L = 1

π (F) C thay ñổi, hiệu ñiện thế 2 ñầu mạch là u = 120 2 cos100πt (V) Với C bằng bao nhiêu thì u,i cùng pha Tìm P khi ñó

A

42.10

C©u 19 : ðiện áp ñặt vào hai ñầu một ñoạn mạch R, L, C không phân nhánh ðiện áp hiệu dụng hai ñầu mạch

là 100V, hai ñầu L là 120V, hai bản tụ C là 60V ðiện áp hiệu dụng hai ñầu R là:

C©u 20 : Cho mạch ñiện xoay chiều mắc theo thứ tự A(R)N(Lr)M(C)B ðiện áp hai ñầu ñoạn

mạch:u=U0cosωt V( ), R= ðiện áp ur AM và uNB vuông pha với nhau và có cùng một giá trị hiệu dụng là30 5V Hỏi U0 có giá trị bao nhiêu:

C©u 24 : Cho ñiện áp hai ñầu tụ C là u = 100cos(100πt- π/2 )(V) Viết biểu thức dòng ñiện qua mạch, biết

)(

10 4

F C

π

−

=

C©u 25 : Cho một ñoạn mạch RLC nối tiếp Biết L = 1/π H, C = 2.10-4/π F, R thay ñổi ñược ðặt vào hai ñầu

ñoạn mạch một ñiện áp có biểu thức: u = U0cos 100πt ðể uC chậm pha 3π/4 so với uAB thì R phải có giá trị

Trang 24

A i = ( )

6100cos(

C©u 28 : Cho ñọan mạch RLC mắc nối tiếp, cuộn dây thuần cảm ðặt vào 2 ñầu ñoạn mạch 1 ñiện áp xoay

chiều, người ta ño ñược các ñiện áp hiệu dụng ở 2 ñầu R, L, C lần lượt là UR = 30V; UL = 80V; UC = 40V ðiện áp hiệu dụng UAB ở 2 ñầu ñoạn mạch là :

C©u 29 : ðiện áp ñặt vào hai ñầu một ñoạn mạch R, L, C không phân nhánh ðiện áp hai ñầu R là 80V, hai

ñầu L là 120V, hai bản tụ C là 60V ðiện áp hiệu dụng hai ñầu ñoạn mạch là:

của hai ñầu ñoạn mạch là:

C©u 31 : ðoạn mạch xoay chiều gồm ñiện trở, cuộn dây thuần cảm và tụ ñiện mắc nối tiếp ðặt vào hai ñầu

ñoạn mạch một ñiện áp có dạng u = 400 2 cos (100πt) V Mắc các Vôn kế lần lượt vào các dụng

cụ trên theo thứ tự V1,V2, V3 Biết V1 và V3 chỉ 200Vvà dòng ñiện tức thời qua mạch cùng pha so với ñiện áp hai ñầu ñoạn mạch trên Biểu thức u2 là :

C©u 32 : Cho mạch ñiện RLC mắc nối tiếp Giữa AN có R, L và giữa NB có C với UAB = 300(V), UNB =

140(V), dòng ñiện i trễ pha so với uAB một góc ϕ (cosϕ = 0,8), cuộn dây thuần cảm UAN chỉ giá trị:

C©u 33 : Cho mạch ñiện LRC nối tiếp theo thứ tự trên Biết R là biến trở, cuộn dây thuần cảm có L = 4/π(H),

tụ có ñiện dung C = 10-4/π(F) ðặt vào hai ñầu ñoạn mạch một ñiện áp xoay chiều ổn ñịnh có biểu thức: u = U0.sin100πt (V) ðể ñiện áp uRL lệch pha π/2 so với uRC thì R bằng bao nhiêu?

C©u 35 : Cho mạch ñiện xoay chiều A(L)M(R)N(C)B, cuộn dây thuần cảm Biết UAM = 80V; UNB = 45V và

ñộ lệch pha giữa uAN và uMB là 900, ðiện áp giữa A và B có giá trị hiệu dụng là

C©u 36 : Một ñoạn mạch ñiện gồm ñiện trở R = 50Ω mắc nối tiếp với cuộn thuần cảm L = 0,5/π(H) ðặt vào

hai ñầu ñoạn mạch một ñiện áp xoay chiều u = 100 2 cos(100πt - π/4)(V) Biểu thức của cường ñộ dòng ñiện qua ñoạn mạch là:

A i = 2 2 cos100πt (A B i = 2cos(100πt - π/2) (A) ‘

C©u 37 : Cho ñoạn mạch gồm tụ ñiện C ghép nối tiếp với hộp kín X, biết u =100 2cos(100πt)V, C

Trang 25

C©u 38 : Một ñoạn mạch ñiện xoay chiều gồm một tụ ñiện có dung kháng ZC = 200Ω và một cuộn dây mắc

nối tiếp Khi ñặt vào hai ñầu ñoạn mạch trên một ñiện áp xoay chiều có biểu thức u =

120 2 cos(100πt +

3

π)V thì thấy ñiện áp giữa hai ñầu cuộn dây có giá trị hiệu dụng là 120V và sớm pha

2

π

so với ñiện áp ñặt vào mạch Công suất tiêu thụ của cuộn dây là

C©u 39 : Một ñoạn mạch xoay chiều có hai trong ba phần tử R,C hoặc cuộn dây thuần cảm ðiện áp hai ñầu

mạch và cường ñộ dòng ñiện qua mạch có biểu thức: u = 100 2cos100πt (V) ; i = 2cos (100πt -

0,25π) (A) ðiện trở hoặc trở kháng tương ứng là :

6

π rad thì ZL và i khi ñó là:

C©u 41 : Cho ñoạn mạch ñiện gồm ñiện trở thuần R, cảm thuần L, tụ ñiện C nối tiếp, ñặt vào 2 ñầu ñoạn

mạch ñiện áp hiệu dụng 100 2V, Vôn kế nhiệt ño ñiện áp: 2 ñầu R là 100V; 2 ñầu tụ C là 60V Số chỉ vôn kế khi mắc giữa 2 ñầu cuộn cảm thuần L là

C©u 42 : ðoạn mạch xoay chiều A(R)N(L)M(C)B Cho uAB = 200 2 os100 ( )c πt V , C =

410

103

µF mắc nối tiếp.Biết ñiện áp hiệu dụng trên cuộn dây L và trên tụ ñiện C bằng nhau và bằng một nửa trên R Công suất tiêu thụ trên ñoạn mạch ñó bằng:

C©u 45 : ðặt vào hai ñầu mạch ñiện RLC nối tiếp một ñiện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không ñổi thì

ñiện áp hiệu dụng trên các phần tử R, L, và C ñều bằng nhau và bằng 20V Khi tụ bị nối tắt thì ñịện

áp hiệu dụng hai ñầu ñiện trở bằng:

Trang 26

C©u 46 : ðoạn mạch xoay chiều A(Lr)M(R)N(C)B f = 50Hz, R = 30Ω, UMN = 90V, uAM lệch pha 1500 so

với uMN , uAN lệch pha 300 so với uMN; UAN = UAM = UNB Tính UAB, UL

dòng ñiện qua cuộn dây có biểu thức i = 3 2 cos(100πt +

6

π)(A) Biểu thức nào sau ñây là hiệu ñiện thế ở hai ñầu ñoạn mạch:

C©u 48 : Cho mạch ñiện A(RLC)B V1 ño URL, V2 ño UC Với uAB =200 2cos100πt(V) Số chỉ trên hai

vôn kế là như nhau nhưng giá trị tức thời của chúng lệch pha nhau

C©u 52 : Cho một ñoạn mạch ñiện xoay chiều AB gồm ñiện trở thuần R nối tiếp cuộn dây thuần cảm L Khi

tần số dòng ñiện bằng 100Hz thì ñiện áp hiệu dụng UR = 10V, UAB = 20V và cường ñộ dòng ñiện

hiệu dụng qua mạch là I = 0,1A R và L có giá trị nào sau ñây?

π

−

có biểu thức u = 200 2 cos(100 )( )πt V Biểu thức của cường ñộ dòng ñiện trong mạch là

6

5100cos(

Trang 27

cụ trên theo thứ tự V1,V2, V3 Biết V1 và V3 chỉ 200Vvà dòng ñiện tức thời qua mạch cùng pha so với ñiện áp hai ñầu ñoạn mạch trên Số chỉ của V2 là

C©u 56 : Cho mạch ñiện xoay chiều RLC mắc nối tiếp Người ta ño ñược các ñiện áp UR = 16V, UL = 20V,

UC = 8V ðiện áp U giữa hai ñầu ñoạn mạch là:

C©u 57 :

Cho mạch ñiện A(Lr)N(R)M(C)B: L =

π

3H; R = 100Ω, tụ ñiện có ñiện dung thay ñổi ñược , ñiện

áp giữa hai ñầu mạch là uAB = 200cos100πt (V) ðể uAM vàuNB lệch pha một góc

2

π, thì ñiện dung

C của tụ ñiện phải có giá trị ?

C©u 58 : ðoạn mạch xoay chiều A(R)M(L)N(C)B, u AB=100 2 os100 ( ),c πt V I =0,5A, u AN sớm pha so với i

C©u 59 : Cho một ñoạn mạch RLC nối tiếp Biết L = 1/π H và C = 25/π µF, ñiện áp xoay chiều ñặt vào hai

ñầu mạch ổn ñịnh và có biểu thức u = U0cos100πt Ghép thêm tụ C’ vào ñoạn chứa tụ C ðể ñiện áp hai ñầu ñoạn mạch lệch pha π/2 so với ñiện áp giữa hai ñầu bộ tụ thì phải ghép thế nào và giá trị của C’ bằng bao nhiêu?

C©u 60 : Hiệu ñiện thế giữa hai ñầu một ñoạn mạch ñiện xoay chiều chỉ có cuộn cảm có ñộ tự cảm L =

)(

2

6100cos(

Trang 28

1,

π

3,

=

C©u 64 : Mạch ñiện xoay chiều gồm ñiện trở thuần R = 30( Ω ) mắc nối tiếp với cuộn dây ðặt vào hai ñầu

mạch một ñiện áp xoay chiều u = U 2 cos(100 )πt (V) ðiện áp hiệu dụng ở hai ñầu cuộn dây là Ud

= 60V Dòng ñiện trong mạch lệch pha

C©u 65 : Nếu ñặt vào hai ñầu cuộn dây một ñiện áp một chiều 9V thì cường ñộ dòng ñiện qua nó là 0,5A Nếu

ñặt vào hai ñầu cuộn dây một ñiện áp xoay chiều có tần số 50Hz và có giá trị hiệu dụng là 9V thì cường ñộ hiệu dụng qua cuộn dây là 0,3A ðiện trở thuần và cảm kháng của cuộn dây là:

C©u 67 : Cho một ñoạn mạch xoay chiều nối tiếp gồm ñiện trở R, cuộn dây thuần cảm L và tụ C , ñặt vào hai

ñầu ñoạn mạch ñiện áp u=50 2 cos(100 )πt V , lúc ñó ZL = 2ZC và ñiện áp hiệu dụng hai ñầu ñiện trở là UR = 30V ðiện áp hiệu dụng hai ñầu cuộn dây là:

C©u 68 : Cho mạch ñiện xoay chiều gồm cuộn dây có R0 = 50Ω, L = 4 H

10π và tụ ñiện có ñiện dung 4

10F

−π

C = và ñiện trở thuần R = 30Ω mắc nối tiếp nhau, rồi ñặt vào hai ñầu ñoạn mạch có ñiện áp xoay chiều u 100 2.cos100 t (V)= π Công suất tiêu thụ trên ñoạn mạch và trên ñiện trở R lần lượt là:

C P = 28,8W; PR = 10,8W D P = 57,6W; PR = 31,6W

C©u 69 : Cho ñoạn mạch RLC nối tiếp, giá trị của R ñã biết, L cố ñịnh ðặt một ñiện áp xoay chiều ổn ñịnh

vào hai ñầu ñoạn mạch, ta thấy cường ñộ dòng ñiện qua mạch chậm pha π/3 so với ñiện áp trên ñoạn

RL ðể trong mạch có cộng hưởng thì dung kháng ZC của tụ phải có giá trị bằng

C©u 70 : Cho ñoạn mạch gồm ñiện trở thuần R = 100Ω và tụ ñiện có ñiện dung C mắc nối tiếp Biết biểu thức

hiệu ñiện thế giữa 2 ñầu ñoạn mạch u = 100 cos100πt V và cường ñộ hiệu dụng trong mạch I = 0,5

A Tính tổng trở của ñoạn mạch và ñiện dung của tụ ñiện?

A Z = 50 2 Ω; C = 110−4F

310

π

dòng ñiện xoay chiều qua mạch bằng 1000Hz người ta ño ñược các ñiện áp hiệu dụng UAB = 2 V,

UBC = 3 V, UAC = 1V và cường ñộ hiệu dụng I = 10-3 A.Tìm ñiện trở r và ñộ tự cảm L của cuộn dây

A r = 400 3Ω ; L = 1

3

4π H

Trang 29

C r = 500 3Ω ; L = 3

4

3π H

là 100V, hai ñầu R là 80V , hai bản tụ C là 60V Mạch ñiện có tính cảm kháng.Tính ñiện áp hiệu dụng hai ñầu L:

π6.0

10 4(F), mắc nối tiếp hiệu ñiện thế 2 ñầu mạch u = 100 2 cos100πt (V), công suất và cường ñộ dòng ñiện qua mạch là:

cụ trên theo thứ tự V1,V2, V3 Biết V1 và V3 chỉ 200Vvà dòng ñiện tức thời qua mạch cùng pha so với ñiện áp hai ñầu ñoạn mạch trên Biểu thức u3 là :

2

π )V

C©u 75 :

6100cos(

2

vào hai ñầu một ñoạn mạch RLC mắc

6100cos(

cảm có L = 3/5π(H), tụ ñiện C = 10-3/24π(F) HðT tức thời uMB và uAB lệch pha nhau 900 Tần số f của dòng ñiện có giá trị là:

một hiệu ñiện thế u = 100 2cosωt(V) thì hiệu ñiện thế hiệu dụng hai ñầu tụ ñiện C và hai ñầu cuộn dây lần lượt là 200 (V) và 100 V Cường ñộ hiệu dụng trong mạch I = 2(A) Tính tần số góc ω, biết rằng tần số dao ñộng riêng của mạch ω0 = 100 2π ( rad/s)

A 50 2π (rad/s) B 50π (rad/s) C 60π (rad/s) D 100π (rad/s) C©u 79 : Cho ñoạn mạch ñiện xoay chiều gồm cuộn dây mắc nối tiếp với tụ ñiện ðộ lệch pha của hiệu ñiện

thế giữa hai ñầu cuộn dây so với cường ñộ dòng ñiện trong mạch là

3

π Hiệu ñiện thế hiệu dụng giữa hai ñầu tụ ñiện bằng 3 lần hiệu ñiện thế hiệu dụng giữa hai ñầu cuộn dây ðộ lệch pha của hiệu ñiện thế giữa hai ñầu cuộn dây so với hiệu ñiện thế giữa hai ñầu ñoạn mạch trên là

kế xoay chiều (có ñiện trở rất lớn) ño ñiện áp giữa hai ñầu tụ ñiện và giữa hai ñầu ñiện trở thì số chỉ của vôn kế như nhau ðộ lệch pha giũa hai ñầu ñoạn mạch so cường ñộ dòng ñiện trong mạch là:

Trang 30

Môn : 12 Dien xoay chieu - Mach RLC tap 1

Trang 31

Đề thi môn 12 Dien xoay chieu - Mach RLC tap 2

(Mã đề 227)

Câu 1 : ðoạn mạch AB cú ủiện trở thuần, cuộn dõy thuần cảm và tụ ủiện mắc nối tiếp M là một ủiểm trờn

trờn doạn AB với ủiện ỏp uAM = 10cos100πt (V) và uMB = 10 3cos(100πt - π2) (V) Tỡm biểu thức ủiện ỏp uAB?

π10

1

π2

10 3

V t

2100cos(

π −

4100cos(

π +

4100cos(

−(F) Ở thời ủiểm ủiện ỏp giữa hai ủầu tụ ủiện là 150 V thỡ cường ủộ dũng ủiện trong mạch là 4 A Biểu thức của cường ủộ dũng ủiện trong mạch là

Tỉ số ủiện trở thuần R và cảm khỏng của cuộn cảm là

Câu 7 : ðặt ủiện ỏp xoay chiều cú giỏ trị hiệu dụng 60 V vào hai ủầu ủoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp thỡ

cường ủộ dũng ủiện chạy qua ủoạn mạch là i1 = I cos(100 t0 )

Trang 32

UC = 60V ðiện áp hiệu dụng giữa hai ñầu ñoạn mạch và ñộ lệch pha giữa ñiện áp hai ñầu ñoạn mạch và cường ñộ dòng ñiện chạy trong mạch có giá trị là

công suất cơ học là 170W Biết ñộng cơ có hệ số công suất 0,85 và công suất tỏa nhiệt trên dây quấn ñộng cơ là 17W Bỏ qua các hao phí khác, cường ñộ dòng ñiện cực ñại qua ñộng cơ là

A bằng không nếu ñoạn mạch có chứa tụ ñiện B bằng một nửa giá trị cực ñại của dòng ñiện tức

thời

C ño ñược bằng ampe kế một chiều D ño ñược bằng ampe kế nhiệt

A là trị trung bình của ñiện áp tức thời trong một

C lớn hơn biên ñộ 2 lần D ño ñược bằng vôn kế nhiệt

C©u 13 :

6

π

ñiện mắc nối tiếp thì dòng ñiện qua mạch là i 2cos( t )

A ðiện lượng chuyển qua một tiết diện thẳng dây dẫn trong khoảng thời gian bất kỳ ñều bằng không

B Trong công nghiệp, có thể dùng dòng ñiện xoay chiều ñể mạ ñiện

C ðiện lượng chuyển qua một tiết diện thẳng dây dẫn trong một chu kỳ bằng không

D Công suất toả nhiệt tức thời có giá trị cực ñại bằng 2 lần công suất toả nhiệt trung bình

A hiện tượng quang ñiện B hiện tượng tự cảm

C hiện tượng tạo ra từ trường quay D hiện tượng cảm ứng ñiện từ

Trang 33

u = 100 2 cos(100 π t)(V), tụ ñiện có C = 10-4/π (F) Hộp X chỉ chứa một phần tử (ñiện trở hoặc cuộn dây thuần cảm), i sớm pha hơn uAB một góc π /3 Hộp X chứa ñiện trở hay cuộn dây? Giá trị ñiện trở hoặc ñộ tự cảm tương ứng là bao nhiêu?

ñiện xoay chiều ñược sử dụng rộng rãi hơn dòng ñiện một chiều vì dòng ñiện xoay chiều

A truyền tải ñi xa ít hao phínhờ dùng máy biến áp

B có thể chỉnh lưu thành dòng ñiện một chiều khi cần thiết

C có ñủ mọi tính chất của dòng ñiện một chiều

D dễ sản xuất với công suất lớn

một phần tử là ñiện trở thuần R’ hoặc cuộn thuần cảm L, hoặc tụ C u 100 2cos(120 t )V

103

π10

C R’ = 20Ω D L =

π2

1 H

A Hiệu ñiện thế biến ñổi ñiều hoà theo thời gian gọi là hiệu ñiện thế xoay chiều

B Suất ñiện ñộng biến ñổi ñiều hoà theo thời gian gọi là suất ñiện ñộng xoay chiều

C Cho dòng ñiện một chiều và dòng ñiện xoay chiều lần lượt ñi qua cùng một ñiện trở thì chúng toả ra

nhiệt lượng như nhau

D Dòng ñiện có cường ñộ biến ñổi ñiều hoà theo thời gian gọi là dòng ñiện xoay chiều

áp xoay chiều có tần số f = 50Hz thì uAB và uAM vuông pha với nhau Giá trị L là:

thời giữa các ñiểm A và M, M và B có dạng: uAM=15 2 cos 200 t( π − π/ 3 (V)) và

tiếp với một cuộn dây thuần cảm có L0 = 318mH ðặt vào hai ñầu ñoạn mạch ñiện một hiệu ñiện thế xoay chiều có biểu thức u = 200 2 cos(100πt - π/3)(V) thì dòng ñiện chạy trong mạch có biểu thức i = 4 2 cos(100 π t - π /3)(A) Xác ñịnh phần tử trong hộp X và tính giá trị của các phần tử?

A R = 50 Ω ; C= 31,8µ F B R = 50 Ω ; L= 3,18µ H

C R = 100 Ω ; L= 31,8mH D R = 50 Ω ; C= 318 µ F

Trang 34

A có giá trị hiệu dụng bằng 2A B có tần số bằng 50Hz

C có giá trị trung bình trong một chu kỳ bằng

thức ñiện áp có dạng:

A u =220cos50t (V) B u=220cos50πt (V)

C u =220 2cos100t (V) D u=220 2cos100πt (V)

200 Ω mắc nối tiếp nhau ðiện áp tại hai ñầu cuộn cảm có biểu thức uL = 100cos(100πt +π/6)(V) Biểu thức ñiện áp ở hai ñầu ñoạn mạch có dạng như thế nào?

A u = 50cos(100πt +π/6)(V) B u = 100cos(100πt -π/2)(V)

C u = 50cos(100πt -π/3)(V) D u = 50cos(100πt - 5π/6)(V)

giữa hai ñầu L là: uL = 100cos(100πt +

4

π)V Biểu thức của ñiện áp giữa hai ñầu ñoạn RC là:

ñiện áp giữa hai ñầu ñoạn mạch lệch pha

tử X (trong số R, L, C) thì dòng ñiện qua mạch ño ñược là 0,5(A) và trễ pha π/2 so với u Nếu thay

X bằng một phần tử Y (trong số R,L, C) thì dòng ñiện qua mạch cùng pha so với u và cường ñộ hiệu dụng cũng bằng 0,5(A) Khi ghép X, Y nối tiếp, rồi ghép vào nguồn trên thì dòng ñiện qua mạch có cường ñộ

1

A và sớm pha

4

π so với u

ñiện thế tức thời giữa hai ñầu bóng ñèn lớn hơn 84V Thời gian bóng ñèn sáng trong một chu kỳ là bao nhiêu?

A ∆t = 0,0233s B ∆t = 0,0200s C ∆t = 0,0133s D ∆t = 0,0100s C©u 35 : Một ñoạn mạch ñiện xoay chiều gồm ñiện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ ñiện mắc nối tiếp Biết

cảm kháng gấp ñôi dung kháng Dùng vôn kế xoay chiều (ñiện trở rất lớn) ño ñiện áp giữa hai ñầu tụ ñiện và ñiện áp giữa hai ñầu ñiện trở thì số chỉ của vôn kế là như nhau ðộ lệch pha của ñiện áp giữa hai ñầu ñoạn mạch so với cường ñộ dòng ñiện trong ñoạn mạch là

thuần R1 mắc nối tiếp với tụ ñiện có ñiện dung C, ñoạn mạch MB gồm ñiện trở thuần R2 mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có ñộ tự cảm L ðặt ñiện áp xoay chiều có tần số và giá trị hiệu dụng không ñổi vào hai ñầu ñoạn mạch AB Khi ñó ñoạn mạch AB tiêu thụ công suất bằng 120 W và có hệ số

Trang 35

công suất bằng 1 Nếu nối tắt hai ñầu tụ ñiện thì ñiện áp hai ñầu ñoạn mạch AM và MB có cùng giá trị hiệu dụng nhưng lệch pha nhau

3

π, công suất tiêu thụ trên ñoạn mạch AB trong trường hợp này bằng

A dao ñộng ñiều hòa trong từ trường ñều song song với mặt phẳng khung

B quay ñều trong một từ trường biến thiên ñều hòa

C quay ñều trong từ trường ñều, trục quayvuông góc với ñuờng sức từ trường

D quay ñều trong một từ trường ñều, trục quay song song ñường sức từ trường

ñó ñiện áp tức thời ñạt giá trị 155V ?

hiệu ñiện thế giữa hai ñầu ñoạn mạch là u = 200 2cos100πt(V) và i = 2 2cos(100πt -π/6)(A) Cho biết X, Y là những phần tử nào và tính giá trị của các phần tử ñó?

C R = 50 Ω và C = 100/πµ F D R = 50 3 Ω và L = 1/πH

áp hai ñầu ñoạn mạch thì cường ñộ dòng ñiện trong mạch có thể

A trễ pha

2

π B trễ pha

dụng ?

cảm L, ñiện trở thuần R và tụ ñiện có ñiện dung C mắc nối tiếp Khi ω < 1

LC thì

A ñiện áp hiệu dung giữa hai ñầu ñiện trở thuần R bằng ñiện áp hiệu dụng giữa hai ñầu ñoạn mạch

B cường ñộ dòng ñiện trong ñoạn mạch cùng pha với ñiện áp giữa hai ñầu ñoạn mạch

C ñiện áp hiệu dụng giữa hai ñầu ñiện trở thuần R nhỏ hơn ñiện áp hiệu dụng giữa hai ñầu ñoạn mạch

D cường ñộ dòng ñiện trong ñoạn mạch trễ pha so với ñiện áp giữa hai ñầu ñoạn mạch

Trang 36

có ñộ tự cảm L, ñiện trở thuần R và tụ ñiện có ñiện dung C mắc nối tiếp theo thứ tự trên Gọi UL, UR

và UC lần lượt là các ñiện áp hiệu dụng giữa hai ñầu mỗi phần tử Biết ñiện áp giữa 2 ñầu ñoạn mạch

cường ñộ dòng ñiện bằng 2A và sau ñó tăng dần Biểu thức cường ñộ dòng ñiện tức thời là

4120cos(

trở 20 Ω thì công suất hao phí là

trong ñoạn mạch nhanh pha π/6 so với hiệu ñiện thế giữa hai ñầu ñoạn mạch, tần số f = 50Hz Biết

U0 = 40 V và I0 = 8A Xác ñịnh các phần tử trong mạch và tính giá trị của các phần tử ñó?

hai ñầu ñoạn mạch là

biểu thức của hiệu ñiện thế có dạng:

hiệu dụng giữa hai ñầu ñoạn mạch; i, I0 và I lần lượt là giá trị tức thời, giá trị cực ñại và giá trị hiệu dụng của cường ñộ dòng ñiện trong ñoạn mạch Hệ thức nào sau ñây sai?

2

Biết cường ñộ dòng ñiện trễ pha

5,

6100cos(

5,

3100cos(

25,

A ñược ño bằng ampe kế nhiệt B bằng giá trị trung bình chia cho 2

C ñược xây dựng dựa trên tác dụng nhiệt của

Biết ñiện áp giữa hai ñầu ñiện trở thuần và ñiện áp giữa hai bản tụ ñiện có giá trị hiệu dụng bằng

Trang 37

nhau Phát biểu nào sau là sai ?

A ðiện áp giữa hai ñầu ñiện trở thuần trễ pha

4

π

so với ñiện áp giữa hai ñầu ñoạn mạch

B ðiện áp giữa hai ñầu ñiện trở thuần sớm pha

4

π

C Cường ñộ dòng ñiện qua mạch trễ pha

4

π

D Cường ñộ dòng ñiện qua mạch sớm pha

4

π

A Dòng ñiện có cường ñộ biến ñổi tuần hoàn theo thời gian là dòng ñiện xoay chiều

B Cường ñộ dòng ñiện và ñiện áp ở hai ñầu mạch ñiện xoay chiều luôn lệch pha nhau

C Cường ñộ dòng ñiện hiệu dụng của dòng ñiện xoay chiều bằng một nửa giá trị cực ñại của nó

D Không thể dùng dòng ñiện xoay chiều ñể mạ ñiện

mắc nối tiếp ðoạn AM gồm ñiện trở thuần R mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần L, ñoạn MB chỉ có tụ ñiện C Biết ñiện áp giữa hai ñầu ñoạn mạch AM và ñiện áp giữa hai ñầu ñoạn mạch MB có giá trị hiệu dụng bằng nhau nhưng lệch pha nhau 2

3

π ðiện áp hiệu dụng giữa hai ñầu ñoạn mạch AM bằng

ñiện hiệu dụng trong mạch là

dụng?

cuộn dây, tụ ñiện Khi ñặt vào hai ñầu AB một ñiện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220V, người

ta ño ñược UC = 120V và UX = 260V Hộp X chứa:

A cuộn dây không thuần cảm B cuộn dây thuần cảm

4

t π V

lượt ño ñiện áp giữa hai ñầu cuộn cảm và hai bản tụ ñiện thì thấy chúng có giá trị lần lượt là 100V

và 200V Biểu thức ñiện áp giữa hai ñầu cuộn dây là:

Ω mắc nối tiếp với tụ ñiện có ñiện dung C =

π

−4

250

)(100cos

Trang 38

một phần tử là ñiện trở thuần R’ hoặc cuộn thuần cảm L, hoặc tụ C 100 2 os(120 )

1

π6

10 3

D L =

π10

A có cường ñộ biến thiên tuần hoàn theo thời

C có cường ñộ biến ñổi ñiều hoà theo thời gian D có chu kỳ không ñổi

ñoạn mạch hiệu ñiện thế u = 120 2cos100πt(V) thì cường ñộ dòng ñiện qua cuộn dây là i = 0,6 2 cos(100 π t - π /6)(A) Tìm hiệu ñiện thế hiệu dụng UX giữa hai ñầu ñoạn mạch X?

giá trị hiệu dụng là 12V, và sớm pha

C UAB = 200 (V) không ñổi, f = 50 Hz Khi biến trở có giá trị sao cho PAB cực ñại thì I = 2(A) và sớm pha hơn uAB Khẳng ñịnh nào là ñúng?

π (F) và ñiện áp giữa hai ñầu cuộn cảm thuần là uL =

20 2cos(100πt + π/2) (V) Biểu thức ñiện áp giữa hai ñầu ñoạn mạch là

A u = 40cos(100πt – π/4) (V) B u = 40cos(100πt + π/4) (V)

C u = 40 2 cos(100πt – π/4) (V) D u = 40 2 cos(100πt + π/4) (V)

Cường ñộ dòng ñiện cực ñại trong mạch là

A I0 = 0,22A B I0 = 7,07A C I0 = 10,0A D I0 = 0,32A

A ñiện áp giữa hai ñầu tụ ñiện ngược pha với ñiện áp giữa hai ñầu ñoạn mạch

Trang 39

B ñiện áp giữa hai ñầu tụ ñiện trễ pha so với ñiện áp giữa hai ñầu ñoạn mạch

C ñiện áp giữa hai ñầu cuộn cảm cùng pha với ñiện áp giữa hai ñầu tụ ñiện

D ñiện áp giữa hai ñầu cuộn cảm trễ pha so với ñiện áp giữa hai ñầu ñoạn mạch

C©u 75 :

Tại thời ñiểm t, ñiện áp u = 200 2 cos(100πt -

2

π) (trong ñó u tính bằng V, t tính bằng s) có giá trị

100 2V và ñang giảm Sau thời ñiểm ñó

300

1 s, ñiện áp này có giá trị là

ñầu ñoạn mạch này vào ñiện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 380 V Biết quạt ñiện này có các giá trị ñịnh mức: 220V - 88W và khi hoạt ñộng ñúng công suất ñịnh mức thì ñộ lệch pha giữa ñiện áp ở hai ñầu quạt và cường ñộ dòng ñiện qua nó là φ, với cosφ = 0,8 ðể quạt ñiện này chạy ñúng công suất ñịnh mức thì R bằng

C©u 77 :

6120cos(

2

luận nào sau ñây không ñúng ?

A Cường ñộ dòng ñiện hiệu dụng là 3A

B Tần số dòng ñiện là 60 Hz

C Biên ñộ của ñiện áp hai ñầu ñiện trở là 150 2 V

D Cường ñộ dòng ñiện lệch pha

10

=

tụ ñiện có ñiện dung

π3

10

Một mạch ñiện xoay chiều RL ghép nối tiếp có R = 100Ω ; L = 3

π H ðiện áp hai ñầu ñoạn mạch R

có dạng: uR = 100cos100πt(V) Viết biểu thức tức thời ñiện áp hai ñầu mạch ñiện

Trang 40

Môn : 12 Dien xoay chieu - Mach RLC tap 2

Tiêu đề	Điện xoay chiều RLC ghép nối tiếp
Tác giả	Trần Thế An
Trường học	Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Kỹ thuật Điện
Thể loại	Báo cáo môn học
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	112
Dung lượng	2,91 MB