Ôn thi TN 2011 (cơ bản) DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU pptx

- Viết được biểu thức của cơng suất tức thời của dịng điện xoay chiều chạy qua một điện trở.. - Phát biểu được định luật Ơm đối với đoạn mạch điện xoay chiều thuần điện trở.. - Phát biểu

DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU A/ MỤC TIÊU

1 Kiến thức:

- Phát biểu được định nghĩa dịng điện xoay chiều

- Viết được biểu thức tức thời của dịng điện xoay chiều

- Nêu được ví dụ về đồ thị của cường độ dịng điện tức thời, chỉ ra được trên đồ thị các đại lượng cường

độ dịng điện cực đại, chu kì

- Viết được biểu thức của cơng suất tức thời của dịng điện xoay chiều chạy qua một điện trở

- Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của I, U

- Phát biểu được định luật Ơm đối với đoạn mạch điện xoay chiều thuần điện trở

- Phát biểu được định luật Ơm đối với đoạn mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện

- Phát biểu được tác dụng của tụ điện trong mạch điện xoay chiều

- Phát biểu được định luật Ơm đối với đoạn mạch điện xoay chiều chỉ chứa cuộn cảm thuần

- Phát biểu được tác dụng của cuộn cảm thuần trogn mạch điện xoay chiều

- Viết được cơng thức tính dung kháng và cảm kháng

- Nêu lên được những tính chất chung của mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp

- Nêu được những điểm cơ bản của phương pháp giản đồ Fre-nen

- Viết được cơng thức tính tổng trở

- Viết được cơng thức định luật Ơm cho đoạn mạch xoay chiều cĩ R, L, C mắc nối tiếp

- Viết được cơng thức tính độ lệch pha giữa i và u đối với mạch cĩ R, L, C mắc nối tiếp

- Nêu được đặc điểm của đoạn mạch cĩ R, L, C nối tiếp khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện

- Phát biểu được định nghĩa và thiết lập được cơng thức của cơng suất trung bình tiêu thụ trong một mạch điện xoay chiều

- Phát biểu được định nghĩa của hệ số cơng suất

- Nêu được vai trị của hệ số cơng suất trong mạch điện xoay chiều

- Viết được cơng thức của hệ số cơng suất đối với mạch RLC nối tiếp

- Viết được biểu thức của điện năng hao phí trên đường dây tải điện, từ đĩ suy ra những giải pháp giảm điện năng hao phí trên đường dây tải điện, trong đĩ tăng áp là biện pháp triệt để và hiệu quả nhất

- Phát biểu được định nghĩa, nêu được cấu tạo và nguyên tắc làm việc của máy biến áp

- Viết được hệ thức giữa điện áp của cuộn thứ cấp và của cuộn sơ cấp trong máy biến áp

- Viết được biểu thức giữa I trong cuộn thứ cấp và trong cuộn sơ cấp của một máy biến áp

- Mơ tả được sơ đồ cấu tạo và giải thích được nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều 1 pha

và máy phát điện 3 pha

- Trình bày được khái niệm từ trường quay

- Trình bày được cách tạo ra từ trường quay

- Trình bày được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của động cơ khơng đồng bộ ba pha

2 Kĩ năng:

- Vận dụng được các kiến thức trên để giải một số bài tập tự luận và trắc nghiệm

B/ NỘI DUNG

ĐẠI CƯƠNG VỀ DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

I Khái niệm về dịng điện xoay chiều

- Là dịng điện cĩ cường độ biến thiên tuần hồn với thời gian theo quy luật của hàm số sin hay cosin, với dạng tổng quát: i = Iocos(t + )

- Nguyên tắc tạo ra dịng điện xoay chiều dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ

- Cường độ hiệu dụng: I =

2

O

I

; điện áp hiệu dụng: U =

2

O

U

; suất điện động hiệu dụng: E =

2

0

E

CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

-Đoạn mạch chỉ có R : hđt uR cùng pha dòng điện i

Định luật Oâm : I = UR / R hay Io = UoR/R -Đoạn mạch chỉ có L : hđt uL nhanh pha dòng điện i góc /2

Định luật Oâm : I = UL / ZL hay Io = UoL / ZL Với ZL = L = L2f = L2/ T  là cảm kháng ( Cảm kháng tỉ lệ thuận với tần số)

-Đoạn mạch chỉ có C : hđt u chậm pha dòng điện i góc /2

Định luật Oâm : I = UC / ZC hay Io = UoC / ZC

Với Z =





1 1

C

T f C

C    là dung kháng ( Dung kháng tỉ lệ nghịch với tần số)

MẠCH CĨ R,L,C MẮC NỐI TIẾP

2 Biểu thức liên hệ giữa hiệu điện thế và cường độ dịng điện qua đoạn mạch RLC

 Nếu i = Iocost  u = Uocos(t + )

 Nếu u = Uocost  i = Iocos(t - )

 Tổng quát:Cho Nếu i = Iosin(t + i)  u = Uosin(t + u)

- Với độ lệch pha của hiệu điện thế so với cường độ dịng điện xoay chiều là  =  u -  i

3 Sự liên hệ giữa các hiệu điện thế hiệu dụng : U2U R2(U LU C)2

4 Biểu thức định luật ơm theo giá trị hiệu dụng: R L C

U

I

5 Tổng trở của tồn mạch: Z R2 (Z L Z C)2 R2 (L 1 )2

C





6 Độ lệch pha của hiệu điện thế so với cường độ dịng điện qua mạch tính theo tg:

1

2

R

L f L

tg















Ghi chú: - Biết ZL > ZC  tg > 0  hiệu điện thế nhanh pha hơn cường độ dịng điện

- Biết ZL < ZC  tg < 0  hiệu điện thế chậm pha hơn cường độ dịng điện

- Biết ZL = ZC  tg = 0  hiệu điện thế cùng pha hơn cường độ dịng điện

7 Cộng hưởng điện

- Dấu hiệu để cĩ cộng hưởng điện: Imax ; Zmin ; u và i cùng pha ; UL = UC ; Pmax ; cos = 1 ; U = UR ;

uC lệch pha u gĩc /2

- Điều kiện cĩ cộng hưởng: ZL = ZC  LC 2

 = 1

LC

f



2

1





- Cường độ dịng điện hiệu dụng : Imax =

R

U

→ cơng suất Pmax =

R

U2

CƠNG SUẤT CỦA DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

- Cơng suất : P = UIcos hay P = RI2

- Hệ số cơng suất : cos = UR/U = R/Z

- Nâng cao hệ số cơng suất  giảm cường độ dịng điện  giảm hao phí điện năng

* Chú ý: - Mạch cĩ điện trở là cĩ tiêu thụ cơng suất

- Mạch khơng cĩ điện trở là khơng cĩ tiêu thụ cơng suất

- Mạch cĩ R, L, C khi Pmax thì : R = |ZL – ZC|

- Mạch cĩ R, L khi Pmax thì R = ZL

- Mạch cĩ R, C khi Pmax thì R = ZC

Khi đĩ : Pmax =

R

U

2

2

TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG – MÁY BIẾN ÁP

- Cơng suất hao phí do toả nhiệt trên đường dây: phá

phá phá phá

2 t

t

hp

    Muốn giảm Php ta phải

giảm R (khơng thực tế) hoặc tăng Uphát (hiệu quả)

- Trong quá trình truyền tải điện năng, phải sử dụng những thiết bị biến đổi điện áp

* Máy biến áp

- Là những thiết bị cĩ khả năng biến đổi điện áp (xoay chiều)

- Liên hệ giữa U, I, và N :

1 2 2 1 1

2

N

N I

I U

U





Nếu 2

1

N

N > 1: máy tăng áp Nếu

2 1

N

N < 1: máy hạ áp

- Hiệu suất của máy biến áp là rất cao khoảng 96% đến 99% ; Công thức : H =P2/P1

Ứng dụng của máy biến áp

- Truyền tải điện năng

- Nấu chảy kim loại, hàn điện

MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU

Máy phát điện xoay chiều một pha

- Phần cảm (roto) tạo ra từ thông biến thiên bằng các nam châm quay

- Phần ứng (stato) gồm các cuộn dây giống nhau, cố định trên một vòng tròn

+ Từ thông qua mỗi cuộn dây biến thiên tuần hoàn với tần số:

f = np trong đó: n (vòng/s) p: số cặp cực

Máy phát điện xoay chiều 3 pha

- Hệ ba pha gồm máy phát ba pha, đường dây tải điện 3 pha, động cơ ba pha

- Là máy tạo ra 3 suất điện động xoay chiều hình sin cùng tần sồ, cùng biên độ và lệch pha nhau 1200 từng đôi một

Cách mắc mạch ba pha

Mắc hình sao: có 4 dây (3 dây pha và 1 dây trung hòa) Mắc hình tam giác: có 3 dây (3 dây pha)

Công thức: Ud = 3 Up và Ip = 3 Id

- Dòng ba pha: là hệ ba dòng điện xoay chiều hình sin có cùng tần số, nhưng lệch pha với nhau 1200 từng đôi một

- Những ưu việt của hệ ba pha

Tiết kiệm dây dẫn

Cung cấp điện cho các động cơ ba pha, dùng phổ biến trong các nhà máy, xí nghiệp

ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA

- Động cơ không đồng bộ: tạo ra từ trường quay ; tốc độ quay của khung dây nhỏ hơn tốc độ quay của

từ trường quay

- Động cơ không động bộ ba pha :

Rôto là khung dây dẫn quay dưới tác dụng của từ trường quay

Stato là những ống dây có dòng điện xoay chiều tạo nên từ trường quay

C/ TRẮC NGHIỆM

1 Trong các đại lượng đặc trưng cho d.điện xoay chiều sau đây, đại lượng nào không dùng giá trị hiệu dụng

A Hiệu điện thế B Cường độ dòng điện C Tần số D Suất điện động

2 Cường độ dòng điện trong mạch không phân nhánh có dạng i=2 2cos100t(A) Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là :

3 Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch có dạng u=141cos100t(V) Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch là :

4 Đặt vào 2 đầu đoạn mạch R,L,C mắc nối tiếp 1 điện áp xoay chiều u = Uocost Điện áp hiệu dụng 2 đầu mạch bằng

A Điện áp hiệu dung hai đầu điện trở B Điện áp cực đại chia cho căn hai

5 Phát biểu nào sau đây là đúng với mạch điện xoay chiều chỉ chứa cuộn cảm?

A Dòng điện sớm pha hơn hiệu điện thế một góc /2

B Dòng điện sớm pha hơn hiệu điện thế một góc /4

C Dòng điện trễ pha hơn hiệu điện thế một góc /2

D Dòng điện trễ pha hơn hiệu điện thế một góc /4

6 Phát biểu nào sau đây là đúng với mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện?

A Dòng điện sớm pha hơn hiệu điện thế một góc /2

B Dòng điện sớm pha hơn hiệu điện thế một góc /4

C Dòng điện trễ pha hơn hiệu điện thế một góc /2

D Dòng điện trễ pha hơn hiệu điện thế một góc /4

7 Khi tần số d.điện xc chạy qua đoạn mạch chỉ chứa tụ 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

8 Khi tần số dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch chỉ chứa 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

9 Đặt vào hai đầu đọan mạch chỉ có tụ điện thuần dung kháng một điện áp xoay chiều u  U cos t0  thì cường

độ hiệu dụng qua mạch là :

A CU 0

I

2



2



C I 2



C

2 I





10 Đặt vào hai đầu đọan mạch chỉ có cuộn thuần cảm một điện áp xoay chiều u  U cos t0  thì cường độ hiệu dụng qua mạch là :

A LU 0

I

2



2



L I 2



L

2 I





11 Đặt vào hai đầu cuộn cảm L=1/(H) một hiệu điện thế xoay chiều u=141cos(100t) V Cảm kháng của cuộn cảm là :

12 Đặt vào hai đầu tụ điện C =10 4/(F) một hiệu điện thế xoay chiều u=141cos(100t) V Cường độ dòng điện qua tụ điện là :

13 Đặt vào hai đầu cuộn cảm L=1/(H) một hiệu điện thế xoay chiều u=141cos(100t) V Cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn cảm là

14 Cảm kháng của cuộn dây:

A.Tỉ lệ thuận với điện áp hiệu dụng đặt vào nó B Tỉ lệ thuận với tần số của dòng điện qua nó

C Tỉ lệ thuận với chu kỳ của dòng điện xoay chiều đi qua nó

D Tỉ lệ nghịch với cường độ dòng điện xoay chiều qua nó

15 Dung kháng của tụ điện :

A Tỉ lệ thuận với điện áp hiệu dụng đặt vào nó B Tỉ lệ thuận với tần số của dòng điện qua nó

C Tỉ lệ thuận với chu kỳ của dòng điện xoay chiều đi qua nó

D Tỉ lệ nghịch với cường độ dòng điện xoay chiều qua nó

16 Đoạn mạch điện xoay chiều AB chỉ chứa một trong các phần tử : điện trở thuần, cuộn dây thuần cảm hoặc

tụ điện Khi đặt điện áp u = U0 cos(ωt + ) lên hai đầu A và B thì dòng điện trong mạch có biểu thức i = I0

cos(ωt - ) Đoạn mạch AB chứa

C cuộn cảm thuần D cuộn dây có điện trở thuần khác 0

17 Cho mạch điện xoay chiều R,L,C nối tiếp i  I cos t0  là cường độ dòng điện qua mạch và u  U cos( t0    )

là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch Tổng trở của đoạn mạch là:

Z R ( L )

C

   

C

   



Z R ( L )

C

   

Z R ( L)

C

   



18 Đặt một hiệu điện thế xoay chiều u = U0cos vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh Dòng điện nhanh pha hơn hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch này khi

19 Đặt một hiệu điện thế xoay chiều u = U0cos vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh Dòng điện nhanh trễ hơn hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch này khi

20 Chọn câu đúng Trong đoạn mạch RLC, nếu tăng tần số hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch thì:

C Cảm kháng giảm D Dung kháng giảm và cảm kháng tăng

21 Cho mạch điện xoay RLC nối tiếp.Hiệu điện thế giữa 2 đầu đoạn mạch và cường độ d.điện cùng pha khi:

A R L

C

1

22 Cho mạch điện xoay RLC nối tiếp i = Iocost là cường độ dòng điện qua mạch và u  U cos( t0    ) là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi:

LC  R

23 Dung kháng của một mạch RLC mắc nối tiếp đang có giá trị lớn hơn cảm kháng Muốn xẩy ra hiện tượng cộng hưởng điện trong mạch, ta phải

A giảm điện dung của tụ điện B.giảm hệ số tự cảm của cuộn dây

C giảm điện trở của mạch D.tăng tần số của dòng điện xoay chiều

24 Khẳng định nào sau đây là đúng? Khi hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp sớm pha /4 đối với dòng điện trong mạch thì :

A tần số của dòng điện trong mạch nhỏ hơn giá trị cần xảy ra hiện tượng cộng hưởng

B tổng trở của mạch bằng hai lần thành phần điện trở thuần R của mạch

C hiệu số giữa cảm kháng và dung kháng bằng điện trở thuần của mạch

D hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở sớm pha /4 so với hiệu điện thế giữa hai đầu tụ điện

25 Mạch điện xoay chiều gồm RLC mắc nối tiếp, có R=30; ZC=20; ZL=60 Tổng trở của mạch là :

26 Cho đoạn mạch xoay chiều AB gồm điện trở R=100; tụ điện C =10 4/(F) (F) và cuộn cảm L

=2/ (H) mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một hiệu điện thế xoay chiều có dạng u=200cos100t (V) Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là :

27 Cho đoạn mạch xoay chiều AB gồm điện trở R=60Ω, tụ điện C = 10 4/(F) và cuộn cãm L = 0,2/(H) mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một hiệu điện thế xoay chiều có dạng u=50 2cos100t (V) Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là

28 Đặt hiệu điện thế u =125 cos100πt (V) lên hai đầu một đoạn mạch gồm điện trở thuần R = 30 Ω, cuộn cảm thuần có L = 0,4/ H và ampe kế nhiệt mắc nối tiếp Biết ampe kế có điện trở không đáng kể Số chỉ của ampe kế là

29 Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện RLC không phân nhánh một hiệu điện thế xoay chiều có tần số 50 Hz Biết điện trở thuần R = 25 Ω, cuộn dây thuần cảm (cảm thuần) có L =1/ H.Để điện áp ở hai đầu đoạn mạch trễ pha  /4 so với cường độ dòng điện thì dung kháng của tụ điện là

30 Khi trong mạch R, L,C xảy ra hiện tượng cộng hưởng thì biểu thức nào sau đây sai?

A cos = 1 B ZL = ZC C UL = UR D U = UR

31 Mạch xoay chiều gồm R, L, C nối tiếp có U0L  2U0C So với dòng điện, điện áp giữa 2 đầu đoạn mạch sẽ

A sớm pha hơn B sớm pha i góc  /2 C cùng pha D sớm trễ pha hơn

32 Một đoạn mạch không phân nhánh có dòng điện lệch pha điện áp một góc /2rad Đoạn mạch có

33 Mạch điện RLC mắc nối tiếp, đặt vào mạch một điện áp xoay chiều có tần số f thì điện áp UR = UL = ½ UC Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch là

34 Mạch điện gồm: C = 10-4/F và điện trở R Đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều có tần số f = 50Hz Khi Pmax giá trị của R là

35 Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm R, L, C nối Biết tần số dòng điện qua mạch bằng 100Hz và các giá trị hiệu dụng: U = 40V, UR = 20 3V, UC = 10V, I = 0,1A Chọn kết luận sai

A Điện trở thuần R = 200 3 B Độ tự cảm L = 3/ H

C Điện dung của tụ C = 10-4/ F D Độ lệch pha   /4

36 Cho mạch điện gồm R, L, C mắc nối tiếp.Biết L 1 H



3

10 4





 , u = 120 2cos100t (V), điện trở phải cĩ giá trị bằng bao nhiêu để cơng suất của mạch đạt giá trị cực đại? Giá tri cực đại của cơng suất là ?

37 Đặt vào hai đầu gồm điện trở R = 10  và một tụ điện cĩ C = 10-3/H điện áp xoay chiều u = 20cos100t (V) Cường độ dịng điện hiệu dụng:

38 Mạch điện R,L,C mắc nối tiếp, đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều u = 200 2 cos100t (V) thì cường độ dịng điện qua cuộn dây là: i = 2cos(100 t - /4) (A) Tổng trở của mạch là

39 Chọn đáp án sai: khi máy phát điện xoay chiều 3 pha hoạt động, suất điện động bên trong 3 cuộn dây cĩ:

A cùng biên độ B cùng tần số C lệch pha nhau 2/3 rad D cùng pha

40 Nguyên tắc hoạt động của máy biến thế dựa trên:

A Cộng hưởng điện từ B Cảm ứng từ C Hiện tượng từ trễ D cảm ứng điện từ

41 Rôto của máy phát điện xoay chiều là một nam châm có 3 cặp từ quay với tốc độ 1200 vòng / min Tần số của suất điện động do máy tạo ra là bao nhiêu ?

A f = 40 Hz B f = 50 Hz C f = 60 Hz D f = 70 Hz

42 Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu một pha của một máy phát điện xoay chiều ba pha là 220 V Trong cách mắc hình sao , hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai dây pha là

43 Để giảm hao tổn điện năng khi truyền tải điện năng đi xa, phương án ít tốn kém nhất là

A Giảm điện trở trên đường dây truyền bằng cách tăng tiết diện dây dẫn

B Tăng điện áp hai đầu đường truyền nhờ biến áp C Chọn loại dây dẫn cĩ điện trở suất nhỏ

D Tăng cường độ dịng điện trên dây truyền tải

44 Dịng điện xoay chiều ba pha được tạo bởi

A Một máy phát điện xoay chiều ba pha D Ba dịng điện một pha lệch pha nhau  /3 từng đơi một

B Ba máy phát điện xoay chiều một pha độc lập C Ba dịng điện một pha cĩ tần số khác nhau

45 Gọi N1 và N2 lần lượt là số vịng của cuộn sơ cấp và thức cấp của một máy biến áp Trường hợp nào sau đây khơng thể cĩ ?

A N1 = N2 B N1 < N2 C N1 > N2 D N1 cĩ thể lớn hơn hay nhỏ hơn N2

46 Một máy biến thế có số vòng cuộn sơ cấp và thứ cấp lần lượt là 2200 vòng và 120 vòng Mắc cuộn sơ cấp với mạng xoay chiều 220 v – 50 Hz , Khi đó hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở

47 Một máy biến áp có số vòng cuộn sơ cấp là 2200 vòng Mắc cuộn sơ cấp với mạng xoay chiều 220 V –

50 Hz, Khi đó điện áp hiệu dụng giữa 2 đầu cuộn thứ cấp để hở là 6 v Số vòng của cuộn thứ cấp là

A.85 vòng B.60 vòng C.42 vòng D.30 vòng

48 Mạch điện xoay chiều gồm: R = 100  và tụ điện C mắc nối tiếp Điện áp hai đầu mạch cĩ biểu thức u = 200cos100t (V) Cường độ dịng điện hiệu dụng qua mạch là 1A Tính C

A 10-4/ 3F B 10-4/2F C 10-3/10F D 10-3/2F

49 Cho mạch điện xc R= 100  , L = 3

 H u AB 200sin100 t V( )

C = ? để uAM và uNB lệch pha nhau / 2

A 3 4

10

4

2 3 10



10

2

50 Cho mạch điện LRC nối tiếp theo thứ tự trên Biết R = 100  , tụ cĩ điện dung C = 10-4/(F), cuộn dây thuần cảm L Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế xoay chiều ổn định cĩ biểu thức: u = U0.sin100t (V) Để hiệu điện thế uRL lệch pha /2 so với uRC thì cảm kháng là ?

A 300 B 100 C 100 2 D 200

B

A