Ebook tuyệt phẩm công phá giải nhanh theo chủ đề trên kênh VTV2 vật lí (phần 2 điện xoay chiều) phần 2

Số vòng d}y trong mỗi cuộn d}y của phần ứng l| Khi máy phát điện xoay chiều 1 pha mắc với mạch RLC thì cường độ hiệu dụng: 2 EI ... Khi rôto của m{y quay đều với tốc độ n vòng/phút th

● Nếu lúc đầu ph{p tuyến của khung d}y n hợp với cảm ứng từ B một góc

 thì biểu thức từ thông gửi qua một vòng d}y 1 = BScos(t + )

● Nếu cuộn d}y có N vòng giống nhau, thì suất điện động xoay chiều trong

Từ thông cực đại gửi qua 1 vòng d}y: 0 = BS

Biên độ của suất điện động l|: E = NBS 0

Suất điện động hiệu dụng: E E0 NBS



Chú ý:

Nếu lúc đầu n cùng hướng với B thì  = 0 (mặt khung vuông góc với B)

Nếu lúc đầu n ngược hướng với B thì  =  (mặt khung vuông góc với B) Nếu lúc đầu n vuông góc với B thì  = /2 (mặt khung song song với B)

Ví dụ 1: (CĐ-2010) Một m{y ph{t điện xoay chiều một pha có phần cảm l| rôto

quay với tốc độ 375 vòng/phút Tần số của suất điện động cảm ứng m| m{y ph{t tạo ra l| 50 Hz Số cặp cực của roto bằng

Ví dụ 2: Hai m{y ph{t điện xoay chiều một pha ph{t ra dòng điện xoay chiều

có cùng tần số f M{y thứ nhất có p cặp cực, rôto quay với tốc độ 27 vòng/s M{y thứ hai có 4 cặp cực quay với tốc độ n vòng/s (với 10  n  20) Tính f

Ví dụ 3: Một m{y ph{t điện xoay chiều một pha ph{t ra dòng điện có tần số 60

Hz Nếu thay roto của nó bằng một roto khác có nhiều hơn một cặp cực, muốn tần số vẫn là 60 Hz thì số vòng quay của roto trong một giờ thay đổi

Ví dụ 4: Một khung d}y dẹt hình vuông cạnh 20 cm có 200 vòng d}y quay đều

trong từ trường không đổi, có cảm ứng 0,05 (T) với tốc độ 50 vòng/s, xung quanh một trục nằm trong mặt phẳng khung d}y v| vuông góc với từ trường Tại thời điểm ban đầu ph{p tuyến của khung d}y ngược hướng với

từ trường Từ thông qua khung ở thời điểm t có biểu thức

Ví dụ 5: (ĐH-2011) Một khung d}y dẫn phẳng quay đều với tốc độ góc 

quanh một trục cố định nằm trong mặt phẳng khung d}y, trong một từ trường đều có vectơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay của khung Suất điện động cảm ứng trong khung có biểu thức e = E0cos(t + /2) Tại thời điểm t = 0, vectơ ph{p tuyến của mặt phẳng khung d}y hợp với vectơ cảm ứng từ một góc bằng

Ví dụ 6: Một khung d}y dẹt hình chữ nhật có 200 vòng, diện tích mỗi vòng

300 cm2, được đặt trong một từ trường đều, cảm ứng từ 0,015 T Khung d}y

có thể quay quanh một trục đối xứng của nó, vuông góc với từ trường Khi tốc độ quay bằng  thì suất điện động cực đại xuất hiện trong khung d}y l| 7,1 V Tính độ lớn suất điện động trong cuộn d}y ở thời điểm 0,01 s kể từ lúc nó có vị trí vuông góc với từ trường

Hướng dẫn

0 0

Ví dụ 8: Một khung d}y dẫn dẹt hình tròn b{n kính 1 cm gồm có 1000 vòng,

quay với tốc độ 1500 (vòng/phút) quanh một trục nằm trong mặt phẳng của khung d}y, trong một từ trường đều có cảm ứng từ 0,2 T có hướng vuông góc với trục quay Tính suất điện động hiệu dụng trong khung d}y

Ví dụ 9: Phần cảm của một m{y ph{t điện xoay chiều một pha có hai cặp cực

C{c cuộn d}y của phần ứng mắc nối tiếp v|o có số vòng tổng cộng l|

240 vòng Từ thông cực đại qua mỗi vòng d}y v| có tốc độ quay của rôto phải có gi{ trị thế n|o để suất điện động có gi{ trị hiệu dụng l| 220 V v| tần

Chú ý: Nếu mạch được nối kín và tổng điện trở thuần của mạch là R thì cường độ

hiệu dụng, công suất tỏa nhiệt và nhiệt lượng tỏa ra lần lượt là:

R2



Ví dụ 10: Phần ứng của một m{y ph{t điện xoay chiều một pha có 200 vòng

d}y Từ thông qua mỗi vòng d}y có gi{ trị cực đại l| 2 mWb v| biến thiên điều hòa với tần số 50 Hz Hai đầu khung d}y nối với điện trở R = 1000  Tính nhiệt lượng tỏa ra trên R trong thời gian 1 phút

Ví dụ 11: Một vòng dây có diện tích S = 0,01m2 v| điện trở R = 0,45, quay đều với tốc độ góc = 100 rad/s trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,1T xung quanh một trục nằm trong mặt phẳng vòng dây và vuông góc với các đường sức từ Nhiệt lượng tỏa ra trong vòng dây khi nó quay được 1000 vòng là

Hướng dẫn

 

 0

Ví dụ 13: Nếu tốc độ quay của roto tăng thêm 1 vòng/s thì tần số của dòng

điện do m{y ph{t ra tăng từ 60 Hz đến 70 Hz và suất điện động hiệu dụng

do m{y ph{t ra thay đổi 40 V so với ban đầu Hỏi nếu tiếp tục tăng tốc độ của roto thêm 1 vòng/s nữa thì suất điện động hiệu dụng do máy phát ra là bao nhiêu?

 Nếu phần ứng gồm k cuộn dây

giống nhau mắc nối tiếp thì số vòng dây trong mỗi cuộn: N1 N

k



Ví dụ 14: (ĐH-2011) Một m{y ph{t điện xoay chiều một pha có phần ứng gồm

bốn cuộn d}y giống nhau mắc nối tiếp Suất điện động xoay chiều do m{y ph{t sinh ra có tần số 50 Hz v| gi{ trị hiệu dụng 100 2 V Từ thông cực đại qua mỗi vòng của phần ứng l| 5/ mWb Số vòng d}y trong mỗi cuộn d}y của phần ứng l|

Khi máy phát điện xoay chiều 1 pha mắc

với mạch RLC thì cường độ hiệu dụng:

2

EI



Ví dụ 15: Rôto của m{y ph{t điện xoay chiều một pha có 100 vòng d}y, điện

trở không đ{ng kể, diện tích mỗi vòng 60 cm2 Stato tạo ra từ trường đều có cảm ứng từ 0,20 T Nối hai cực của m{y v|o hai đầu đoạn mạch gồm: điện trở thuần R = 10 Ω, cuộn cảm thuần có hệ số tự cảm L = 0,2/π H v| tụ điện

có điện dung C = 0,3/π mF Khi rôto của m{y quay đều với tốc độ n = 1500 vòng/phút thì cường độ hiệu dụng qua R l|

Ví dụ 16: Nối hai cực của một m{y ph{t điện xoay chiều một pha v|o hai đầu

đoạn mạch mắc nối tiếp AB gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L v| tụ điện C Bỏ qua điện trở c{c cuộn d}y của m{y ph{t Khi rôto của m{y quay đều với tốc độ n vòng/phút thì dung kh{ng của C bằng R v| bằng bốn lần cảm kh{ng của L Nếu rôto của m{y quay đều với tốc độ 2n vòng/phút thì cường độ hiệu dụng qua mạch AB sẽ

A tăng 2 lần B giảm 2 lần C tăng 2,5 lần D giảm 2,5 lần

2 2

Ví dụ 17: (ĐH-2010) Nối hai cực của một m{y ph{t điện xoay chiều một pha

v|o hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần Bỏ qua điện trở c{c cuộn d}y của m{y ph{t Khi rôto của m{y quay đều với tốc độ n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch l| 1 A Khi rôto của m{y quay đều với tốc độ 3n vòng/phút thì cường

độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch l| 3 (A) Nếu rôto của m{y quay đều với tốc độ 2n vòng/phút thì cảm kh{ng của đoạn mạch AB l|

Ví dụ 18: Nối hai cực của một m{y ph{t điện xoay chiều một pha v|o hai đầu

đoạn mạch AB gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với tụ điện Bỏ qua điện trở c{c cuộn d}y của m{y ph{t Khi rôto của m{y quay đều với tốc độ n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch l| 1 A Khi rôto của m{y quay đều với tốc độ 3n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch l| 3 2 (A) Nếu rôto của m{y quay đều với tốc

độ 2n vòng/phút thì dung kh{ng của đoạn mạch AB l|

Ví dụ 19: Một m{y ph{t điện xoay chiều một pha có điện trở trong không đ{ng

kể Nối hai cực m{y ph{t với cuộn d}y có điện trở thuần R, hệ số tự cảm L Khi rôto quay với tốc độ n vòng/s thì dòng điện hiệu dụng qua cuộn d}y l|

1 A Khi rôto quay với tốc độ 2n vòng/s thì cường độ hiệu dụng qua cuộn dây là 2 0, 4 (A) Nếu rôto quay với tốc độ 3n vòng/s thì cường độ hiệu dụng qua cuộn d}y l|

A 0,6 2 (A) B 0,6 5 (A) C 0,6 3 (A) D 0,4 3 (A)

Chú ý: Nếu bài toán liên quan đến độ lệch pha hoặc hệ số công suất thì ta sẽ rút ra

được hệ thức của Z L , Z C theo R:

2 2

tan

RRcos

Ví dụ 20: Mạch RLC mắc v|o m{y ph{t điện xoay chiều Khi tốc độ quay của

roto l| n (vòng/phút) thì công suất l| P, hệ số công suất 0,5 3 Khi tốc độ quay của roto l| 2n (vòng/phút) thì công suất l| 4P Khi tốc độ quay của roto là n 2 (vòng/phút) thì công suất bằng bao nhiêu?

2 2

2 2

2 2

Ví dụ 21: Nối hai cực của m{y ph{t điện xoay chiều một pha v|o hai đầu đoạn

mạch AB gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp Bỏ qua điện trở các cuộn dây của máy phát Khi rôto của m{y quay đều với tốc

độ n vòng/phút thì cường độ hiệu dụng trong mạch là 1 A và dòng điện tức thời trong mạch chậm pha /3 so với điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch Khi roto của m{y quay đều với tốc độ 2n vòng/phút thì dòng điện

trong mạch cùng pha với điện áp tức thời giữa hai đầu AB Cường độ hiệu dụng khi đó là

Chú ý: Khi điều chỉnh tốc độ quay của rôto để mạch cộng hưởng thì cường độ hiệu

dụng chưa chắc cực đại và khi cường độ hiệu dụng cực đại thì mạch chưa chắc cộng hưởng

Ví dụ 22: Đoạn mạch nối tiếp AB gồm điện trở R = 100 , cuộn d}y thuần cảm

có L = 2/ H nối tiếp v| tụ điện có điện dung C = 0,1/ mF Nối AB với m{y ph{t điện xoay chiều một pha gồm 10 cặp cực (điện trở trong không đ{ng kể) Khi roto của m{y ph{t điện quay với tốc độ 2,5 vòng/s thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch l| 2 A Thay đổi tốc độ quay của roto cho đến khi trong mạch có cộng hưởng Tốc độ quay của roto v| cường độ dòng điện hiệu dụng khi đó l|

Ví dụ 23: Đoạn mạch nối tiếp AB gồm điện trở R = 100 , cuộn d}y thuần cảm

có L = 2/ H nối tiếp v| tụ điện có điện dung C = 0,1/ mF Nối AB với máy ph{t điện xoay chiều một pha gồm 10 cặp cực (điện trở trong không đ{ng kể) Khi roto của m{y ph{t điện quay với tốc độ 2,5 vòng/s thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch l| 2 A Thay đổi tốc độ quay của roto

cho đến khi cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch đạt cực đại Tốc độ quay của roto v| cường độ dòng điện hiệu dụng khi đó l|

Ví dụ 24: Nối hai cực của m{y ph{t điện xoay chiều một pha với một đoạn

mạch AB gồm R, cuộn cảm thuần L v| C mắc nối tiếp Khi rôto của máy quay đều với tốc độ lần lượtn1vòng/phút và n2vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng v| tổng trở của mạch trong đoạn mạch AB lần lượt l|

I1, Z1 và I2, Z2 Biết I2 = 4I1 và Z2 = Z1 Để tổng trở của đoạn mạch AB có gi{ trị nhỏ nhất thì rôto của m{y phải quay đều với tốc độ bằng 480 vòng/phút Gi{ trị của n1 và n2 lần lượt l|

Ví dụ 25: Một m{y ph{t điện xoay chiều một pha có điện trở trong không đ{ng

kể, mắc v|o đoạn mạch nối tiếp RLC Khi tốc độ quay của rôto bằng n1 hoặc

n2 thì cường độ hiệu dụng trong mạch có cùng gi{ trị Khi tốc độ quay của rôto là n0 thì cường độ hiệu dụng trong mạch cực đại Chọn hệ thức đúng

● Điện {p pha UP l| điện {p giữa hai đầu một cuộn của m{y ph{t

● Điện {p d}y Ud l| điện {p giữa hai đầu d}y nóng của m{y ph{t đưa ra ngoài

● Điện {p định mức trên mỗi tải U

* Nguồn mắc sao – Tải mắc sao

* Nguồn mắc tam giác – Tải mắc tam giác

Ví dụ 1: Một m{y ph{t điện ba pha mắc hình sao có điện {p pha 127 V Tải mắc

hình sao mỗi tải là một bóng đèn có điện trở 44 Ω Dòng điện hiệu dụng trong mỗi d}y pha v| dòng điện trong d}y trung ho| nhận gi{ trị đúng n|o trong các gi{ trị sau đ}y?

 Chän B

Ví dụ 2: Một m{y ph{t điện ba pha mắc hình sao có điện {p hiệu dụng pha

127(V) v| tần số 50 (Hz) Người ta đưa dòng điện xoay chiều ba pha v|o ba tải như nhau mắc hình tam gi{c, mỗi tải có điện trở thuần 12Ω v| độ tự cảm

51 (mH) X{c định tổng công suất cả ba tải tiêu thụ

Ví dụ 3: Một m{y ph{t điện ba pha mắc hình sao ph{t dòng xoay chiều có tần

số 50 Hz, suất điện động hiệu dụng mỗi pha l| 200 2 V Tải tiêu thụ gồm

ba đoạn mạch giống nhau mắc tam gi{c, mỗi đoạn mạch gồm điện trở

thuần 100  mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung 0,1/ (mF) Tính cường

độ dòng điện đi qua mỗi tải

Ví dụ 4: Một m{y ph{t điện xoay chiều 3 pha mắc hình sao có điện {p pha l|

220 V, tần số 60 Hz Một cơ sở sản xuất dùng nguồn điện n|y mỗi ng|y 8 giờ cho 3 tải tiêu thụ giống nhau mắc hình tam gi{c, mỗi tải l| cuộn d}y R =

300 Ω, L = 0,6187 H Gi{ điện của nh| nước đối với khu vực sản xuất l| 850 đồng cho mỗi KWh tiêu thụ Chi phí điện năng m| cơ sở n|y phải thanh toán hàng tháng (30 ngày) là

Ví dụ 5: Một m{y ph{t điện xoay chiều 3 pha khi hoạt động, người ta dùng

vôn kế nhiệt để đo điện {p hai đầu một cuộn d}y thì số chỉ của nó l| 127 V Người ta đưa dòng 3 pha do m{y ph{t ra v|o 3 bóng đèn giống hệt nhau hoạt động với điện {p hiệu dụng 220 V thì c{c đèn đều s{ng bình thường

Chọn phương {n đúng

A M{y mắc hình sao, tải mắc hình sao

B M{y mắc hình sao, tải mắc hình tam gi{c

C M{y mắc hình tam gi{c, tải mắc hình sao

D M{y mắc hình tam gi{c, tải mắc hình tam gi{c

Nếu U = UP/ 3 thì để tải hoạt động bình thường nguồn mắc tam gi{c – tải mắc sao

 Chän B

Ví dụ 6: (CĐ-2011) Trong m{y ph{t điện xoay chiều ba pha đang hoạt động,

suất điện động xoay chiều xuất hiện trong mỗi cuộn d}y của stato có gi{ trị cực đại l| E0 Khi suất điện động tức thời trong một cuộn d}y bằng 0 thì suất điện động tức thời trong mỗi cuộn d}y còn lại có độ lớn bằng nhau v| bằng

A 0,5E0 3 B 2E0/3 C 0,5E0 D 0,5E0 2

Ví dụ 7: M{y ph{t điện xoay chiều ba pha mắc hình sao đưa v|o ba tải cũng

mắc hình sao thì dòng điện chạy trong ba tải lần lượt l|: i1 = 3cos100t (A),

i2 = 2cos(100t – 2/3) (A), i3 = 2.cos(100t + 2/3) (A) Dòng điện chạy qua d}y trung ho| có biểu thức

A ith = cos100t (A) B ith = 2cos(100t + ) (A)

C ith = cos(100t + ) (A) D ith = 2cos100t (A)

Ví dụ 8: M{y ph{t điện xoay chiều ba pha mắc hình sao đưa v|o ba tải cũng

mắc hình sao Biết suất điện động trong cuộn 1, cuộn 2 v| cuộn 3 của m{y ph{t lần lượt l|: e1 = 220 2 cos100t (A), e2 = 220 2 cos(100t + 2/3) (A),

e3 = 220 2 cos(100t – 2/3) (A) v| đưa v|o ba tải theo đúng thứ tự trên l| điện trở thuần R = 10/ 3 , cuộn cảm thuần có cảm kh{ng ZL = 20  v| tụ điện có dung kh{ng ZC = 20 Bỏ qua điện trở c{c cuộn d}y của m{y ph{t, của d}y nối v| của d}y trung hòa Dòng điện chạy qua d}y trung ho| có gi{ trị hiệu dụng l|

A 77 (A) B 33 6 (A) C 33 3 (A) D 99 (A)

i 33 6 cos100 t A

Ví dụ 9: Một m{y ph{t điện 3 pha mắc hình sao có điện {p hiệu dụng d}y

220V, c{c tải mắc theo hình sao, ở pha 1 v| 2 cùng mắc một bóng đèn có điện trở 38Ω, pha thứ 3 mắc đèn 24Ω, dòng điện hiệu dụng trong d}y trung hoà nhận gi{ trị:

Ví dụ 1: Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 8,5 kW và có

hiệu suất 85% Điện năng tiêu thụ v| công cơ học của động cơ trong 1 giờ hoạt động lần lượt l|

Ví dụ 2: Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 10 kW v| có

hiệu suất 80% được mắc v|o mạch xoay chiều X{c định điện {p hiệu dụng

ở hai đầu động cơ biết dòng điện có gi{ trị hiệu dụng 100 (A) v| trễ pha so với điện {p hai đầu động cơ l| /3

Ví dụ 3: Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 8,5 kW v| có

hiệu suất 88% X{c định điện {p hiệu dụng ở hai đầu động cơ biết dòng điện có gi{ trị hiệu dụng 50 (A) v| trễ pha so với điện {p hai đầu động cơ l|

Chú ý: Khi mắc động cơ 3 pha có điện áp định mức trên mỗi tải là U vào máy phát

điện xoay chiều 3 pha có điện áp pha là U P thì tùy vào độ lớn của U và U P mà yêu cầu mắc hình sao hay mắc hình tam giác

* Nếu U = U P và động cơ hoạt động bình thường thì nguồn mắc sao – tải mắc sao hoặc nguồn mắc tam giác – tải mắc tam giác

* Nếu U = U P 3 và động cơ hoạt động bình thường thì nguồn mắc sao – tải mắc tam giác

* Nếu U = U P / 3 và động cơ hoạt động bình thường thì nguồn mắc tam giác – tải mắc sao

Công suất tiêu thụ của động cơ 3 pha: P 3UI cos  (I là cường độ hiệu dụng qua

mỗi tải và cos là hệ số công suất trên mỗi tải)

Ví dụ 4: Một động cơ không đồng bộ 3 pha hoạt động bình thường khi hiệu

điện thế hiệu dụng giữa 2 đầu mỗi cuộn d}y l| 220 V Trong khi đó chỉ có 1 mạng điện xoay chiều 3 pha do 1 m{y ph{t điện tạo ra, suất điện động hiệu dụng ở mỗi pha l| 127 V Để động cơ mắc bình thường thì ta phải mắc theo c{ch n|o sau đ}y:

A 3 cuộn d}y mắc theo hình tam gi{c, 3 cuộn d}y của động cơ mắc theo hình sao

B 3 cuộn d}y của m{y ph{t mắc theo hình tam gi{c, 3 cuộn d}y của động

cơ mắc theo hình tam gi{c

C 3 cuộn d}y m{y ph{t mắc theo hình sao, 3 cuộn d}y của động cơ mắc theo hình sao

D 3 cuộn d}y của m{y ph{t mắc theo hình sao, 3 cuộn d}y của động cơ mắc theo hình tam giác

Hướng dẫn

Theo số liệu U = 220 V, UP = 127 V tức l| U = UP 3 Muốn động cơ hoạt động bình thường thì nguồn mắc sao – tải mắc tam gi{c  Chọn D

Ví dụ 5: (CĐ-2010) Một động cơ không đồng bộ ba pha mắc theo kiểu hình

sao được nối v|o mạch điện ba pha có điện {p pha UPha = 220 V Công suất điện của động cơ l| 6,6 3 kW; hệ số công suất của động cơ l| 0,5 3 Cường độ dòng điện hiệu dụng qua mỗi cuộn d}y của động cơ bằng

Ví dụ 6: Một động cơ không đồng bộ ba pha mắc hình sao v|o mạng điện xoay

chiều ba pha mắc hình sao, có điện {p d}y 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 d}y có gi{ trị bao nhiêu?

Ví dụ 7: Một động cơ không đồng bộ ba pha đấu theo hình tam gi{c v|o mạng

điện ba pha mắc hình sao có điện {p hiệu dụng pha 220 V Động cơ có hệ số công suất 0,85 v| tiêu thụ công suất 5 kW Cường độ dòng điện qua mỗi

cuộn d}y của động cơ l|:

Ví dụ 8: Một động cơ không đồng bộ ba pha có điện {p định mức mỗi pha l|

380 V v| hệ số công suất bằng 0,85 Điện năng tiêu thụ của động cơ trong một ng|y hoạt động l| 232,56 kWh Cường độ dòng điện hiệu dụng qua mỗi cuộn d}y của động cơ l|

Ví dụ 9: Một động cơ không đồng bộ ba pha mắc theo kiểu hình sao v|o mạch

điện ba pha mắc hình sao có điện {p pha l| 220 V Động cơ có công suất cơ học l| 4 kW, hiệu suất 80% v| hệ số công suất của động cơ l| 0,85 Tính

cường độ dòng điện chạy qua mỗi cuộn d}y của động cơ

Ví dụ 10: Động cơ không đồng bộ 3 pha mắc hình sao, khi động cơ hoạt động

bình thường ở điện {p 200 V thì công suất tiêu thụ của động cơ bằng

1620 2 W v| hệ số công suất l| 0,9 cho mỗi pha Pha ban đầu của dòng điện (dạng h|m cos) ở c{c cuộn d}y 1, 2 v| 3 lần lượt l| 0, 2/3 và -2/3 Vào thời điểm dòng điện ở 1 cuộn có gi{ trị bằng i1 = 3 2 A v| đang tăng thì dòng điện ở cuộn 2 v| 3 tương ứng bằng

V|o thời điểm i1 = 3 2 A v| đang tăng nên có thể chọn t

4



   (nằm ở nửa dưới VTLG) Thay gi{ trị n|y v|o biểu thức i2 và i3:

Chú ý: Công suất tiêu thụ của động cơ gồm hai phần: công suất cơ học và công suất

hao phí do tỏa nhiệt

* Động cơ 1 pha: UIcos P I r i 2

* Động cơ 3 pha: 3UIcos  P i 3I r2

Ví dụ 11: Một động cơ điện xoay chiều có điện trở d}y cuốn l| 32 , mạch điện

có điện {p hiệu dụng 200 V thì sản ra công suất cơ học 43 W Biết hệ số công suất của động cơ l| 0,9 v| công suất hao phí nhỏ hơn công suất cơ học Cường độ dòng hiệu dụng chạy qua động cơ l|

Hướng dẫn

i

UI cos P I R200.I.0,9 43 I 32  Phương trình n|y có 2 nghiêm:

I1 = 5,375 A và I2 = 0,25 A, ta chọn nghiệm I2 = 0,25 A vì với nghiệm thứ nhất công suất hao phí lớn hơn công suất có ích!

 

hp

I 5,375(A) P I R5,375 32 924,5W 43 W   Chän A

Ví dụ 12: (ĐH-2010) Một động cơ điện xoay chiều khi hoạt động bình thường

với điện áp hiệu dụng 220 V thì sinh ra công su}́t cơ học là 170 W Biết động

cơ có hệ số công su}́t 0,85 v| công suất toả nhiệt trên d}y quấn động cơ l| 17

W Bỏ qua các hao phí khác, cường độ dòng điện cực đại qua động cơ là

Ví dụ 13: Một động cơ điện xoay chiều khi hoạt động bình thường cường đ ộ

dòng điện hiệu dụng qua động cơ l| 10 A v| công suất tiêu thụ điện l| 10

kW Động cơ cung cấp năng lượng cơ cho bên ngo|i trong 2 s l| 18 kJ Tính tổng điện trở thuần của cuộn d}y trong động cơ

Chú ý: Nếu đoạn mạch xoay chiều AB gồm mạch

RLC nối tiếp với động cơ điện 1 pha thì biểu thức

điện áp trên RLC, trên động cơ lần lượt là:

Ví dụ 14: Mắc nối tiếp động cơ với cuộn d}y rồi mắc chúng v|o mạch xoay

chiều Biết điện {p hai đầu động cơ có gi{ trị hiệu dụng 331 (V) v| sớm pha

so với dòng điện l| /6 Điện {p hai đầu cuộn d}y có gi{ trị hiệu dụng 125(V) v| sớm pha so với dòng điện l| /3 X{c định điện {p hiệu dụng của mạng điện

Ví dụ 15: Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 8,5 kW v|

có hiệu suất 85% Mắc động cơ với cuộn d}y rồi mắc chúng v|o mạch xoay chiều Biết dòng điện có gi{ trị hiệu dụng 50 (A) v| trễ pha so với điện {p hai đầu động cơ l| /6 Điện {p hai đầu cuộn d}y có gi{ trị hiệu dụng 125 (V) v| sớm pha so với dòng điện l| /3 X{c định điện {p hiệu dụng của mạng điện

Hướng dẫn

 

3 i

Ví dụ 16: Một động cơ điện xoay chiều sản ra công suất cơ học 7,5 kW v| có

hiệu suất 80% Mắc động cơ nối tiếp với một cuộn cảm rồi mắc chúng v|o mạng điện xoay chiều Gi{ trị hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu động cơ l|

UM biết rằng dòng điện qua động cơ có cường độ hiệu dụng I = 40 A v| trễ

pha với uM một góc 300 Hiệu điện thế ở hai đầu cuộn cảm l| 125 V v| sớm pha so với dòng điện là 600 Hiệu điện thế hiệu dụng của mạng điện v| độ lệch pha của nó so với dòng điện lần lượt l|

Chú ý: Nếu đoạn mạch xoay chiều AB gồm mạch R nối tiếp với

động cơ điện 1 pha thì biểu thức điện áp trên R, trên động

U sin 0 Usintan

U cos 0 Ucos

Ví dụ 17: (ĐH-2010) Trong giờ học thực hành , học sinh mắc nối tiếp mộ t quạt

điện xoay chiều với điện trỡ R rồi mắc hai đ}̀u đoạn mạch này vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 380 V Biết quạt này có các giá trị định mức:

220 V – 88 W và khi hoạt động đúng công su}́t định mức thì độ lệch pha giư̂a điện áp ỡ hai đ}̀u quạt và cường độ dòng điện qua nó là , với cos = 0,8 Đễ quạt điện này chạy đúng công su}́t định mức thì R bằng

Ví dụ 18: Trong giờ học thực h|nh, học sinh mắc nối tiếp một quạt điện xoay

chiều với điện trở R = 352 Ω rồi mắc hai đầu đoạn mạch n|y v|o điện {p xoay chiều có gi{ trị hiệu dụng 380 V Biết quạt điện n|y hoạt động ở chế độ định mức với điện {p định mức đặt v|o quạt l| 220 V v| khi ấy thì độ lệch pha giữa điện {p ở hai đầu quạt v| cường độ dòng điện qua nó l| φ, với cosφ = 0,8 Hãy x{c định công suất định mức của quạt điện

Ví dụ 19: Cho mạch điện xoay chiều gồm bóng đèn d}y tóc mắc nối tiếp với

động cơ xoay chiều 1 pha Biết c{c gi{ trị định mức của đèn l| 120V – 240W, điện {p định mức của động cơ l| 220 V Khi đặt v|o 2 đầu đoạn mạch điện {p xoay chiều có gi{ trị hiệu dụng 331 V thì cả đèn v| động cơ đều hoạt động đúng công suất định mức Công suất định mức của động cơ l|

A 389,675 W B 305,025 W C 543,445 W D 485,888 W

Hướng dẫn

 R

Ví dụ 20: Trong một giờ thực h|nh một học sinh muốn một quạt điện loại

110 V – 100 W hoạt động bình thường dưới một điện {p xoay chiều có gi{ trị hiệu dụng 220 V, nên mắc nối tiếp với quạt một biến trở Ban đầu học sinh đó để biến trở có gi{ trị 100  thì đo thấy cường độ hiệu dụng trong mạch l| 0,5 A v| công suất của quạt điện đạt 80%

Tính hệ số công suất to|n mạch, hệ số công suất của

quạt v| điện {p hiệu dụng trên quạt lúc n|y Muốn

quạt hoạt động bình thường thì phải điều chỉnh biến

trở như thế n|o? Biết điện {p giữa hai đầu đoạn mạch

sớm pha hơn dòng điện trong mạch

Hướng dẫn

* Lúc đầu, động cơ hoạt động dưới định mức, công suất tiêu thụ của nó:

Kết hợp Usin 65,574 với Ucos 160, suy ra:  = 22,2860, U = 172,9 V

* Khi động cơ hoạt động bình thường:

Để quạt hoạt động bình thường thì R tăng 116 – 100 = 16 

Ví dụ 21: Trong một giờ thực h|nh một học sinh muốn một quạt điện loại 180

V – 220 W hoạt động bình thường dưới một điện {p xoay chiều có gi{ trị hiệu dụng 220 V, nên mắc nối tiếp với quạt một biến trở Ban đầu học sinh

đó để biến trở có gi{ trị 70  thì đo thấy cường độ hiệu dụng trong mạch l| 0,75 A v| công suất của quạt điện đạt 92,8% Muốn quạt hoạt động bình thường thì phải điều chỉnh biến trở như thế n|o?

A Giảm đi 20  B Tăng thêm 12 

C Giảm đi 12  D Tăng thêm 20 

Ví dụ 22: Một động cơ điện xoay chiều có công suất tiêu thụ l| 473 W, điện trở

trong 7,568  v| hệ số công suất l| 0,86 Mắc nó v|o mạng điện xoay chiều

có điện {p hiệu dụng 220 V thì động cơ hoạt động bình thường Hiệu suất động cơ l|

Ví dụ 23: (ĐH - 2012) Một động cơ điện xoay chiều hoạt động bình thường với

điện {p hiệu dụng 220V, cường độ dòng điện hiệu dụng 0,5A v| hệ số công suất của động cơ l| 0,8 Biết rằng công suất hao phí của động cơ l| 11W Hiệu suất của động cơ (tỉ số giữa công suất hữu ích v| công suất tiêu thụ to|n phần) l|

Ví dụ 24: Một động cơ khơng đồng bộ ba pha tiêu thụ cơng suất l| 3,6 kW,

điện trở trong của mỗi cuộn l| 2  v| hệ số cơng suất l| 0,8 Động cơ mắc hình sao mắc v|o mạng điện mắc hình sao với điện {p hiệu dụng 200 V thì động cơ hoạt động bình thường Coi năng lượng vơ ích chỉ do tỏa nhiệt trong c{c cuộn d}y của stato Hiệu suất động cơ l|

Ví dụ 25: Trong động cơ khơng đồng bộ ba pha, gọi O l| điểm đồng quy của

ba trục cuộn d}y của stato Giả sử từ trường trong ba cuộn d}y g}y ra ở điểm O lần lượt l|: B1 = B0cost (T), B2 = B0cos(t + 2/3) (T), B3 = B0cos(t - 2/3) (T) V|o thời điểm n|o đĩ từ trường tổng hợp tại O cĩ hướng ra khỏi cuộn 1 thì sau 1/3 chu kì nĩ sẽ cĩ hướng

A ra cuộn 2 B ra cuộn 3 C v|o cuộn 3 D v|o cuộn 2

Hướng dẫn

Giả sử tại thời điểm t = 0, từ trường tổng hợp tại O

cĩ hướng ra khỏi cuộn 1 thì B1 = B0

Tại thời điểm t = T/3 thì

tổng hợp hướng ra khỏi cuộn 3  Chọn B

BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN MÁY BIẾN ÁP

Công thức m{y biến {p lí tưởng (H = 100%) v| cuộn thứ cấp nối với R:

Ví dụ 1: Cuộn thứ cấp của một m{y biến {p có 800 vòng Từ thông trong lõi

biến thế biến thiên với tần số 50 Hz v| gi{ trị từ thông cực đại qua một vòng d}y bằng 2,4 mWb Tính suất điện động hiệu dụng cuộn thứ cấp

Ví dụ 2: (ĐH-2008) Một m{y biến {p có cuộn sơ cấp 1000 vòng d}y được mắc

v|o mạng điện xoay chiều có điện {p hiệu dụng 220 V Khi đó điện {p hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở l| 484 V Bỏ qua mọi hao phí của m{y biến {p Số vòng d}y của cuộn thứ cấp l|

Ví dụ 3: Đặt một điện áp xoay chiều u = 200cosωt (V) vào hai đầu cuộn d}y sơ

cấp của một máy biến thế lí tưởng thì điện áp hiệu dụng đo được ở hai đầu cuộn thứ cấp là 10 2 V Nếu điện áp xoay chiều u = 30cosωt (V) vào hai đầu cuộn dây thứ cấp thì điện {p đo được ở hai đầu cuộn d}y sơ cấp bằng

Ví dụ 4: Mắc cuộn thứ nhất của một m{y biến {p lí tưởng v|o một nguồn điện

xoay chiều thì suất điện động hiệu dụng trong cuộn thứ hai l| 20 V, mắc cuộn thứ hai v|o nguồn điện xoay chiều đó thì suất điện động hiệu dụng trong cuộn thứ nhất l| 7,2 V Tính điện {p hiệu dụng của nguồn điện

Chú ý: Nếu một cuộn dây nào đó (VD cuộn sơ cấp) có n vòng dây quấn ngược thì từ

trường của n vòng này ngược với từ trường của phần còn lại nên nó có tác dụng khử bớt từ trường của n vòng dây còn lại, tức là cuộn dây này bị mất đi 2n vòng

Ví dụ 5: Một m{y biến {p lí tưởng có cuộn sơ cấp gồm 100 vòng d}y v| cuộn

thứ cấp gồm 150 vòng d}y Mắc hai đầu cuộn sơ cấp v|o mạng điện xoay chiều có điện {p hiệu dụng 5 V Nếu ở cuộn sơ cấp có 10 vòng d}y bị quấn ngược thì điện {p hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp khi để hở l|

Ví dụ 6: Một m{y biến {p cuộn sơ cấp gồm 1100 vòng mắc v|o mạng điện xoay

chiều 220 (V) v| cuộn thứ cấp để lấy ra điện {p 15 (V) Nếu ở cuộn thứ cấp

có 15 vòng d}y bị quấn ngược thì tổng số vòng d}y của cuộn thứ cấp l| bao nhiêu?

Ví dụ 7: Một m{y biến {p với cuộn sơ cấp gồm 1000 vòng được mắc v|o mạng

điện xoay chiều Cuộn thứ cấp gồm 50 vòng Bỏ qua mọi hao phí ở m{y biến {p Cuộn thứ cấp nối với điện trở thuần thì dòng điện chạy qua cuộn thứ cấp l| 1 (A) Hãy x{c định dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp

Ví dụ 8: Cho một m{y biến {p có hiệu suất 80% Cuộn sơ cấp có 100 vòng,

cuộn thứ cấp có 200 vòng Mạch sơ cấp lí tưởng, đặt v|o hai đầu cuộn sơ cấp điện {p xoay chiều có gi{ trị hiệu dụng 100 V v| tần số 50 Hz Hai đầu cuộn thứ cấp nối với một cuộn d}y có điện trở 50 , độ tự cảm 0,5/ (H) Cường độ dòng điện hiệu dụng mạch sơ cấp nhận gi{ trị:

Ví dụ 9: Một m{y biến {p lí tưởng có tỉ số vòng d}y của cuộn sơ cấp v| thứ cấp

l| 2 Cuộn thứ cấp nối với tải tiêu thụ có điện trở 200 , cuộn sơ cấp nối với điện {p xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V Dòng điện hiệu dụng qua cuộn sơ cấp l|

Chú ý: Đối với máy biến áp lí tưởng mà cuộn thứ cấp có nhiều đầu ra (chẳng hạn có 2

đầu ra) và các đầu ra nối với R thì áp dụng công thức:

10 V Coi dòng điện v| điện {p luôn cùng pha Cường độ dòng điện hiệu dụng chạy trong cuộn sơ cấp l|

A 0,100 A B 0,045 A C 0,055 A D 0,150 A

Hướng dẫn

N3

U3 U1N1

N3 = 100 vòng Giữa 2 đầu N2 đấu với một điện trở R = 40 , giữa 2 đầu N3

đấu với một điện trở R’ = 10  Coi dòng điện v| điện {p luôn cùng pha Cường độ dòng điện hiệu dụng chạy trong cuộn sơ cấp l|

Ví dụ 12: Một m{y biến {p lí tưởng có tỉ số vòng d}y cuộn sơ cấp v| thứ cấp l|

2:3 Cuộn sơ cấp nối với điện {p xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120 V Cuộn thứ cấp nối với tải tiêu thụ l| mạch điện RLC không ph}n nh{nh gồm

có điện trở thuần 60 , cảm kh{ng 60 3  và dung kháng 120 3  Công suất toả nhiệt trên tải tiêu thụ l|

Ví dụ 13: Cho một m{y biến {p có hiệu suất 90% Cuộn sơ cấp có 200 vòng,

cuộn thứ cấp có 400 vòng Cuộn sơ cấp nối với điện {p xoay chiều có gi{ trị hiệu dụng 150 V Hai đầu cuộn thứ cấp nối với một cuộn d}y có điện trở hoạt động 90 Ω v| cảm kh{ng l| 120 Ω Công suất mạch sơ cấp l|

Ví dụ 14: Cuộn sơ cấp của một m{y biến {p gồm 1100 vòng được mắc v|o

mạng điện xoay chiều Cuộn thứ cấp gồm 220 vòng d}y nối với 20 bóng đèn giống nhau có kí hiệu 12 V – 18 W mắc 5 dãy song song trên mỗi dãy có 4 bóng đèn Biết c{c bóng đèn s{ng bình thường v| hiệu suất của m{y biến {p 96% Cường độ hiệu dụng qua cuộn sơ cấp v| thứ cấp lần lượt l|

Ví dụ 15: Một m{y hạ {p hiệu suất 90% có tỉ số giữa số vòng d}y cuộn sơ cấp

v| thứ cấp 2,5 Người ta mắc v|o hai đầu cuộn thứ cấp một động cơ 220 V –

396 W, có hệ số công suất 0,8 Nếu động cơ hoạt động bình thường thì cường độ hiệu dụng trong cuộn sơ cấp v| thứ cấp lần lượt l|

A 0,8A và 2,5 A B 1A và 1,6A C 0,8A và 2,25A D 1 A và 2,5 A

Ví dụ 16: Một m{y hạ {p lí tưởng có tỉ số giữa số vòng d}y cuộn sơ cấp v| thứ

cấp là 2,5 Người ta mắc v|o hai đầu cuộn thứ cấp một động cơ 220V – 440W, có hệ số công suất 0,8 Nếu động cơ hoạt động bình thường thì cường độ hiệu dụng trong cuộn sơ cấp v| thứ cấp lần lượt l|

A 0,8A và 2,5A B 1A và 1,6A C 1,25A và 1,6A D 1A và 2,5A

Ví dụ 17: Một m{y biến thế hiệu suất l| 96%, số vòng cuộn sơ cấp v| thứ cấp l|

6250 vòng v| 1250 vòng, nhận công suất 10 kW từ mạng điện xoay chiều Biết điện {p hiệu dụng giữa hai đầu cuộn sơ cấp l| 1000 V v| hệ số công suất của cuộn thứ cấp l| 0,8 Công suất nhận được ở cuộn thứ cấp v| cường

độ hiệu dụng trong cuộn thứ cấp lần lượt l|

Chú ý: Đối với máy biến thế tự ngẫu thì cuộn sơ cấp và thứ cấp được lấy ra từ một

cuộn dây, nếu nối ab với mạng điện xoay chiều, nối bc với mạch tiêu thụ thì:

Ví dụ 18: M{y biến {p tự ngẫu dùng cho c{c tải có công suất nhỏ l| một m{y

biến {p chỉ có một cuộn d}y Biến thế tự ngẫu cuộn ab gồm 1000 vòng

Vòng d}y thứ 360 kể từ a được nối với chốt c Người ta nối a, b với mạng điện xoay chiều 220 V – 50 Hz (cuộn ab lúc n|y gọi l| cuộn sơ cấp) v| nối bc với R = 10  (đoạn bc lúc n|y gọi l| cuộn thứ cấp) Tính dòng điện đưa v|o

biến thế Bỏ qua mọi hao phí trong biến thế

Chú ý: Bình thường máy biến áp có hai lõi thép và cuộn sơ cấp quấn trên một lõi,

cuộn thứ cấp quấn trên lõi còn lại: 1 1

U N Nếu máy biến áp có n lõi thép và cuộn sơ cấp và thứ cấp được quấn 2 trong n lõi thì từ thông ở cuộn sơ cấp  được chia đều cho (n – 1) lõi còn lại Từ thông qua cuộn thứ cấp là /(n – 1) nên điện áp trên cuộn thứ cấp giảm (n – 1) lần Ta có thể xem như điện áp trên cuộn sơ cấp chia đều cho (n – 1) nhánh và mỗi nhánh chỉ

nhận được 1 phần:

1 1

UN

Ví dụ 19: Một m{y biến {p có lõi đối xứng gồm bốn nh{nh nhưng chỉ có hai

nh{nh được quấn hai cuộn d}y Khi mắc một cuộn d}y v|o điện {p xoay chiều thì c{c đường sức từ do nó sinh ra không bị tho{t ra ngo|i v| được chia đều cho hai nh{nh còn lại Khi mắc cuộn 1 (có 1000 vòng) v|o điện {p hiệu dụng 60 V thì ở cuộn 2 khi để hở có điện {p hiệu dụng l| 40 V Số vòng d}y của cuộn 2 l|

1 2

UN

Ví dụ 20: Một m{y biến {p có lõi đối xứng gồm 5 nh{nh nhưng chỉ có hai

nh{nh được quấn hai cuộn d}y Khi mắc một cuộn d}y v|o điện {p xoay chiều thì c{c đường sức từ do nó sinh ra không bị tho{t ra ngo|i v| được chia đều cho hai nh{nh còn lại Khi mắc cuộn 1 v|o điện {p hiệu dụng 120

V thì ở cuộn 2 khi để hở có điện {p hiệu dụng U2 Khi mức cuộn 2 với điện {p hiệu dụng 3U2 thì điện {p hiệu dụng ở cuộn 1 khi để hở l|

Chú ý: Khi áp dụng các công thức trên thì điện trở của các cuộn dây không đáng kể

và coi từ thông là khép kín Nếu cuộn thứ cấp để hở còn cuộn sơ cấp có điện trở thuần thì có thể xem điện áp vào U1 phân bố trên R và trên cuộn cảm thuần L:

Chỉ có thành phần U L gây ra hiện tượng cảm ứng điện từ nên công thức máy biến

 Chän D

Ví dụ 22: M{y biến thế m| cuộn sơ cấp có 1100 vòng d}y v| cuộn thứ cấp có

2200 vòng Nối 2 đầu của cuộn sơ cấp với điện {p xoay chiều 40 V – 50 Hz Cuộn sơ cấp có điện trở thuần 3  v| cảm kh{ng 4  Điện {p hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp khi để hở l|

Ví dụ 23: Đặt v|o hai đầu cuộn sơ cấp của một m{y biến {p lí tưởng (bỏ qua

hao phí) một điện {p xoay chiều có gi{ trị hiệu dụng không đổi thì điện {p hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở l| 300 V Nếu giảm bớt một phần ba tổng số vòng d}y của cuộn thứ cấp thì điện {p hiệu dụng giữa hai đầu để hở của nó l|

NN

Ví dụ 24: (ĐH-2010) Đặt v|o hai đầu cuộn sơ cấp của một m{y biến {p lí tưởng

(bỏ qua hao phí) một điện {p xoay chiều có gi{ trị hiệu dụng không đổi thì điện {p hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở l| 100 V Ở cuộn thứ cấp, nếu giảm bớt n vòng d}y thì điện {p hiệu dụng giữa hai đầu để hở của

nó l| U, nếu tăng thêm n vòng d}y thì điện {p đó l| 2U Nếu tăng thêm 3n vòng d}y ở cuộn thứ cấp thì điện {p hiệu dụng giữa hai đầu để hở của cuộn n|y bằng

Ví dụ 25: Đặt v|o hai đầu cuộn d}y sơ cấp của một m{y biến thế lí tưởng một

điện {p xoay chiều có gi{ trị hiệu dụng không đổi thì điện {p hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở của nó l| 100 V Nếu chỉ tăng thêm n vòng d}y ở cuộn d}y sơ cấp thì điện {p hiệu dụng giữa hai đầu để hở của cuộn thứ cấp l| U Nếu chỉ giảm đi n vòng d}y ở cuộn d}y sơ cấp thì điện {p hiệu dụng giữa hai đầu để hở của cuộn thứ cấp l| 2U Nếu chỉ tăng thêm 2n vòng d}y ở cuộn sơ cấp thì điện {p hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để

hở là

Ví dụ 26: Khi đặt một điện {p xoay chiều có gi{ trị hiệu dụng không đổi v|o

cuộn sơ cấp thì điện {p hiệu dụng thứ cấp l| 20 V Nếu tăng số vòng d}y thứ cấp 60 vòng thì điện {p hiệu dụng thứ cấp l| 25 V Nếu giảm số vòng d}y thứ cấp 90 vòng thì điện {p hiệu dụng thứ cấp l|

Ví dụ 27: (ĐH-2011) Một học sinh quấn một m{y biến {p với dự định số vòng

d}y của cuộn sơ cấp gấp hai lần số vòng d}y của cuộn thứ cấp Do sơ suất nên cuộn thứ cấp bị thiếu một số vòng d}y Muốn x{c định số vòng d}y thiếu để quấn tiếp thêm v|o cuộn thứ cấp cho đủ, học sinh n|y đặt v|o hai đầu cuộn sơ cấp một điện {p xoay chiều có gi{ trị hiệu dụng không đổi, rồi dùng vôn kế x{c định tỉ số điện {p ở cuộn thứ cấp để hở v| cuộn sơ cấp Lúc đầu tỉ số điện {p bằng 0,43 Sau khi quấn thêm v|o cuộn thứ cấp

24 vòng d}y thì tỉ số điện {p bằng 0,45 Bỏ qua mọi hao phí trong m{y biến {p Để được m{y biến {p đúng như dự định, học sinh n|y phải tiếp tục quấn thêm v|o cuộn thứ cấp

A 40 vòng dây B 84 vòng dây C 100 vòng dây D 60 vòng dây

BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN TUYỀN TẢI ĐIỆN

Điện trở tính theo cơng thức: R l

S

 

Ví dụ 1: Người ta cần truyền một cơng suất điện 200 kW từ nguồn điện cĩ điện

{p 5000 V trên đường d}y cĩ điện trở tổng cộng 20  v| hệ số cơng suất bằng 1 Độ giảm thế trên đường d}y truyền tải l|:

Ví dụ 2: Một m{y ph{t điện xoay chiều cĩ cơng suất 1000 KW Dịng điện nĩ

ph{t ra sau khi tăng thế được truyền đi xa bằng một d}y dẫn cĩ tổng chiều d|i 200 km cĩ đường kính 0,39 cm v| l|m bằng hợp kim cĩ điện trở suất bằng 1,8.10-8 (m) Biết hệ số cơng suất đường d}y bằng 1 Tính cơng suất hao phí trên đường d}y nếu điện {p đưa lên l| 50 kV

Ví dụ 3: Ở nơi ph{t người ta truyền công suất truyền tải điện năng l| 1,2 MW

dưới điện {p 6 kV Điện trở của đường d}y truyền tải từ nơi ph{t đến nơi tiêu thụ l| 4,05  Hệ số công suất của đoạn mạch 0,9 Gi{ điện 1000 đồng/kWh thì trung bình trong 30 ng|y, số tiền khấu hao l|

Tiền điện khấu hao: 144.1031000 144.10 VND 6   Chän A

Chú ý: Khi công suất đưa lên đường dây không đổi, điện áp tăng n lần thì công suất

hao phí giảm n 2

Ví dụ 4: Bằng một đường d}y truyền tải, điện năng từ một nh| m{y ph{t điện

nhỏ có công suất không đổi được đưa đến một xưởng sản xuất Nếu tại nh| m{y điện, dùng m{y biến {p có tỉ số vòng d}y của cuộn thứ cấp v| cuộn sơ cấp l| 5 thì tại nơi sử dụng sẽ cung cấp đủ điện năng cho 80 m{y hoạt động Nếu dùng m{y biến {p có tỉ số vòng d}y của cuộn thứ cấp v| cuộn sơ cấp l|

10 thì tại nơi sử dụng cung cấp đủ điện năng cho 95 m{y hoạt động Nếu đặt xưởng sản xuất tại nh| m{y điện thì cung cấp đủ điện năng cho bao nhiêu máy?

Ví dụ 5: (ĐH - 2012) Điện năng từ một trạm ph{t điện được đưa đến một khu

t{i định cư bằng đường d}y truyền tải một pha Cho biết, nếu điện {p tại đầu truyền đi tăng từ U lên 2U thì số hộ d}n được trạm cung cấp đủ điện năng tăng từ 120 lên 144 Cho rằng chỉ tính đến hao phí trên đường d}y, công suất tiêu thụ điện của c{c hộ d}n đều như nhau, công suất của trạm

ph{t không đổi v| hệ số công suất trong c{c trường hợp đều bằng nhau Nếu điện {p truyền đi l| 4U thì trạm ph{t n|y cung cấp đủ điện năng cho

Cách 2: Khi U tăng gấp đôi thì hao phí giảm 4 lần nghĩa l| phần điện năng có

ích tăng thêm 3P/4 = 144P1 – 120P1  P = 32P1 Khi U tăng 4 lần thì phần điện năng có ích tăng thêm 15P/16 = 30P1, tức l| đủ cho 120 + 30 = 150 hộ dân

Ví dụ 6: Một đường d}y có điện trở tổng cộng 4  dẫn một dòng điện xoay

chiều một pha từ nơi sản xu}t đến nơi tiêu dùng Điện {p hiệu dụng ở nguồn điện lúc ph{t ra l| 10 kV, công suất điện l| 400 kW Hệ số công suất của mạch điện l| cosφ = 0,8 Có bao nhiêu phần trăm công suất bị mất m{t trên đường d}y do tỏa nhiệt?

Ví dụ 7: Truyền tải một công suất điện 1 (MW) đến nơi tiêu thụ bằng đường

d}y 1 pha, điện {p hiệu dụng đưa lên đường d}y 10 (kV) Mạch tải điện có

hệ số công suất 0,8 Muốn cho tỉ lệ năng lượng mất m{t trên đường d}y không qu{ 10% công suất truyền thì điện trở của đường d}y phải có gi{ trị thỏa mãn

Ví dụ 8: Một trạm ph{t điện xoay chiều có công suất không đổi, truyền điện đi

xa với điện {p đưa lên đường d}y l| 200 kV thì tổn hao điện năng l| 30% Biết hệ số công suất đường d}y bằng 1 Nếu tăng điện {p truyền tải lên 500kV thì tổn hao điện năng l|