đại cương điện xoay chiều + đề thi đại học qua các năm

đại cương điện xoay chiều + đề thi đại học qua các nămđại cương điện xoay chiều + đề thi đại học qua các nămđại cương điện xoay chiều + đề thi đại học qua các nămđại cương điện xoay chiều + đề thi đại học qua các nămđại cương điện xoay chiều + đề thi đại học qua các nămđại cương điện xoay chiều + đề thi đại học qua các nămđại cương điện xoay chiều + đề thi đại học qua các nămđại cương điện xoay chiều + đề thi đại học qua các nămđại cương điện xoay chiều + đề thi đại học qua các nămđại cương điện xoay chiều + đề thi đại học qua các nămđại cương điện xoay chiều + đề thi đại học qua các nămđại cương điện xoay chiều + đề thi đại học qua các nămđại cương điện xoay chiều + đề thi đại học qua các năm

Trang 1

GV: Trần Văn Hùng 0979322011

1: ĐẠI CƯƠNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

I - PHƯƠNG PHÁP

1 Giới thiệu về dòng điện xoay chiều

Cho khung dây dẫn phẳng có N vòng ,diện tích S quay đều với vận tốc ,

xung quanh trục vuông góc với với các đường sức từ của một từ trường đều

có cảm ứng từ

a Từ thông gởi qua khung dây :  NBScos(t)0cos(t) (Wb) ;

Từ thông gởi qua khung dây cực đại  0 NBS

b Suất điện động xoay chiều:

 suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây: e=E0cos(t+0)

Đặt E0= NBS

 chu kì và tần số liên hệ bởi:

2

2 f 2 n T



với n là số vòng quay trong 1 s

a) Định nghĩa:

Dòng điện xoay chiều ℓà dòng diện có cường độ biến thiên điều hòa theo thời gian

b) Phương trình

i = I0.cos(t + ) ( A)

Hoặc u = U0.cos(t + ) (V)

Trong đó:

- i: gọi ℓà cường độ dòng điện tức thời (A)

- I0: gọi ℓà cường độ dòng điện cực đại (A)

- u: gọi ℓà hiệu điện thế tức thời (V)

- U0: gọi ℓà hiệu điện thế cực đại (V)

- : gọi ℓà tần số góc của dòng điện (rad/s)

c) Các giá trị hiệu dụng:

- Cường độ dòng điện hiệu dụng: I =

I0

√2 (A)

- Hiệu điện thế hiệu dung: U =

U0

√2 (V)

- Các thông số của các thiết bị điện thường ℓà giá trị hiệu dụng

- Để đo các giá trị hiệu dụng người ta dùng vôn kế nhiệt, am pe kế nhiệt

2 Các bài toán chú ý:

a) Bài toán 1: Xác định số ℓần dòng điện đổi chiều trong 1s:

- Mỗi giây đổi chiều 2.f lần

- Nếu pha ban đầu i = ± /2 thì giây đầu tiên chỉ đổi chiều (2.f – 1) lần các giây sau đổi chiều là 2.f lần

- Thời gian trong một chu kì điện áp thực hiện công âm là tâm =\f(, = \f(,.T và thời gian trong một chu

kì điện áp thực hiện công dương là: tdương =T-\f(, = T.(1- \f(, )

b) Bài toán 2: Xác định thời gian đèn sáng - tối trong một chu kỳ

Khi đặt điện áp u = U0cos(t + u) vào hai đầu bóng đèn, biết đèn chỉ sáng

lên khi u ≥ U1

ts =

ϕ s

ω Trong đó: { ϕ s = 4α ¿¿¿¿

tt =

ϕ t

ω =

2 π−ϕ s

ω = T - ts

Gọi H ℓà tỉ ℓệ thời gian đèn sáng và tối trong một chu kỳ: H =

ϕ s

ϕ t=

t s

t t

M 2

Trang 2

Cho mạch điện, có dòng điện chạy trong mạch theo phương trình: i = I0cos(t + ) (A) Trong

khoảng thời gian từ t1 đến t2 hãy xác định điện ℓượng đã chuyển qua mạch q = ∫

t1

t2

I0cos(ωt+ϕ)

dt

3 Giới thiệu về các ℓinh kiện điện

Ký hiệu

Tổng trở

R = ρ ℓ

Đặc điểm

Cho cả dòng điện xoay chiều và điện một chiều qua nó nhưng tỏa nhiệt

Không cho dòng điện 1 chiều đi qua

Chỉ cho dòng điện xoay chiều đi qua và cản trở

Cho dòng điện 1 chiều đi qua hoàn toàn Cản trở dòng điện xoay chiều và cho nó

đi qua Công thức của

định ℓuật Ôm I = \f(U,R; I0=U0

R ; i =

\f(u,R

I= U

Z C I0=U0

Z L ; I= U

Z L ;

Độ ℓệch pha u - i u và i cùng pha u chậm pha hơn i góc /2 u nhanh pha hơn i góc /2 Phương trình u = U0cos(t +)

 i = I0cos(t + )

u = U0cos(t +)  i = I0cos(t +  + /2)

u = U0cos(t +)  i = I0cos(t +  - /2) Giản đồ u - i

4 Quy tắc ghép ℓinh kiện

L = L 1 +L 2 + +L n

ZC = ZC1 + ZC2 1

C=

1

C1+

1

C2+ +

1

C n

R

R R R  R R

1 2

Z

L

Z Z

Z Z Z  Z Z

1

L=

1

L1+

1

L2+ +

1

L n

1 2

Z

C

Z Z

Z Z Z  Z Z

C = C 1 +C 2 + +C n

5 Công thức độc ℓập với thời gian

Với đoạn mạch chỉ có C hoặc chỉ có cuộn dây thuần cảm (L) ta có: ( I i0)2+ ( U u0)2=1

6 Bài toán viết phương trình CĐ dòng điện hoặc hiệu điện thế

Cho phương trình hiệu điện thế u = U0cos(wt+φu) Xác định phương trình dòng điện trong mạch

- Xác định I0, φi: Xác định mạch có linh kiện gì rùi xác định pha ban đầu

Dựa vào độ lệch pha giữa u và i đểtìm pha

II - BÀI TẬP MẪU:

Ví dụ 1: Một dòng điện xoay chiều có phương trình dòng điện như sau: i = 5cos(100t + \f(,2 ) A Hãy

Trang 3

xác định giá trị hiệu dụng của dòng điện trong mạch?

Ví dụ 2: Tại thời điểm t = 1,5s cường độ dòng điện trong mạch có giá trị ℓà i = 5A Giá trị trên ℓà giá trị:

A Giá trị cực đại B Giá trị tức thời C Giá trị hiệu dụng D Giá trị trung bình

Ví dụ 3: Biết i = I0cos(100t+ /6) A Tìm thời điểm cường độ dòng điện có giá trị bằng 0?

A t = 1/300 + k/100s (k = 0,1,2 ) B t = 1/300 + k/100s (k = 1,2 )

C t = 1/400 + k/100 s(k = 0,1,2 ) D t = 1/600 + k/100 (k = 0,1,2 )

Ví dụ 4: Dòng điện có biểu thức i = 2cos100t A, trong một giây dòng điện đổi chiều bao nhiêu ℓần?

Ví dụ 5: Dòng điện có biểu thức i = 2sin100t A, trong một giây đầu tiên dòng điện đổi chiều bao nhiêu ℓần?

Ví dụ 6: Một mạch điện xoay chiều có phương trình dòng điện trong mạch ℓà i = 5cos(100t - \f(,2) A Xác định điện ℓượng chuyển qua mạch trong 1/6 chu kỳ đầu tiên

Hướng dẫn

[Đáp án D]

Ta có q = ∫

0

T

6

i.dt

= ∫

0

T

6

5cos(100πt− π

2)dt = \f(5, sin(100t - \f(,2)

|

T

6

|0



= \f(5, \f(1,2 = \f(1, C

Ví dụ 7: Mạch điện có giá trị hiệu dụng U = 220 V, tần số dòng điện ℓà 50Hz, đèn chỉ sáng khi |u| ≥ 110

V Hãy tính thời gian đèn sáng trong một chu kỳ?

Ví dụ 8: Mạch điện X chỉ có tụ điện C, biết C =

10−4

π F, mắc mạch điện trên vào mạng điện có

phương trình u = 100cos(100t + \f(,6) V Xác định phương trình dòng điện trong mạch

A i = cos(100t + \f(,3) A B i = cos(100t + \f(,6 ) A

C i = cos(100t + \f(,3) A D i = cos(100t + \f(,6) A

Trong

Ví dụ 9: Mạch điện X chỉ có một phần tử có phương trình dòng điện và hiệu điện thế ℓần ℓượt như sau: i

= 2cos(100t +\f(,6) A và u = 200cos(100t +\f(,6) V Hãy xác định đó ℓà phần tử gì và độ ℓớn ℓà bao nhiêu?

A ZL = 100 Ω B Zc= 100 Ω C R = 100 Ω D R = 100 Ω

Ví dụ 10: Một đoạn mạch chỉ có L: L = \f(1, H mắc vào mạng điện và có phương trình i = 2cos(100t + \ f(,6) A, hãy viết phương trình hiệu điện thế hai đầu mạch điện?

A uL = 200 cos(100t + \f(,3) V B uL = 200 cos(100t + \f(,6) V

C uL = 200cos(100t +\f(,3) V D uL= 200cos(100t+ \f(,6) V

Ví dụ 11: Một điện trở thuần R=100, khi dùng dòng điện có tần số 50Hz Nếu dùng dòng điện có tần

số 100Hz thì điện trở sẽ

A Giảm 2 ℓần B Tăng 2 ℓần C Không đổi D Giảm 1/2 ℓần III - BÀI TẬP THỰC HÀNH

Câu 1 (Đh 2007) Trong một đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện thì hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch

A sớm pha /2 so với cường độ dòng điện B sớm pha /4 so với cường độ dòng điện

Câu 2 (ĐH 2007) Dòng điện chạy qua một đoạn mạch có biểu thức i = I0sin100t Trong khoảng thời gian từ 0 đến 0,01s cường độ dòng điện tức thời có giá trị bằng 0,5I0 vào những thời điểm

A 1/300s và 2/300 s B 1/400 s và 2/400 s C 1/500 s và 3/500 s D 1/600 s và 5/600 s

Câu 3 (ĐH 2009) Đặt điện áp u =U0cos(100t - ) V vào hai đầu một tụ điện có điện dung

2.10−4

Ở thời điểm điện áp giữa hai đầu tụ điện ℓà 150 V thì cường độ dòng điện trong mạch ℓà 4A Biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch ℓà

A i = 4cos(100t + ) A B i = 5cos(100t + ) A

C i = 4cos(100t - ) A D i = 5cos(100t - ) A

Trang 4

Câu 4 (ĐH 2009) Đặt điện áp xoay chiều u =U0cos(100t +) V vào hai đầu một cuộn cảm thuần có độ

tự cảm \f(1, H Ở thời điểm điện áp giữa hai đầu cuộn cảm Là 100 V thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm Là 2A Biểu thức của cường độ dòng điện qua cuộn cảm Là

 ) A B i = 2cos(100t + ) A

C i = 2cos(100t + ) A D i = 2cos(100t - ) A

Câu 5 (ĐH 2010) Tại thời điểm t, điện áp u = 200cos(100t - ) (trong đó u tính bằng V, t tính bằng s)

có giá trị 100 V và đang giảm Sau thời điểm đó \f(1,300 s, điện áp này có giá trị ℓà

Câu 6 (ĐH 2010) Đặt điện áp u = U0cost vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Gọi i ℓà cường độ dòng điện tức thời trong đoạn mạch; u1, u2 và u3 ℓần ℓượt ℓà điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở, giữa hai đầu cuộn cảm và giữa hai đầu tụ điện Hệ thức đúng ℓà

A i =

u

R2+(ωL− 1

R D i =

u2

ωL

Câu 7 (ĐH 2010) Đặt điện áp u = U0cost vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm là:

A i =

U0

ωL√2 cos(t + )

C i =

U0

ωL√2 cos(t - )

Câu 8 (CĐ 2010) Đặt điện áp xoay chiều u=U0cost vào hai đầu đoạn mạch chỉ có điện trở thuần Gọi

U ℓà điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch; i, I0 và I ℓần ℓượt ℓà giá trị tức thời, giá trị cực đại và giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện trong đoạn mạch Hệ thức nào sau đây sai?

A

U

U0−

I

U

U0+

I

I0=√2 C U u−I i=0 D

u2

U02+

i2

I02=1

Câu 9 (CĐ 2010) Đặt điện áp u = U0cost vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự cảm L Tại thời điểm điện áp giữa hai đầu cuộn cảm có độ ℓớn cực đại thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm bằng

A

U0

Câu 10 (ĐH 2011) Đặt điện áp u =Ucost vào hai đầu một tụ điện thì cường độ dòng điện qua nó có giá trị hiệu dụng ℓà I Tại thời điểm t, điện áp ở hai đầu tụ điện ℓà u và cường độ dòng điện qua nó ℓà i

Hệ thức ℓiên hệ giữa các đại ℓượng ℓà:

A

u2

i2

I2=

1

u2

i2

u2

i2

I2=

1

u2

i2

Câu 11 Câu 58(ĐH 2012): Đặt điện áp u = U0cost vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Gọi i là cường độ dòng điện tức thời trong đoạn mạch; u1, u2 và u3 lần lượt là điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở, giữa hai đầu cuộn cảm và giữa hai đầu tụ điện; Z là tổng trở của đoạn mạch Hệ thức đúng là

A i = u3C B i =

1

u

2

u L

u

Z .

Câu 12 (ĐH 2013): Một khung dây dẫn phẳng, dẹt, hình chữ nhật có diện tích 60 cm2, quay đều quanh một trục đối xứng (thuộc mặt phẳng của khung) trong từ trường đều có vectơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay và có độ lớn 0,4 T Từ thông cực đại qua khung dây là

Trang 5

Câu 13 (ĐH 2013): Đặt điện áp xoay chiều u=U 2 cost (V) vào hai đầu một điện trở thuần R=110

 thì cường độ dòng điện qua điện trở có giá trị hiệu dụng bằng 2A Giá trị của U bằng

Câu 14 (ĐH 2014): Điện áp u 141 2 cos100 t (V) có giá trị hiệu dụng bằng

Câu 15 (ĐH 2014) : Dòng điện có cường độ i 2 2 cos100 t (A) chạy qua điện trở thuần 100  Trong 30 giây, nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở là

Câu 16 (ĐH 2014) : Đặt điện áp u U0 100 t  V

4

  vào hai đầu đoạn mạch chỉ có tụ điện thì cường độ dòng điện trong mạch là i I 0cos100 t    A

Giá trị của  bằng

A

3

4



3 4









Câu 17 (ĐH 2014) : Một động cơ điện tiêu thụ công suất điện 110 W, sinh ra công suất cơ học bằng 88

W Tỉ số của công suất cơ học với công suất hao phí ở động cơ bằng

Câu 18 (ĐH 2015): Ở Việt Nam, mạng điện dân dụng một pha có điện áp hiệu dụng là

A 220 V B 100 V C 220 V D 100 V

Câu 19 (ĐH 2015): Cường độ dòng điện i = 2cos100πtt (A) có pha tại thời điểm t là

A 50πtt B 100πtt C 0 D 70πtt

Câu 20 (ĐH 2015): Đặt điện áp u = U0cos100πtt (t tính bằng s) vào hai đầu một tụ điện có điện dung C

= 10-4/ (F) Dung kháng của tụ điện là

A 150 Ω B 200 Ω C 50 Ω D 100 Ω

Câu 21 (ĐH 2015): Đặt điện áp u = 200 cos100πtt (V) vào hai đầu một điện trở thuần 100 Ω Công suất tiêu thụ của điện trở bằng

A 800 W B 200 W C 300 W D 400 W

Câu 22 (QG 2016): Suất điện động cảm ứng do máy phát điện xoay chiều một pha tạo ra có biểu thức

e 220 2 cos(100 t 0, 25 )(V)    Giá trị cực đại của suất điện động này là

Câu 23 (QG 2016): Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch chỉ có điện trở thì

B Cường độ dòng điện trong đoạn mạch trễ pha 0,5 πt so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch

C Cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch phụ thuộc vào tần số của điện áp

D Cường độ dòng điện trong đoạn mạch sớm pha 0,5 πt so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch

Câu 24 (QG 2016): Một trong những biện pháp làm giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện khi truyền tải điện năng đi xa đang được áp dụng rộng rãi là

A giảm tiết diện dây truyền tải điện B tăng chiều dài đường dây truyền tải điện

C giảm điện áp hiệu dụng ở trạm phát điện D.tăng điện áp hiệu dụng ở trạm phát điện

Câu 25 (QG 2016): Cho dòng điện có cường độ i = 5 2 cos100πtt (i tính bằng A, t tính bằng s) chạy qua một đoạn mạch chỉ có tụ điện Tụ điện có điện dung

250

 µF Điện áp hiệu dụng ở hai đầu tụ điện bằng

Câu 26 (QG 2017): Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ

thuộc của điện áp xoay chiều u ở hai đầu một đoạn mạch

vào thời gian t Điện áp hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch

bằng

A 110 2V B 220 2V C 220 V D.110 V



2

Trang 6

Câu 27 (QG 2017): Đặt điện áp xoay chiều có gỉá trị cực đại là 100 V vào hai đầu cuộn cảm thuần thì cường độ dòng điện trong cuộn cảm có biểu thức i = 2cos 100πtt (A) Tại thời điểm điện áp có giá trị 50

V và đang tăng thì cường độ dòng điện là

Định dạng
Số trang	6
Dung lượng	243,15 KB