Hiệu điện thế uAB giữa hai điểm A và B được xác định bởi biểu thức u 25 6 sin100 tV Thay đổi điện trở R để cho công suất tiêu thụ trong đoạn mạch MB là cực đại.. 2 Điều chỉnh R đến g
Trang 1CHUYÊN ĐỀ NÂNG CAO DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Chuyên đề: Khảo sát sự biến thiên của công suất của mạch điện xoay chiều
I LÝ THUYẾT
2 2
2
) 1 (
C L R
RU R
Z
U
P
1 R biến thiên:
Pmax khi
C L
R 1 khi đó:
R
U P
2
2 max
2 L biến thiên hoặc C hoặc ( f)biến thiên: khi đó trong mạch xãy ra hiện tượng cộng hưởng điện khi đó:
R
U P LC
C
L
2 max
2 1;
1
II BÀI TẬP
Bài 1: Cho đoạn mạch RL; hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch làu U 2 cos100 t, R thay đổi đựơc.Biết khi R = R1 =
180 và R = R2 = 320 thì mạch có cùng công suất P = 45W Định R để công suất tiêu thụ của mạch đạt cực đại Tính Pmax
Bài 2: Cho đoạn mạch RC; u 200 2 cos100 t(V) trong đó R thay đổi đựơc;C 1.10 4F
Định R để P = Pmax Tính Pmax
Bài 3: Cho mạch điện RLC; R thay đổi được; u 100 2 cos100 ( )t V ; L= 1,4H;
2
1
Định R để công suất của mạch cực đại Tính giá trị đó
Bài 4: Cho mạch điện như hình vẽ:
Cuộn dây L thuần cảm, hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch
cos
AB
u t V , RX thay đổi được
1 Điều chỉnh để RX =R0 thì đo được các giá trị hiệu dụng UAM
= 60(V), UMN = 60 3(V),
UNB = 200(V) Biết hệ số tự cảm của cuộn dây L =0,3 3(H)
lấy tan 0,577
6
Tính R, R0, C Viết biểu thức của cường độ
dòng điện tức thời trong mạch
2 Tìm RX để công suất trên đoạn mạch NB đạt cực đại Tính giá trị cực đại đó
Bài 5: Cho mạch điện như hình vẽ, cuộn dây có điện trở thuần
r 20 và độ tự cảm 0,6
L H
tụ điện có điện dung C và một điện trở thuần R có giá trị thay đổi được Đặt vào hai điểm A, B của mạch điện 1 hiệu điện thế xoay chiều
AB
u 200 2 sin100 t (V) Bỏ qua điện trở các dây nối
Điều chỉnh giá trị của R Khi R = R1 , thì công suất tiêu thụ trên điện trờ R là lớn nhất và giá trị đó bằng 200W Tính
R1 và C1
Bài 6: Câu IX (2 điểm)
Cho một đoạn mạch AB gồm cuộn dây không thuần cảm, tụ điện có điện dung C F
3
10
và điện trở thuần có thể thay đổi giá trị (như hình vẽ)
L
C
R
1
2 V
Trang 2Hiệu điện thế uAB giữa hai điểm A và B được xác định bởi biểu thức u 25 6 sin(100 t)V Thay đổi điện trở R để cho công suất tiêu thụ trong đoạn mạch MB là cực đại Chứng minh rằng khi đó hiệu điện thế hiệu dụng UAN = UNB
Bài 7:
Cho mạch điện gồm điện trở R, cuộn dây L (có điện trở thuần không đáng kể) và tụ điện C mắc nối tiếp như hình vẽ, cho biết C F
3
10
Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế ổn định U 100cos(100t) (V) thì cường độ dòng điện trong mạch là )
6 100 cos(
i A Hỏi phải ghép thêm với tụ điện C một tụ điện Cx có điện dung bao nhiêu và ghép như thế nào để công suất của đoạn mạch AB lớn nhất?
Bài 8: Cho đoạn mạch như hình vẽ, R là biến trở, cuộn dây có độ tự cảm
3
2 và điện trở RL 25 Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế ổn định uAB 200 2 sin(100 t)V
1) Điều chỉnh R đến giá trị 25 Viết biểu thức cường độ dòng điện trong mạch
2) Điều chỉnh R đến giá trị nào thì công suất của đoạn mạch AB đạt cực đại Tính công suất cực đại đó
Chuyên đề: Xác định giá trị cực đại của điện áp hai đầu tụ điện C ( hoặc cuộn cảm L) khi điện dung C
hoặc độ tự cảm L, hoặc tần số f của mạch điện xoay chiều thay đổi
I LÝ THUYẾT
1 Nếu thay đổi f hoặc
2
2 2
2
) (
1
L
r R LC
2 Nếu L hoặc C thay đổi:
Điện áp hai đầu C đạt giá trị cực đại khi:
L
L C
Z
Z r R Z
2 2
)
Điện áp hai đầu L đạt giá trị cực đại khi:
C
C L
Z
Z R Z
2 2
II BÀI TẬP
Bài 1: Cho mạch điện như hình vẽ:
UAB160cos100 ( )t V Điều chỉnh C chi công suất đạt giá trị cực
đại và bằng 160W Khi đó 80cos(100 )( )
3
MB
u t V
a Chứng tỏ cuộn dây có điện trở r 0 Tìm r, R, L, C
b Với giá trị nào của C thì hiệu điện thế hiệu dụng đạt giá trị cực đại Tính UC Max.
Bài 2: Cho đoạn mạch AB như hình vẽ
L,r
Trang 3Điện trở thuần R = 100 , cuộn dây có độ tự cảm L = 0,318H (coi bằng 1
H
) và tụ điện có điện dung C thay đổi được Hiệu điện thế xoay chiều ở hai đầu A, B có biểu thức uAB 220 2 sin 2 ft(V) tần số f có giá trị thay đổi Các vôn
kế nhiệt V1, V2 có điện trở rất lớn, các dây nối có điện trở không đáng kể
Điều chỉnh giá trị điện dung của tụ điện đến C = C1, sau đó thay đổi giá trị của tần số f Ta thấy khi f = f1 thì số chỉ của vôn kế V2 đạt giá trị lớn nhất và giá trị lớn nhất này gấp 5
3 lần hiệu điện thế hiệu dụng của đoạn mạch AB Tính các giá trị C1 và f1
Bài 3: Một diên trở thuần R, có cuộn dây thuần càm L và 1 tụ điện C có 2L> CR2 Chúng được mắc nối tiếp với nhau rồi nói vào nguồn điện xoay chiều có tần số thay đổi, hiệu điện thế hiệu dụng không đổi Khi tần số có giá trị f1 = 40Hz thì hiệu điện thế hiệu dụng ở 2 đầu cuộn dây có giá trị cực đại Khi tần số có giá trị f2 = 90Hz thì hiệu điện thế hiệu dụng
ở 2 đầu tụ điện có giá trị cực đại Để hiệu điện thế hiệu dụng ở 2 đẩu diện trở thuần có giá trị cực đại thì phải diều chỉnh
để tần số f2 có giá trị là bao nhiêu?
Bài 4:
Cho mạch điện như hình vẽ
R = 50Ω, tụ điện có điện dung C, cuộn dây thuần cảm có hệ số tự cảm L thay đổi được Hiệu điện thế giữa A và
B luôn là: u 100 2 sin100 t(V)
1) Khi k đóng, cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch là 2 Tính điện dung C của tụ điện và viết biểu thức của cường độ dòng điện qua mạch
2) Khi k mở, phải điều chỉnh hệ số tự cảm L bằng bao nhiêu để hiệu điện thế hiệu dụng giữa M và B có giá trị cực đại
Bài 5: Cho một mạch điện xoay chiều (hình vẽ)
Điện trờ thuần R 80 ,
cuộn dây có độ tự cảm 1
và điện trở R 0 20 , tụ điện có điện dung thay đổi Hiệu điện thế đặt vào hai đầu
đoạn mạch 2 đầu AB: 200 2 sin 100 ( )
4
AB
u t V
Khi K mở, điều chỉnh giá trị của tụ điện để mạch có công suất cực đại Tính giá trị C2 của tụ điện và công suất cực đại đó
Bài 6:
Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ
Cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 0,318 H điện trở thuần R = 100 Đặt vào hai đầu đọan mạch một hiệu điện thế uAB 100 2 sin100 t(V)
a Công suất tiêu thụ trên tòan mạch lớn nhất
b Hiệu điện thế hai đầu tụ điện lớn nhất Cho
1 0,318
