Muốn cho cường độ dòng điện tức thời cùng pha với điện áp tức thời ở hai đầu đoạn mạch thì phải mắc nối tiếp thêm vào đoạn mạch nói trên một tụ điện có điện dung C bằng bao nhiêu.. Tính [r]
Trang 1BÀI 15 CÔNG SUẤT TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU.
HỆ SỐ CÔNG SUẤT CỘNG HƯỞNG ĐIỆN.
I.BÀI TẬP TỰ LUẬN.
Bài 1. Một mạch điện xoay chiều RLC có điện trở thuần R = 110 được mắc vào điện áp
220 2 os(100 )
2
u c t
(V) Biết hệ số công suất của mạch có giá trị lớn nhất a.Tính CĐDĐ hiệu dụng, tổng trở đoạn mạch và độ lệch pha giữa u so với i.
b.Tính công suất tiêu thụ của mạch.
ĐS:a.2(A); 110Ω; 0b 440W.
Bài 2. Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm một tụ điện có dung kháng ZC 200 và một cuộn dây mắc nối tiếp Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch trên một điện áp xoay chiều có biểu thức
) )(
3 100 cos(
2
thì thấy điện áp giữa hai đầu cuộn dây có giá trị hiệu dụng là 120V và sớm
pha
2
so với điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch.
a.Chứng tỏ cuộn dây không thuần cảm Tính cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch và tổng trở của cuộn dây.
b.Tính công suất tiêu thụ của cuộn dây.
ĐS:a.0,6 2(A);100 2()b.72 W.
Bài 3. Đặt điện áp u100 2 cos100 t (V) vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh với C, R có
độ lớn không đổi và L2H
Khi đó điện áp hiệu dụng ở hai đầu mỗi phần tử R, L, C có độ lớn như nhau. a.Tính cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch
b.Tính công suất tiêu thụ của đoạn mạch.
ĐS:a.0,5(A) b 50W
Bài 4 Đặt điện áp xoay chiều u=120 cos(100t+/3)(V) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây thuần cảm L,một điện trở R và một tụ điện có C= F mắc nối tiếp.Biết điện áp hiệu dụng trên cuộn dây L và trên tụ điện C bằng nhau và bằng một nửa trên R Tính công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đó.
ĐS: 360W
Bài 5. Cho đoạn mạch RLC như hình vẽ R=100 , cuộn dây thuần cảm
có độ tự cảm L = 2H
π và tụ điện có điện dung C Biểu thức điện áp tức thời giữa hai điểm A và N là:
AN
u = 200cos100πt (V) Tính công suất tiêu thụ trong đoạn mạch.
ĐS: 80W.
Bài 6. Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp Đoạn AM gồm điện trở thuần R =
100 mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần L 1( H )
Đoạn MB là tụ điện có điện dung C Biểu thức điện
áp trên đoạn mạch AM và MB lần lượt là: 100 2 cos(100 )( )
4
AM
và
200 cos(100 )( )
2
MB
.Tính hệ số công suất của đoạn mạch AB.
2
2
103
Hình vẽ
Trang 2ĐS: 2
2
cos
Bài 7. Một mạch điện AB gồm một điện trở R = 50 Ω, mắc nối tiếp với một cuộn dây có độ tự cảm
)
(
1
H
L
và điện trở hoạt động r = 50 Ω Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều
) )(
100 cos(
2
a Tính công suất tỏa nhiệt của đoạn mạch.
b Muốn cho cường độ dòng điện tức thời cùng pha với điện áp tức thời ở hai đầu đoạn mạch thì phải mắc nối tiếp thêm vào đoạn mạch nói trên một tụ điện có điện dung C bằng bao nhiêu ? Tính công suất tỏa nhiệt của đoạn mạch điện lúc đó.
ĐS: a P = 50 (W) b. 10 ( )
4
F C
PMax= 100 (W) Bài 8. Mạch điện gồm điện trở thuần R = 50Ω một cuộn đây thuần cảm có L = 1/π(H) và một tụ điện
) (
10
.
2 4
F
C
mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp u 220 2cos100 t(V)
a.Tính cường độ hiệu dụng của mạch
b.Cần mắc thêm với tụ C một tụ điện C’ như thế nào để điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở bằng điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch.
ĐS: a I=2,2 2 (A), b.mắc nt C’= 2.10-4/πF.
Bài 9. Mạch điện gồm điện trở thuần R = 100Ω một cuộn đây thuần cảm có L = 1/πH và một tụ điện
)
(
2
10 4
F
C
mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp )( )
3 100 cos(
2
a.Tính cường độ hiệu dụng của mạch
b.Cần mắc thêm với cuộn thuần cảm L một một cuộn thuần cảm L khác như thế nào để tổng trở hai đầu'
đoạn mạch đạt giá trị cực tiểu Tính L '
ĐS: a I=1,1 2 (A), b.mắc nt L = 1/π(H).'
II.BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM.
Câu 1: Một cuộn dây khi mắc vào hiệu điện thế xoay chiều 50V–50 Hz thì cường độ dòng điện qua
cuộn dây là 0,2 A và công suất tiêu thụ trên cuộn dây là 1,5W Hệ số công suất của mạch là
Câu 2: Một tụ điện có điện dung C=5,3Fmắc nối tiếp với điện trở R=300 thành một đoạn mạch Mắc đoạn mạch này vào mạng điện xoay chiều 50Hz Hệ số công suất của mạch là
Câu 3: Một đoạn mạch điện gồm điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp Điện áp
hiệu dụng trên các phần tử nói trên lần lượt là: 40V, 80 V, 50 V Hệ số công suất của đoạn mạch bằng:
Câu 4: Một đoạn mạch gồm một cuộn dây có điện trở r 5 và độ tự cảm L 25 102H
tiếp với một điện trở thuần R 20 Đặt vào hai đoạn mạch một điện áp xoay chiều
) ( ) 100 cos(
2
u .Cường độ dòng điện qua mạch và công suất của đoạn mạch lần lượt có giá trị:
Câu 5: Tính công suất tiêu thụ trong một mạch điện xoay chiều có điện áp cực đại U0 100 V , cường độ dòng điện cực đại I 2 A và độ lệch pha của điện áp và dòng điện là 350
Trang 3A 9W B 41 W C 82 W D 123 W
Câu 6: Một tụ điện dung C = 5,3Fmắc nối tiếp với điện trở R=300 thành một đoạn mạch Mắc đoạn mạch này vào mạng điện xoay chiều 220V – 50Hz Điện năng mà đoạn mạch tiêu thụ trong một phút là
Câu 7: Một đoạn mạch gồm một cuộn dây và một điển trở thuần mắc nối tiếp Nếu đặt vào hai đầu
đoạn mạch điện áp một chiều 24 V thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là 0,48 A Nếu đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch thì cường độ hiệu dụng của dòng điện qua đoạn mạch là 1A Công suất tiêu
thụ của đoạn mạch lúc mắc với điện áp xoay chiều là:
Câu 8: Một đoạn mạch gồm một điện trở R mắc nối tiếp với một tụ điện Hệ số công suất của đoạn
mạch là 0,5 Tỉ số giữa dung kháng của tụ điện và điện trở R là:
Câu 9: Cho đoạn mạch AB gồm một điện trở R 12 và một cuộn cảm L Điện áp giữa hai đầu của R là U1 4 V và giữa hai đầu AB là UAB 5 V Công suất tiêu thụ trong mạch là:
Câu 10: Đoạn mạch xoay chiều như hình vẽ R =100Ω, C =
4
10
F
, f =50Hz, UAM=200V
UMB=100 2 (V), uAM lệch pha 5
12 rad
so với uMB Tính công suất của mạch
Câu 11: Cho mạch điện như hình vẽ:.uAB= 200cos100πt (V);
R= 100W; C = 0,318.10-4
F.Cuộn dây có độ tự cảm L thay đổi được Xác định Độ tự cảm L để hệ số công suất của mạch lớn nhất? Công suất tiêu thụ lúc đó là bao nhiêu? Hãy chọn đáp án đúng trong các đáp án sau:
A.L =
π
1
H;P = 200W B.L = 1
2π H; P = 240W C.L = π
2 H; P =150W D.Một cặp giá trị khác.
Câu 12: Cho mạch điện gồm R, L, C mắc nối tiếp Cho L = 1/π2H, C = 100μF Đặt vào hai đầu mạch
điện một hiệu điện thế xoay chiều u = 100cos(2πft)V, trong đó tần số f thay đổi được Khi công suất trong
mạch đạt giá trị cực đại thì tần số là
A f = 100 Hz B f = 60 Hz C f = 100π Hz D f = 50Hz.
Câu 13: Mạch RLC mắc nối tiếp có R = 100 ( ); L = 1 / (H); C =
2
104 (F) Đặt vào hai đầu đầu đoạn mạch một hiệu điện thế xoay chiều uAB = 120 2 sin ( t) (V), trong đó tần số góc thay đổi được.Để công suất tiêu thụ điện của đoạn mạch cực đại thì tần số góc nhận giá trị
A.100(rad/s) B 100 2 (rad/s) C 120(rad/s) D 100 2(rad/s)
Câu 14: Cho mạch điện R, L ,C ghép nối tiếp nhau Cho R = 10 Ω, L = 1/10 H, tần số dòng điện f =
50 Hz, hỏi tụ C có giá trị là bao nhiêu thì công suất tiêu thụ trong mạch đạt cực đại:
A C = /100 F B C = 1/1000 F C C = 1/10000 F D C = 1/10 F
Câu 15: Đặt vào hai đầu một tụ điện một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi
và tần số 50Hz thì cường độ hiệu dụng qua tụ là 4A Để cường độ hiệu dụng qua tụ bằng 1A thì tần số của dòng điện phải bằng:
L,
A
Trang 4Câu 16: Cho một đoạn mạch RLC nối tiếp Biết ( )
4
10 ),
(
F C
H L
Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế xoay chiều có biểu thức:u 120 2sin100 t(V) với R thay đổi được Điều chỉnh
R để cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch đạt cực đại Khi đó câu nào trong các câu dưới đây sai:
A Cường độ hiệu dụng trong mạch là Imax=2A; B Công suất mạch là P = 240 W.
độ dòng điện qua mạch : Tính công suất tiêu thụ của đoạn mạch?
Câu 18: Cho đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh Điện trở R=50( ), cuộn dây thuần cảm
và tụ Điện áp hai đầu mạch: Công suất toàn mạch:
Câu 19: Điện áp hai đầu đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp là 200 2 os 100
t-3
u c V
, cường độ
dòng điện qua đoạn mạch là i 2 cos100 t A( ) Công suất tiêu thụ của đoạn mạch bằng
Câu 20: Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ R=50( );
; Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là
A P=180(W) B P=240(W)
C P=280(W) D P=50(W)
Câu 21: Cho mạch R, L, C mắc nối tiếp, cuộn dây thuần cảm. Biết cường
độ dòng điện trong mạch có giá trị hiệu dụng là (A), và lệch pha so với điện áp hai đầu mạch một góc 36,80 Tính công suất tiêu thụ của mạch ?
6 100 cos(
2
vào hai đầu một đoạn mạch
RLC mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện trong mạch là )( )
6 100 cos(
2
Công suất tiêu thụ trong mạch là
A P = 400W B P = 400 3 W C P = 200W D P = 200 3 W
Câu 23: Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R, cuộn dây có hệ số tự cảm L và điện
trở hoạt động r, tụ điện có điện dung C Điện trở R có giá trị có thể thay đổi được, điều chỉnh R để công suất tiêu thụ của mạch đạt giá trị lớn nhất Khi đó
A hệ số công suất của mạch bằng 1 B hệ số công suất của mạch bằng 2
2 .
C điện áp và dòng điện lệch pha nhau góc π/2 D điện áp và dòng điện cùng pha với nhau.
Câu 24: Cho mạch điện xoay chiều gồm biến trở R, cuộn dây không thuần cảm và tụ C mắc nối tiếp,
với ZC> ZL Điều chỉnh R để công suất tiêu thụ trên mạch lớn nhất, khi đó
A tổng trở của mạch lớn gấp 2 lần điện trở R.
B tổng trở của mạch lớn gấp 2 lần dung kháng ZC.
C tổng trở của mạch lớn gấp 2 lần cảm kháng Z
) )(
4 100 cos(
2
) )(
12 100 cos(
2
)
(
1
H
L
22
103
F C
)
(
100 V
Uñ r 20 ( )
) )(
100 cos(
2
Trang 5D. tổng trở của mạch lớn gấp 2 lần tổng trở thuần của mạch.