ĐÁP ÁN ĐỀ MẠCH ĐIỆN.. Định nghĩa dòng điện: - Giả sử đặt vật dẫn trong điện trường, dưới tác dụng của điện trường các điện tích dương sẽ di chuyển từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện
Trang 1ĐÁP ÁN ĐỀ MẠCH ĐIỆN LỚP ĐCN.2
I Lý thuyết:
Câu 1: (2đ)
1 Định nghĩa dòng điện:
- Giả sử đặt vật dẫn trong điện trường, dưới tác dụng của điện trường các điện tích dương
sẽ di chuyển từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp hơn, còn các điện tích âm di chuyển ngược lại, tạo thành dòng điện
- Vậy dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các điện tích dưới tác dụng của lực điện trường
- Chiều dòng điện là chiều chuyển dời có hướng của các điện tích dương
2 Cường độ dòng điện:
- Cường độ dòng điện đặc trưng cho độ lớn của dòng điện, là lượng điện tích qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong một đơn vị thời gian
I = dQ/ dt + Nếu I = const thì I gọi là dòng điện ko đổi
+ Nếu I = const thì I gọi là dòng điện biến thiên
Với I ko đổi ta viết: I = Q/t
Trong đó:
Q – là lượng điện tích qua tiết diện dây dẫn trong thời gian t (culomb – c)
t – đơn vị thời gian (s)
I – là cường độ dòng điện (A) Ampe là cường độ dòng diện cứ mỗi giây có 1 culomb qua tiết diện dây dẫn:
1A = 1C / 1s
Câu 2: (2đ)
- Có 3 loại công suất: cs tác dụng, cs phản kháng, cs biểu kiến
- CS tác dụng: là cs trung bình trong 1 chu kỳ, bằng thành phần ko đổi của cs tức thời
P = UIcos = URI = I2R = 0
- CSPK: cs tức thời có phần dương, phần âm, nghĩa là nhánh có trao đổi năng lượng giữa nguồn với từ trường của cuộn cảm L và điện trường của tụ C
Q = I2X = I2XL – I2XC = QL - QC
- CSBK: đặc trưng cho khả năng chứa công suất của thiết bị:
S = UI = I2Z (VA)
- Từ tam giác tổng trở, nếu ta nhan mỗi cạnh tam giác với bình phương trị hiệu dụng dòng điện ta được 1 tam giác đồng dạng có 3 cạnh là 3 loại công suất gọi là tam giác cong suất
Q = I 2 X
Trang 2II Bài tập
Bài 1: (4đ)
E2 = 110V R4 = 4 a/ tính pp mạch vòng b/ tính I pp nút
a/ Giải bằng pp mạch vòng:
Mạch điện có n = 4 nút và m = 6 nhánh; Giả sử dòng điện đi vào mỗi nhánh có chiều như hình vẽ Xác định m – n +1 = 3 mạch vòng độc lập trên đó chọn chiều dòng điện ở mỗi vòng như hình vẽ.
E1 = R1.Iv1 + R2.Iv1 - R2.Iv2
0 = - R2.IV1 + R2.IV2 + R3.IV2 + R4.IV2 – R4.IV3
- E2 = -R4.IV2 + R4.IV3 + R5.IV3 Giải hệ phương trình trên ta sẽ có các dòng điện vòng:
E1 = (R1 + R2).Iv1 - R2.Iv2
0 = -R2.IV1 + (R2 + R3 + R4).IV2 – R4.IV3
- E2 = -R4.IV2 + (R4 + R5).IV3
120 = (1+9) Iv1 – 9.Iv2
0 = - 9.Iv1 + (9 + 2 + 4).Iv2 – 4.Iv3
110 = - 4.Iv2 + (4 + 1).Iv3
Iv2 = (-120 + 10.Iv1 )/9 = - 13,33 + 1,11.IV1
0 = - 9.Iv1 + 15.Iv2 – 4.Iv3
110 = - 4.Iv2 + 5.Iv3 = 53,33 – 4,44.IV1 + 5.Iv3
Iv2 = - 13,33 + 1,11.IV1
0 = - 9.Iv1 + 15.Iv2 – 4.Iv3
110 = 53,33 – 4,44.IV1 + 5.Iv3
Trang 3Iv2 = - 13,33 + 1,11.IV1
0 = - 9.Iv1 + 15.Iv2 – 4.Iv3 Iv3 = 11,33 + 0,89.IV1
0 = 9.Iv1 + 15.(- 13,33 + 1,11.IV1) – 4.(11,33 + 0,89.IV1)
0 = 9.Iv1 + 200 + 16,67.IV1 – 45,33 + 3,56.IV1
IV1 = 154,67/ 29,22 = 5,29
=> Iv2 = - 13,33 + 1,11.5,29 = - 7,45 (A) => Iv3 = 11,33 + 0,89.5,29 = 16,04 (A)
Tính dòng điện các nhánh theo các dòng điện vòng
I1 = IV1 = 5,29 (A) I3 = IV2 = -7,45 (A) I5 = IV3 = 16,04 (A) Nút A: I2 = I1 – I3 = 5,29 + 7,45 = 12,75 (A)
Nút B: I4 = I3 – I5 = - 7,45 – 16,04 = - 23,49 (A)
b/ Giải bằng pp đ iện thế nút :
Bài giải:
Mạch điện có 3 nút A,B,C (C trùng D) tương ứng với các điện thế điểm nút là
A, B, C Giả sử C = 0, có 2 ẩn là A và B
Điện dẫn riêng của các nút:
gAA = g1 + g2 + g3 = 1/1 + 1/9 +1/2 = (18 + 2 +9)/18 = 29/18 = 1.61 (S) gBB = g3 + g4 + g5 = ½ +1/4 +1/1 = (2 +1 + 4)/ 4 = 7/4 = 1.75 (S) gAB = g3 = ½ = 0.5 (S)
Nguồn dòng đến các nút A & B:
EgA = E1g1 = 120 (A)
EgB = E2g5 = 110 (A)
Lập hệ phương trình:
gAA.VA - gAB VB = EgA
gBB.VB - gAB VA = EgB
Trang 41.61VA – 0.5VB = 120
(3.22) - 0.5VA +1.75VB = 110
1.61VA – 0.5VB = 120
-1.61VA + 5.635VB = 354.2
VB = 474.2/5.135 = 92.35 (V)
=> VA = (120 + 0,5 92,35)/1,61 = 166,17/1,61 = 103.21 (V)
Dòng điện trong các nhánh:
I1 = (E1 – VA)/ R1 = (120 – 103.21)/1 = 16,79 (A) I2 = VA / R2 = 103.21/ 9 = 11.467 (A)
I3 = (VB – VA)/ R3 = (92.35 – 103.21)/2 = - 5.43 (A) I4 = VB/ R4 = 92.35/ 4 = 23.09 (A)
I5 = (E2 – VB)/R5 = (110 – 92.35)/1 = 17.65 (A) Dòng điện tổng:
Bài 2: (2đ)
Cho mạch điện có các thông số sau: R = 10 Ω , XL = 16 Ω , XC = 11 Ω mắc nối tiếp nhau Biết điện áp nguồn u = 2002 sin (100t + 750), V Tính dòng điện i(t) chạy trong mạch? Giải:
Tổng trở phức của mạch:
Z = R + j(XL - XC) = 10 + j(16 - 11) = 10 + j5 = 11,18 26,560 Điện áp phức của nguồn: U = 200750
Áp dụng định luật ohm: I = U/ Z = 200750 / 11,18 26,56 0 = 17,88 23,440
Trị hiệu dụng và góc pha đầu của dòng điện là: I = 17.88 (A); = 23,440
Trị số tức thời của dòng điện là: i = 17.882 sin (100t + 23,440), A
