Dong dien xoay chieu nang cao

A.Cường độ dòng điện trong mạch giảm xuống rồi tăng lên B.Hệ số công suất mạch tăng lên rồi giảm xuống U2 P R rồi giảm xuống C.Công suất mạch tăng lên đến D.Hệ số công suất mạch chỉ tăn[r]

MỤC LỤC

1 Đại cương về dòng điện xoay chiều 2

2 Các mạch điện xoay chiều 2

3 Mạch có R,L,C mắc nối tiếp 2

a) Định luật Ôm ,độ lệch pha giữa cường độ dòng điện và điện áp hai đầu mạch 2

b) Giá trị tức thời 3

c) Độ lệch pha giữa các đoạn mạch 3

d) Bài toán hộp đen 5

e) Mạch có R thay đổi 6

f) Mạch R,L,C có L biến thiên 8

g) Mạch R,L,C có C biến thiên 13

h) Mạch có f(ω) biến thiên 19

i) Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều Hệ số công suất 23

4 Máy biến áp 30

5 Máy phát điện xoay chiều một pha 32

6 Máy phát điện xoay chiều ba pha 33

7 Động cơ không đồng bộ 34

8 Giải toán bằng giản đồ véc tơ 35

1. Đại cương về dòng điện xoay chiều

Câu 1: ĐH-2010:Tại thời điểm t, điện áp u = 200 2cos(100πt-2

) (trong đó u tính bằng V, t tính bằng s) có giá trị và đang giảm Sau thời điểm đó

Câu 3: Đặt điện áp xoay chiều vào vào hai đầu một cuộn cảm thuần có độ tự cảm

A u = 150cos(100πt + 3



) V

C u = 75 2 cos(100πt + 3



) V

Câu 4: ĐH2012 Khi đặt vào hai đầu một cuộn dây có độ tự cảm

0,4

 H một hiệu điện thế một chiều 12 V thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là 0,4 A Sau đó, thay hiệu điện thế này bằng một điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz và giá trị hiệu dụng 12 V thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn dây bằng

A 0,30 A B 0,40 A C 0,24 A D 0,17 A

a) Định luật Ôm ,độ lệch pha giữa cường độ dòng điện và điện áp hai đầu mạch

Câu 5: Cho mạch gồm điện trở thuần R, tụ điện C và cuộn dây thuần cảm L mắc nối tiếp Khi

chỉ nối R,C vào nguồn điện xoay chiều thì thấy dòng điện i sớm pha /4 so với điện áp đặt vào mạch Khi mắc cả R, L, C vào mạch thì thấy dòng điện i chậm pha /4 so với điện áp hai đầu

đoạn mạch Mối liên hệ nào sau đây là đúng

A ZC = 2ZL; B R = ZL = ZC; C ZL= 2ZC; D ZL = ZC

Câu 6:Đoạn mạch xoay chiều gồm một cuộn dây mắc nối tiếp với một tụ điện Điện áp hiệu

dụng giữa hai đầu cuộn dây, giữa hai bản tụ, hai đầu đoạn mạch lần lượt là UL, UC, U Biết UL =

UC 2 và U = UC Nhận xét nào sau đây là đúng với đoạn mạch này?

A Cuộn dây có điện trở thuần không đáng kể và dòng điện trong mạch cùng pha với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch;

B Do UL > UC nên ZL > ZC và trong mạch không thể thực hiện được cộng hưởng;

C Cuộn dây có điện trở thuần đáng kể và dòng điện trong mạch cùng pha với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch;

D Cuộn dây có điện trở thuần đáng kể và dòng điện trong mạch vuông pha với điện áp giữa haiđầu đoạn mạch;

Câu 7: Đặt vào hai đầu đoạn mạch R,L,C mắc nối tiếp một điện áp u U 2 osc  t

.Cho biết R 2

F.Khiđiện áp tức thời giữa hai đầu điện trở bằng 110 3 Vthì điện áp tức thời giữa hai đầu cuộn dây có độ lớn

c) Độ lệch pha giữa các đoạn mạch

Câu 12: Đặt vào hai đầu đoạn mạch xoay chiều nối tiếp theo thứ tự RLC một hiệu điện thế

xoay chiều thì hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch vuông pha với hiệu điện thế hai đầu đoạn

mạch chứa RL, đoạn mạch lúc đó

A có u sớm pha hơn i

B xảy ra cộng hưởng

C có hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu tụ C đạt cực đại

D có công suất tỏa nhiệt trên R cực đại.

Câu 13: Cho đoạn mạch xoay chiều như hình vẽ trong đó

R=20;

410

200 3 Ωmắc nối tiếp, M là điểm giữa L và R, N là điểm giữa của R và C

Kết quả nào sau đây không đúng ?

A Điện áp hai đầu đoạn AN sớm pha hơn điện áp hai đầu đoạn mạch AB là 2π/3

B Cường độ dòng điện trễ pha π/3 so với điện áp hai đầu đoạn mạch

C Điện áp hai đầu đoạn AN sớm pha hơn điện áp hai đầu đoạn mạch là 2π/3

D Điện áp hai đầu đoạn mạch sớm pha hơn điện áp hai đầu tụ điện là π/6

Câu 15: Hai cuộn dây mắc nối tiếp trong một mạch điện xoay chiều, điện áp trên chúng cócùng giá trị hiệu dụng nhưng lệch pha nhau là / 3 Cuộn 1 có điện trở thuần r1 lớn gấp

Câu 16: Một đoạn mạch gồm một điện trở thuần mắc nối tiếp với một tụ điện Biết điện áphiệu dụng giữa hai đầu mạch là 150V,giữa hai đầu tụ điện là 75V Điện áp tức thời giữa hai đầu tụ điện chậm pha với so với điện áp hai đầu đoạn mạch một góc :

23

 Điện dung của tụ điện bằng

4103

Câu 21: ĐH2012 Đặt điện áp u = U0cos t (U0 và  không đổi) vào hai đầu đoạn mạch

AB theo thứ tự gồm một tụ điện, một cuộn cảm thuần và một điện trở thuần mắc nối tiếp Gọi M là điểm nối giữa tụ điện và cuộn cảm Biết điện áp hiệu dụng giữa hai đầu AM bằng điện áp hiệu dụng giữa hai đầu MB và cường độ dòng điện trong đoạn mạch lệch pha12

Câu 22: ĐH2013 Đoạn mạch nối tiếp gồm cuộn cảm thuần ,đoạn mạch X và tụ điện ( hình

vẽ ).Khi đặt vào hai đầu A,B điện áp u AB U c o ost( , ,U o 

và φ không đổi ) thì LCω2=1,UAN=25 2 V và UMB=50 2 V,đồng thời UAN sớm pha 3



so với UMB.Giá trị của

U0 là

d) Bài toán h p đen ộ

Câu 23: Đặt một hiệu điện thế xoay chiều vào đoạn mạch PMQ nối tiếp theo thứ tự PM

chứa R, C và MQ chứa hộp đen X Khi có biểu thức của giá trị hiệu dụng U PQ U PM U MQ

thì ta luôn có kết luận:

A điện áp u PM và u X cùng pha

B X không thể chứa đầy đủ các phần tử RLC mắc nối tiếp.

C tổng trở đoạn mạch RC bằng tổng trở hộp X

D công suất đoạn mạch RC bằng công suất hộp X.

Câu 24: Đoạn mạch xoay chiều có 2 trong 3 phần tử R,L,C mắc nối tiếp Khi đặt vào 2 đầu mạch một điện áp xoay chiều u = 220 2 cos(100t - /2) V, dòng điện qua mạch có Biểu thức i = 5 2 cos(100t - /4) a thì đoạn mạch gồm :

C L, C nối tiếp ( UL>UC) D L, C nối tiếp ( UC>UL)

Câu 25: Ba linh kiện tụ điện, điện trở, cuộn dây được đặt riêng biệt trong ba hộp kín có đánh số bên ngoài một cách ngẫu nhiên bằng các số 1, 2, 3 Tổng trở của mỗi hộp đối với một dòng điện xoay chiều có tần số xác định đều bằng 1k Tổng trở của hộp 1,2 mắc nối tiếp đối với dòng xoay chiều đó là Z12 = 2k Tổng trở của hộp 2, 3 mắc nối tiếp đối với

dòng điện xoay chiều đó là Z23 = 0,5k Từng hộp 1, 2, 3 là gì?

A Hộp 1 là điện trở, hộp 2 là cuộn dây, hộp 3 là tụ điện

B Hộp 1 là tụ điện, hộp 2 là điện trở, hộp 3 là cuộn dây

C Hộp 1 là điện trở, hộp 2 là tụ điện , hộp 3 là cuộn dây

D Hộp 1 là cuộn dây, hộp 2 là tụ điện, hộp 3 là điện trở

Cuộn dây có điện trở ,hộp 1 và 2 là điện trở và tụ ,hộp 2 và 3 là cuộn dây và tụ

Vậy 1 là điện trở 2 là tụ và 3 là cuộn dây

Câu 26: Đặt một hiệu điện thế xoay chiều vào đoạn mạch PMQ nối tiếp theo thứ tự PM

chứa R, C và MQ chứa hộp đen X Khi có biểu thức của giá trị hiệu dụng U PQ U PM U MQ

thì ta luôn có kết luận:

A điện áp u PM và u X cùng pha

B X không thể chứa đầy đủ các phần tử RLC mắc nối tiếp.

C tổng trở đoạn mạch RC bằng tổng trở hộp X

D công suất đoạn mạch RC bằng công suất hộp X.

Câu 27:Đoạn mạch xoay chiều gồm hai phần tử X và Y mắc nối tiếp Khi đặt vào hai đầu đoạn

mạch một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng là U thì hiệu điện thế giữa hai đầu phần

tử X là 3U, giữa hai đầu phần tử Y là 2U Hai phần tử X, Y tương ứng là:

D.21

f) M ch R,L,C có L bi n thiên ạ ế

Đoạn mạch RLC có L thay đổi:

ZL

R

ZCZ

2 2

 

2 2

A.thay đổi R để điện áp hiệu dụng trên điện trở R cực đại

B.thay đổi tần số f để điện áp hiệu dụng trên tụ đạt cực đại

C.thay đổi điện dung C để điện áp hiệu dụng trên tụ đạt cực đại

D.thay đổi độ tự cảm L để điện áp hiệu dụng trên điện trở R đạt cực đại

Câu 31: ĐH-2009: Đặt điện áp u = U0 cosωt vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, tụ điện và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi được Biết dung kháng của tụ điện bằng R 3 Điều chỉnh L để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt cực đại, khi đó

A điện áp giữa hai đầu điện trở lệch pha 6



so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch

B điện áp giữa hai đầu cuộn cảm lệch pha 6



so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch

C trong mạch có cộng hưởng điện

D điện áp giữa hai đầu tụ điện lệch pha 6



so với điện áp giữa

Câu 32: Đoạn mạch R,L,C có R = 40Ω và tụ điện C=

3 10

6 F



.Biết f = 50Hz Cuộn cảm phải có giá trị bao nhiêu để cường độ dòng điện trong mạch đạt giá trị cực đại :

Câu 33: Cho mạch điện như hình vẽ ,có u AB=150 2

cos100πt(V).Có R= 30Ω.Thay đổi L để UC đạt giá trị cực

đại Giá trị cực đại đó là 250V tính giá trị L :

và điện trở R = 100 Điện áp đặt vào hai đầu mạch có biểu thức u =

100 2 cos(100t) V Để khi R thay đổi thì UAM (đoạn AM chứa điện trở và tụ điện) không đổi thì giá trị của độ tự cảm là

A L = 4/5 (H) B L = 2/ (H) C L = 1/2 (H) D L = 2 / (H)

Câu 36: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp Tụ có điện dung

410

54

và 1,05 rad Khi L = L0: điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt cực đại; độ lệch pha

của điện áp ở hai đầu đoạn mạch so với cường độ dòng điện là φ Giá trị của φ gần giá trị

nào nhất sau đây?

thì IMax  URmax; PMax còn ULCMin

Lưu ý: L và C mắc liên tiếp nhau ; Lmax L

U U

2 2

tụ điện và giữ nguyên các giá trị khác Phát biểu nào sau đây là đúng

A.Độ lớn độ lệch pha giảm đi B.Tổng trở mạch giảm đi

Câu 40: Trong mạch điện xoay chiều nối tiếp RLC, đang có giá trị hiệu dụng U R đạt cực

đại và bằng 220 ,V từ đó nếu giảm C đi hai lần thì hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu RL lúc

440 V, khi đó điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm là

Câu 43:Đoạn mạch RLC nối tiếp, cuộn dây có r Biết R = 80Ω, r = 20Ω, L = 2/π(H), tụ C có thể thay đổi được Điện áp ở hai đầu đoạn mạch là: u = 120 2 sin 100πt(V) Hỏi C nhận giá trị nào thì cường dòng điện chậm pha hơn u một góc π/4? Cường độ dòng điện khi đó bằng bao nhiêu?

1 25 / ( )

C   F và C2 125 / 3 ( F) thì điện áp hiệu dụng trên tụ có cùng giá trị Để điện

áp hiệu dụng trên điện trở R đạt cực đại thì giá trị của C là

A C 50 / ( F) B C 200 / 3 ( F)

C C20 / ( F) D C100 / 3 ( F)

Câu 45: Một mạch điện gồm điện trở thuần R,cuộn cảm thuần L và tụ điện C mắc nối tiếp trong đó điện dung của tụ có thể thay đổi được Đặt vào mạch điện một điện áp xoay chiềukhi đó điện áp hiệu dụng trên mỗi phần tử lần lượt là UR=40V;UL=120V;Uc=40V.Nếu thayđổi điện dung của tụ C để hiệu điện thế giữa hai đầu Uc là 60V thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu UR bằng

Câu 46: Cho đoạn mạch xoay chiều RLC với điện dung C có thể thay đổi được giá trị Điều chỉnh Cđể thay đổi dung kháng ZC của tụ thì thấy: Khi Zc = 50Ω thì công suất tiêu thụ của mạch lớn nhất, khi

Zc = 55Ω thì điện áp hiệu dụng trên tụ lớn nhất Tính điện trở R

suất tiêu thụ trên mạch lớn nhât?

Câu 49: CĐ-2008.Một đoạn mạch RLC không phân nhánh gồm điện trở thuần 100

Ω , cuộn dây thuần cảm (cảm thuần) có hệ số tự cảm

1

 H và tụ điện có điện dung C thay đổi được Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện thế u = 200 2 sin100π t (V) Thay đổi điện dung C của tụ điện cho đến khi hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn dây đạt giá trị cựcđại Giá trị cực đại đó bằng

V

Câu 50: Đặt vào hai đầu mạch R,L,C ,một hiệu điện thế xoay chiều u=U0cos100πt(V) Có

R và cuộn dây thuần cảm L không đổi Khi thay đổi C1=

1 ( )

1000 F và C2=

1 ( )

7000 F thì

2 ( )

1 ( )

5 H

Câu 51: ĐH-2010 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V và tần số không đổi vào hai đầu A và B của đoạn mạch mắc nối tiếp theo thứ tự gồm biến trở R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi Gọi N là điểm nối giữa cuộn cảmthuần và tụ điện Các giá trị R, L, C hữu hạn và khác không Với C = C1 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu biến trở R có giá trị không đổi và khác không khi thay đổi giá trị R của biến trở Với C=

1 2

cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch AB Điều chỉnh điện dung của tụ điện đến giá trị C1

sao cho điện áp hai đầu đoạn mạch AB lệch pha 2





C

5 2.10





5 10





F

Câu 53: Trong mạch điện xoay chiều nối tiếp RLC, đang có giá trị hiệu dụng U R đạt cực

đại và bằng 220 ,V từ đó nếu giảm C đi hai lần thì hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu RL lúc

5



(F) ;L=0,1989H.Ghép tụ C1 nối tiếp với tụ C2 thì hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thuần cảm cực đại Giá trị của ZC2

C   F và C2 125 / 3 ( F) thì điện áp hiệu dụng trên tụ có cùng giá trị Để điện

áp hiệu dụng trên điện trở R đạt cực đại thì giá trị của C là

A C100 / 3 ( F) B C 50 / ( F)

C C20 / ( F) D C200 / 3 ( F)

Câu 56: ĐH 2011.Đặt điện áp xoay chiều u U 2 cos100t(U không đổi, t tính bằng s) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm1

5 H và tụ điện có điện dung C thay đổi được Điều chỉnh điện dung của tụ điện để điện

áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt giá trị cực đại Giá trị cực đại đó bằng U 3 Điện trở R bằng

Câu 57: ĐH2012 Trong giờ thực hành, một học sinh mắc đoạn mạch AB gồm điện trở thuần 40 , tụ điện có điện dung C thay đổi được và cuộn dây có độ tự cảm L nối tiếp nhau theo đúng thứ tự trên Gọi M là điểm nối giữa điện trở thuần và tụ điện Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200V và tần số 50 Hz Khiđiều chỉnh điện dung của tụ điện đến giá trị Cm thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch MB đạt giá trị cực tiểu bằng 75 V Điện trở thuần của cuộn dây là:

A 24  B 16  C 30  D 40 

Câu 58: ĐH2012 Đặt điện áp u = U0cos2 ft 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 UR, UL, UClần lượt là điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở, giữa hai đầu cuộn cảm và giữa hai đầu

tụ điện Trường hợp nào sau đây, điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch cùng pha với điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở?

Câu 59: ĐH2012 Đặt điện áp u= 150 2 cos100 t (V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần 60  , cuộn dây (có điện trở thuần) và tụ điện Công suất tiêu thụ điện của đoạn mạch bằng 250 W Nối hai bản tụ điện bằng một dây dẫn có điện trở không đáng kể Khi đó, điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở bằng điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây và bằng 50 3 V Dung kháng của tụ điện có giá trị bằng

A 60 3 B 30 3 C 15 3 D 45 3

Câu 60: ĐH2013 Đặt điện áp u=U0cosωt (V)( với U0 và ω không đổi ) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây không thuần mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C ( thay đổi được ).Khi C =C0 thì cường độ dòng điện trong mạch sớm pha hơn u là φ1(0<φ1< 2

) và điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây là 45V Khi C=3C0 thì cường độ dòng điện trong

* Khi

1

LC

 

thì IMax  URmax; PMax còn ULCMin

Lưu ý: L và C mắc liên tiếp nhau

LM

U L U

2 2

CM

U L U

CM

U L U

+ IMax hoặc PMax hoặc URMax khi    1 2  tần số f  f f1 2

Câu 62: Trong mạch R,L,C không phân nhánh đang xảy ra hiện tượng cộng hưởng Tăng

dần tần số dòng điện và giữ nguyên các giá trị khác ,kết luận nào sau đây là sai

A.cường độ trong đoạn mạch giảm đi B.dung kháng tụ điện tăng lên

Câu 64: Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp hiệu điện thế xoay chiều

0cos2 ,

u U  ft có f thay đổi được Với f  thì i trễ pha hơn f1 u Từ f1, tăng f một

cách liên tục thì thấy i cũng luôn trễ pha hơn u Giá trị hiệu dụng của dòng điện trong

mạch

Câu 65: Trong mạch xoay chiều RLC nối tiếp đang có cộng hưởng Nếu giảm tần số của nguồn điện xoay chiều đặt vào mạch thì:

A Hiệu điện thế hiệu dụng UCL sẽ giảm B Hiệu điện thế hiệu dụng URL

sẽ tăng

C Hiệu điện thế hiệu dụng UL sẽ tăng D Hiệu điện thế hiệu dụng UR sẽ giảm

Câu 66: Trong đoạn mạch xoay chiều R,L,C không phân nhánh có U,R,L và C không đổi.Khi tần số f1=50Hz và f2=25Hz thì cường độ dòng điện trong mạch có giá trị bằng

nhau Tính điện dung tụ điện C Biết tỉ số

35.10





3 10

2



3 10

A 27,7 Hz B 50 Hz C 130 Hz D 60 Hz

Câu 68: Đặt vào hai đầu đoạn mạch R,L,C nối tiếp một điện áp xoay chiều u =

U0cost(V), với  có giá trị thay đôi được Khi  = 1 = 120 rad/s hoặc  = 2 = 60 rad/s thì dòng điện trong mạch có giá trị hiệu dụng bằng nhau Để cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch cực đại thì  phải có giá trị

A 120 3  rad/s B 60 3  rad/s C 120 2  rad/s D 60 2  rad/s

Câu 69: Mạch điện xoay chiều gồm R,L (thuần cảm ),C mắc nối tiếp Hiệu điện thế giữa hai đầu mạch cố định ,Các giá trị R,L,C không đổi tần số f thay đổi Khi f= f1= 100Hz và f=f2=25Hz thì cường độ hiệu dụng qua mạch có giá trị bằng nhau ,Để cường độ dòng điệntrong mạch có giá trị cực đại thì tần số ω có giá trị

Câu 70: Trong RLC mắc nối tiếp có mạch R=100;L= 2 3 H

 Điện áp xoay chiều đặt vàođoạn mạch có biểu thức u=U 2 cos2ft,trong đóU =const còn f thay đổi được Khi f=

f1=50Hz ,dòng điện trong mạch nhanh pha 3



so với u Để dòng điện cùng pha với u thì tần số f2 bằng :