Xem mẫu

CHƯƠNG V: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU A. LÝ HUYẾT 1. Biểu thức điện áp tức thời và dòng điện tức thời: u = U0cos( t + u) và i = I0cos( t + i) ; với I0 = I. 2 ; U0 = U. 2 Với = u – i là độ lệch pha của u so với i, có 2 j 2 2. Dòng điện xoay chiều i = I0cos(2 ft + i) * Mỗi giây đổi chiều 2f lần * Nếu pha ban đầu i = 2 hoặc i = 2 thì chỉ giây đầu tiên đổi chiều 2f­1 lần. 3. Công thức tính thời gian đèn huỳnh quang sáng 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. ­ Thời gian đèn sáng: Δt1 = 4Δj1 Với cosΔj1 = U1 , (0 < < /2) 0 M2 Tắt ­U ­U1 Sáng O Tắt M`2 M1 Sáng U1 U0 u M`1 ­ Thời gian đèn tắt: Δt2 = 4� Δ j1 Với cosΔj1 = U1 , (0 < < /2) 4. Dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch R,L,C * Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R: uR cùng pha với i, ( = u – i = 0) Khi i = Iocos(ωt+ji) thì uR = U0R.cos(ωt+ji) Khi uR = U0R.cos(ωt+ju ) thì i= Iocos(ωt+ju ) Với I = R và I0 = R ; u i= 0 0 0 Lưu ý: Điện trở R cho dòng điện không đổi đi qua và có I = U * Đoạn mạch chỉ có cuộn thuần cảm L: uL nhanh pha hơn i là /2, ( = u – i = /2) Khi i = Iocos(ωt+ji) thì uL = U0L.cos(ωt+ji+ π) Khi uL = U0L.cos(ωt+ju ) thì i= Iocos(ωt+ju 2) 2 2 Với I = ZL và I0 = ZL với ZL = L là cảm kháng; U0 + I0 =1 Lưu ý: Cuộn thuần cảm L cho dòng điện không đổi đi qua hoàn toàn (không cản trở). * Đoạn mạch chỉ có tụ điện C: uC chậm pha hơn i là /2, ( = u – i = ­ /2) Khi i = Iocos(ωt+ji) thì uC = U0C.cos(ωt+ji π) Khi uC = U0C.cos(ωt+ju ) thì i= Iocos(ωt+ju+ 2) 2 2 Với I = và I0 = 0 với ZC = là dung kháng; 2 + 2 =1 0 0 Lưu ý: Tụ điện C không cho dòng điện không đổi đi qua (cản trở hoàn toàn). Tóm tắt lí thuyết + bài tập trắc nghiệm chương 5 Đặng Thanh Phú 1 * Đoạn mạch RLC không phân nhánh Khi i = Iocos(ωt+ji) thì u= U0.cos(ωt+ji+j ) Khi u = U0.cos(ωt+ju) thì i= Iocos(ωt+ju j ) ; Với I0 = U0R = U0L = U0C = U0 L C Z= R2 +(ZL ZC)2 �U= U+ (UL UC)2 �U= U+ (U0L U0C)2 tanj = ZL RZC ;sinj = ZL ZZC ;cosj = Z với 2 j 2 + Khi ZL > ZC hay ω> LC > 0 thì u nhanh pha hơn i + Khi ZL < ZC hay ω< + Khi ZL = ZC hay ω= 1 LC 1 LC < 0 thì u chậm pha hơn i = 0 thì u cùng pha với i. Lúc đó IMax = U gọi là hiện tượng cộng hưởng dòng điện 5. Công suất toả nhiệt trên đoạn mạch RLC: * Công suất tức thời: P = UIcos + UIcos(2 t + u+ i) * Công suất trung bình: P= UIcos = I2R. 6. Đoạn mạch RLC có R thay đổi: * Imax; ULmax ;UCmax �R = 0 * Khi R= ZL­ZC �Pmax = U2 ;URmax = U 2 * Khi R=R1 hoặc R=R2 thì P có cùng giá trị. Ta có R1 + R2 = P ; R1R2 = (ZL ZC)2 2 Và khi R = R R2 thì PMax = 2 R R2 * Trường hợp cuộn dây có điện trở R0 (hình vẽ) R L,R0 C Khi R = ZL ZC R0 �P = U2 U2 A B 2 ZL ZC 2(R+ R0) Khi R = R0 +(ZL ZC)2 �PRMa= 2 U2 R0 +(ZL ZC)+ = 2R0 U2 2(R + R0) 7. Đoạn mạch RLC có L thay đổi: * Khi L = ω2C thì Imax; Pmax; URmax ;UCmax;j = 0 (u,i cùng pha); cosj max = 1 ; còn ULCMin * Khi ZL = R2 + Z2 thì ULMax = U R2 +Z2 và ULMax = U2 +UR +UC; ULMax UCULMax U= 0 C * Với L = L1 hoặc L = L2 thì UL có cùng giá trị thì ULmax khi ZL = 2(ZL1 + ZL2 )�L = L1 +L2 *Với L = L1 hoặc L = L2 thì I hoặc Pcó cùng giá trị thì ZL1 – ZC = ZC – ZL2 Tóm tắt lí thuyết + bài tập trắc nghiệm chương 5 Đặng Thanh Phú 2 * Khi ZL = ZC + 4R2 +Z2 thì URLMax = 2 2UR 4R2 +Z2 ZC Lưu ý: R và L mắc liên tiếp nhau 8. Đoạn mạch RLC có C thay đổi: * Khi C = ω2L thì Imax; Pmax; URmax ; ULmax;j = 0 (u,i cùng pha); cosj max = 1 ; còn ULCMin * Khi ZC = R2 + Z2 thì UCMax = U R2 +Z2 và UCMax = U2 + UR + UL; UCMax ULUCMax U= 0 L * Khi C = C1 hoặc C = C2 thì UC có cùng giá trị thì UCmax khi 1 = 1( 1 + 1 )�C = C1 +C2 C C1 C2 * Khi C = C1 hoặc C = C2 thì I hoặc Pcó cùng giá trị thì ZL – ZC1 = ZL – ZC2 * Khi ZC = ZL + 4R2 +Z2 thì URCMax = 2 2UR 4R2 +Z2 ZL Lưu ý: R và C mắc liên tiếp nhau 9. Mạch RLC có thay đổi: * Khi ω= 1 LC thì Imax; Pmax; URmax;j = 0 (u,i cùng pha); cosj max = 1 ; còn ULCMin * Khi ω= 1 1 L R2 = C 2 2LC 2R2C2 thì ULMax = R 2U.L 4LC R2C2 * Khi ω= 1 L R2 C 2 = 2LC R2C2 2L C2 CMax R 2U.L 4LC R2C2 * Với = 1 hoặc = 2 thì I hoặc P hoặc UR có cùng một giá trị thì IMax hoặc PMax hoặc URMax khi ω = ω1ω2 tần số f = f1 f2 10. Hai đoạn mạch AM gồm R1L1C1 nối tiếp và đoạn mạch MB gồm R2L2C2 mắc nối tiếp có UAB = UAM + UMB uAB; uAM và uMB cùng pha tanj AB = tanj AM = tanj MB 16. Hai đoạn mạch R1L1C1 và R2L2C2 cùng u hoặc cùng i có pha lệch nhau Với tanj1 = ZL1 Z 1 và tanj2 = ZL2 ZC2 (giả sử 1> 2) 1 2 tanj1 tanj 2 1 2 1+tanj1 tanj2 Trường hợp đặc biệt = /2 (vuông pha nhau) thì tan 1tan 2 = ­1. A R L M C B VD: * Mạch điện ở hình 1 có uAB và uAM lệch pha nhau Ở đây 2 đoạn mạch AB và AM có cùng i và uAB chậm pha hơn uAM AM – AB = 1+tanM AMtanj AB = tanΔj Hình 1 Nếu uAB vuông pha với uAM thì tanjAM tanj AB =­1 � ZL ZL ZC R R 1 * Mạch điện ở hình 2: Khi C = C1 và C = C2 (giả sử C1 > C2) thì i1 và i2 lệch pha nhau Ở đây hai đoạn mạch RLC1 và RLC2 có cùng uAB Gọi 1 và 2 là độ lệch pha của uAB so với i1 và i2 L M C B thì có 1 > 2 1 ­ 2 = Nếu I1 = I2 thì 1 = ­ 2 = /2 Hình 2 Tóm tắt lí thuyết + bài tập trắc nghiệm chương 5 Đặng Thanh Phú 3 Nếu I1 I2 thì tính 1+tanj1 tanj2 = tanΔj 11. Công thức máy biến áp: U1 = E1 = I2 = N1 2 2 1 2 2 12. Công suất hao phí trong quá trình truyền tải điện năng: ΔP = U2cos2j R Trong đó: P là công suất truyền đi ở nơi cung cấp U là điện áp ở nơi cung cấp cos là hệ số công suất của dây tải điện R = r l là điện trở tổng cộng của dây tải điện (lưu ý: dẫn điện bằng 2 dây) Độ giảm điện áp trên đường dây tải điện: U = IR Hiệu suất tải điện: H = P Δ P .100% Bài tập Câu 1: Một đoạn mạch RLC nối tiếp, L=1/(H), điện áp hai đầu đoạn mạch là u =100 2cos100πt(V). Mạch tiêu thụ công suất 100W. Nếu mắc vào hai đầu L một ampe kế nhiệt có điện trở không đáng kể thì công suất tiêu thụ của mạch không đổi. Giá trị của R và C là: A. 100 ,2.10 4 (F) B. 50 ,2.10 4 (F) C. 100 ,10 4 (F) D. 50 ,10 4 (F) Câu 2: Một đoạn mạch RLC nối tiếp đang có tính cảm kháng, giữ nguyên các thông số khác nếu giảm tần số dòng điện thì kết luận nào sau đây là sai? A. Công suất tiêu thụ tăng đến cực đại rồi giảm B. Tổng trở giảm, sau đó tăng C. Độ lệch pha giữa điện áp hai đầu tụ và điện áp hai đầu đoạn mạch giảm D. Độ lệch pha giữa điện áp hai đầu cuộn cảm và điện áp hai đầu đoạn mạch giảm Câu 3: Một máy biến thế có hiệu suất 80%. Cuộn sơ cấp có 150vòng, cuộn thứ cấp có 300vòng. Hai đầu cuộn thứ cấp nối với một cuộn dây có điện trở thuần 100 , độ tự cảm 318mH. Hệ số công suất mạch sơ cấp bằng 1. Hai đầu cuộn sơ cấp được đặt ở hiệu điện thế xoay chiều có U1 = 100V, tần số 50Hz. Tính cường độ hiệu dụng mạch sơ cấp. A. 2,0A B. 2,5A C. 1,8A D. 1,5A Câu 4: Một máy phát điện xoay chiều 1 pha có 4 cặp cực, rôto quay với tốc độ 900vòng/phút. Máy phát điện thứ hai có 6 cặp cực. Hỏi máy phát điện thứ hai phải có tốc độ quay của rôto là bao nhiêu thì hai dòng điện do các máy phát ra hòa được vào cùng một mạng điện? A. 750vòng/phút B. 1200vòng/phút C. 600vòng/phút D. 300vòng/phút Câu 5: Người ta cần truyền một công suất điện một pha 10000kW có điện áp hiệu dụng 50kV đi xa. Mạch điện có hệ số công suất cos = 0,8. Muốn cho năng lượng hao phí trên đường dây nhỏ hơn 10% năng lượng cần truyền thì điện trở của đường dây phải có giá trị: A. R < 16 B. R < 4 C. R < 20 D. R < 25 Câu 6: Đặt vào hai đầu mạch RLC nối tiếp điện áp xoay chiều có tần số thay đổi được, khi = 0 thì công suất tiêu thụ trong mạch đạt giá trị cực đại, khi = 1 hoặc = 2 thì mạch có cùng một giá trị công suất. Mối liên hệ giữa các giá trị của là: A. 02 = 12 + 22 B. 0 = 1 + 2 C. 02 = 1. 2 D. ω0 = ω ω2 ω +ω2 Tóm tắt lí thuyết + bài tập trắc nghiệm chương 5 Đặng Thanh Phú 4 Câu 7: Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ, điện áp đặt vào hai đầu mạch là: uAB = U0cos100πt(V) . Cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 1 (H) . Tụ điện có điện dung C = 0,5.10 4 (F). Điện áp tức thời uAM và uAB lệch pha nhau /2. Điện trở thuần của đoạn mạch là: A. 100 B. 200 C. 50 D. 75 Câu 8: Cho đoạn mạch RLC, R = 50 . Đặt vào mạch có điện áp là u 100 2cos t(V), biết điện áp giữa hai bản tụvàhiệuđiệnthế giữahaiđầumạchlệchpha1góc /6.Côngsuấttiêuthụcủamạchlà A. 50 3W B. 100 3W C. 100W D. 50W Câu 9: Cuộn dây có độ tự cảm L=159mH khi mắc vào hiệu điện thế một chiều U=100V thì cường độ dòng điện I=2A. Khi mắc cuộn dây vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U`=120V, tần số 50Hz thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là A. 1,5A B. 1,2A C. 4A D. 1,7A Câu 10: Cho mạch điện ghép nối tiếp gồm biến trở R, cuộn dây có điện trở thuần 30 , độ tự cảm 0,159H và tụ điện có điện dung 45,5μF. Điện áp ở hai đầu mạch có dạng: u = U0cos100πt(V). Để công suất tiêu thụ trên biến trở R đạt giá trị cực đại thì điện trở R có giá trị là: A. 36 ( ) B. 30( ) C. 50( ) D. 75( ) Câu 11: §èi víi mét dßng ®iÖn xoay chiÒu cã biªn ®é I0 th× c¸ch ph¸t biÓu nµo sau ®©y lµ sai? A. B»ng c«ng suÊt to¶ nhiÖt cña dßng ®iÖn kh«ng ®æi cã cêng ®é I = I0/ 2 khi cïng ®i qua ®iÖn trë R. B. C«ng suÊt to¶ nhiÖt tøc thêi b»ng 2 lÇn c«ng suÊt trung b×nh. C. Kh«ng thÓ trùc tiÕp dïng dßng ®iÖn xoay chiÒu ®Ó m¹ ®iÖn. D. §iÖn lîng chuyÓn qua mét tiÕt diÖn th¼ng trong mét chu k× b»ng kh«ng. Câu 12: Mét chiÕc ®Ìn nª«n ®Æt díi mét hiÖu ®iÖn thÕ xoay chiÒu 220V- 50Hz. Nã chØ s¸ng lªn khi hiÖu ®iÖn thÕ tøc thêi gi÷a hai ®Çu bãng ®Ìn lín h¬n 110 2 V. Thêi gian bãng ®Ìn s¸ng trong mét chu k× lµ bao nhiªu? A. t = 300 s B. t = 150 s C. t = 150s D. t = 150s Câu 13: Đặt vào hai đầu mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp có R thay đổi được một điện áp xoay chiều luôn ổn định và có biểu thức u = U0cosωt (V). Mạch tiêu thụ một công suất P và có hệ số công suất cos . Thay đổi R và giữ nguyên C và L để công suất trong mạch đạt cực đại khi đó: 2 A. P = 2 ZL ZC , cos = 1. 2 B. P = , cos = L C 2 . 2 2 C. P = 2R , cos = 2 . D. P = U2 , cosj = 1. 2 Câu 14: Đặt một điện áp u =120 2cos(100πt π )(V) vào hai đầu mạch điện gồm tụ điện có dung kháng 70 và cuộn dây có điện trở thuần R, độ tự cảm L. Biết dòng điện chạy trong mạch i = 4cos(100πt +12)(A). Tổng trở của cuộn dây là A. 100 . B. 40 . C. 50 . D. 70 . Câu 15: Trong một đoạn mạch điện xoay chiều không phân nhánh, cường độ dòng điện sớm pha (với 0 < < 0,5) so với điện áp ở hai đầu đoạn mạch. Đoạn mạch đó là đoạn mạch nào trong c¸c đoạn mạch sau đây ? A. Đoạn mạch gồm cuộn thuần cảm và tụ điện. C. Đoạn mạch gồm điện trở thuần và tụ điện. B. Đoạn mạch chỉ có cuộn cảm. D. Đoạn mạch gồm điện trở thuần và cuộn thuần cảm. Câu 16: Cho dòng điện xoay chiều chạy qua một cuộn dây thuần cảm. Khi dòng điện tức thời đạt giá trị cực đại thì điện áp tức thời ở hai đầu cuộn dây có giá trị A. bằng một nửa của giá trị cực đại. B. cực đại. C. bằng một phần tư giá trị cực đại. D. bằng 0. Câu 17: Một đoạn mạch xoay chiều R,L,C. Điện dung C thay đổi được và đang có tính cảm kháng. Cách nào sau đây không thể làm công suất mạch tăng đến cực đại? Tóm tắt lí thuyết + bài tập trắc nghiệm chương 5 Đặng Thanh Phú 5 ... - tailieumienphi.vn
nguon tai.lieu . vn