Ôn tập Vật lý 12 - Chương 5: Dòng điện xoay chiều

Ôn tập Vật lý 12 - Chương 5: Dòng điện xoay chiều

CHƯƠNG 5 – DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

1) Đại cương về dòng điện xoay chiều

+ Khung dây dẫn diện tích S quay đều với tốc độ góc  quanh một trục vuông góc với các

đường sức của một từ trường đều có cảm ứng từ Br , từ thông qua khung biến thiên, theo định luật

cảm ứng điện từ trong khung xuất hiện suất điện động xoay chiều: e = E0 cos(t + e), với E0 =

NBS là biên độ của suất điện động.

pdf 30 trang Người đăng ngochoa2017 Lượt xem 1670Lượt tải 2 Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Ôn tập Vật lý 12 - Chương 5: Dòng điện xoay chiều", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
CHƯƠNG 5 – DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
1) Đại cương về dòng điện xoay chiều 
+ Khung dây dẫn diện tích S quay đều với tốc độ góc  quanh một trục vuông góc với các 
đường sức của một từ trường đều có cảm ứng từ B
r
, từ thông qua khung biến thiên, theo định luật 
cảm ứng điện từ trong khung xuất hiện suất điện động xoay chiều: e = E0 cos(t + e), với E0 = 
NBS là biên độ của suất điện động. 
Nối hai đầu khung với mạch tiêu thụ điện, giữa hai đầu mạch có một hiệu điện thế biến thiên điều 
hòa theo thời gian : u = U0cos(ựt + ửu) . Nếu mạch kín, trong mạch có dòng điện xoay chiều ), có 
chiều biến đổi tuần hoàn theo thời gian ; có cường độ biến thiên điều hòa theo thời gian i = 
I0cos(ựt+ ửi 
+ Điện áp biến đổi điều hoà theo thời gian gọi là điện áp xoay chiều hay hiệu điện thế 
xoay chiều. Cường độ dòng điện biến đổi điều hoà theo thời gian gọi là cường độ dòng điện 
xoay chiều. 
+ Chu kỳ T & tần số f của dòng điện xoay chiều: ;  = 2f là tần số góc của 
dòng điện. 
+Đại lượng ử = ửu – ửi gọi là độ lệch pha của u so với i. Nếu ử > 0 thì u sớm pha so với i ; 
Nếu ử < 0 thì u trễ pha so với i ; Nếu ử = 0 thì u đồng pha với i 
+ Cường hiệu dụng của dòng điện xoay chiều bằng cường độ dòng điện không đổi nào đó, 
mà khi lần lượt cho chúng đi qua cùng một điện trở trong cùng một thời gian thì toả ra nhiệt 
lượng như nhau. Độ lớn: 
2
0II  . Tương tự ta có điện áp hiệu dụng và suất điện động hiệu dụng: 
2
0UU  ; 
2
0EE  
+Để đo điện áp hiệu dụng và cường độ hiệu dụng ta dùng vôn kế và ampekế xoay chiều 
2) Mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần hoặc cuộn dây thuần cảm hoặc tụ điện 
+ Mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần R: cường độ dòng điện và điện áp giữa hai đầu R biến 
thiên điều hòa cùng tần số và cùng pha. Nếu i = I0cos(ựt) thì u = U0cos(ựt); U0 = I0.R; U = 
I.R. 
+ Mạch xoay chiều chỉ có cuộn dây thuần cảm L: cường độ dòng điện biến thiên điều hòa cùng 
tần số và trễ pha /2 so với điện áp giữa hai đầu cuộn cảm (hay điện áp giữa hai đầu cuộn cảm 
sớm pha /2 so với cường độ dòng điện). Nếu u = U0cos(ựt) thì 0 cos( )2
i I t   ; Nếu i = 
I0cos(ựt ) thì 0 cos( )2
u U t   . Với U0 = I0.ZL; U = I.ZL; Cảm kháng : ZL = L.. 
+ Mạch xoay chiều chỉ có tụ điện C: cường độ dòng điện biến thiên điều hòa cùng tần số và sớm 
pha /2 so với điện áp giữa hai bản tụ (hay điện áp giữa hai bản tụ trễ pha /2 so với cường độ 
dòng điện). Nếu u = U0cos(ựt ) thì 0 cos( )2
i I t   hay i = I0cos(ựt ) thì 0 cos( )2
u U t   . Với 
U0 = I0.ZC; U = I.ZL; 
dung kháng 


C
ZC
1 . 
3) Mạch xoay chiều RLC nối tiếp 
Điện áp giữa hai đầu mạch biến thiên điều hòa cùng tần số và lệch pha  so với cường độ dòng 
điện. Nếu i = I0cos(ựt ) thì u = U0cos(ựt + ). Nếu u = U0cos(ựt ) thì i = I0cos(ựt - ). 
 u = uR + uL + uC; U0 = I0.Z, U = I.Z; Z là tổng trở của mạch Z = 22 )( CL ZZR  ; U là điện áp 
hiệu dụng giữa 2 đầu mạch, U = 22 )( CLR UUU  ; UR = IR ; UL = IZL ; UC = IZC là điện áp 
hiệu dụng giữa hai đầu R , L , C 
tg = 0 0
0
L C L C L C
R R
Z Z U U U U
R U U
  
  ,  > 0 thì u sớm pha hơn i,  < 0 thì u trễ pha hơn i. 
 Một số trường hợp thường gặp: 
* Đoạn mạch chỉ có R: uR & i cùng pha * Đoạn mạch chỉ có L: uL sớm pha /2 so 
với i 
* Đoạn mạch chỉ có C: uC trễ pha /2 so với i 
* Đoạn mạch L & C: Nếu ZL > ZC thì u sớm pha /2 so với i; Nếu ZL < ZC thì u trễ pha /2 
so với i 
U = IZ; với Z = ZL - ZC;  = /2 khi ZL > ZC ;  = - /2 khi ZL < ZC 
* Đoạn mạch RLC nối tiếp có ZL > ZC, ( UL > UC ), đoạn mạch có tính cảm kháng:  > 0 
* Đoạn mạch RLC nối tiếp có ZL < ZC, ( UL < UC ), đoạn mạch có tính dung kháng:  < 0 
* Đoạn mạch chỉ có R & L hay đoạn mạch có cuộn dây có điện trở thuần R & hệ số tự cảm 
L: 
Ud = IZd ; với Zd = 22 LZR  ; hoặc Ud = 22 LR UU  ; tg = ZL/R = UL/UR 
* Đoạn mạch có R & C: URC = IZ; với Z = 22 CZR  ; URC = 22 CR UU  ; tg = -ZC/R = -
UC/UR 
* Cộng hưởng điện: Xảy ra khi mạch RLC có ZL = ZC thì cường độ dòng điện trong mạch 
cực đại. 
hay 


C
L
1 => LC2 = 1 hay  = 1
LC
 . 
Khi đó Z = Zmin = R ; I = Imax = U/R ; U = UR , UL = UC ;  = 0 , i & u cùng pha ; P = UI = 
U2/R 
Giản đồ véc tơ : Chọn Ox là trục dòng điện . 
+ Với đoạn mạch chỉ có R hoặc L hoặc C : 
+ Với đoạn mạch RLC ( Mạch không phân nhánh ) 
O 
I RU
uuur
x 
O 
I
CU
x 
LU
O I x 
LU
uur
O 
x 
CU
CL UU 
U
RU
O x 
LU
CU 
CL UU 
RU 
U
 UL > UC (hay ZL > ZC) UL < UC (hay ZL < ZC) 
4) Công suất của dòng điện xoay chiều : 
+ Công suất tiêu thụ ở đoạn mạch: P = UIcos = I2R = UR I ; Hệ số công suất : 
0
0
cos
.
RR UUR P
Z U U U I
     . Đoạn mạch chỉ có L hoặc C hoặc cả L & C : Công suất P = 0 
+ Thường cos < 1. Muốn tăng hệ số công suất người ta thường mắc thêm tụ điện vào 
mạch. 
+ Điện năng tiêu thụ ở đoạn mạch : A = Pt 
5) Máy phát điện xoay chiều một pha: 
+ Các máy phát điện xoay chiều hoạt động nhờ hiện tượng cảm ứng điện từ và đều có hai bộ 
phận chính là phần cảm và phần ứng. Phần cảm là phần tạo ra từ trường, đó là nam châm điện 
hoặc nam châm vĩnh cửu. Phần ứng là những cuộn dây, trong đó xuất hiện suất điện động cảm 
ứng khi máy hoạt động. Trong hai phần đó có phần quay gọi là rô to, phần đứng yên gọi là stato. 
Khi rôto quay, từ thông qua mỗi vòng dây là ễ1 = 0 cosựt ; 0 = BS là từ thông cực đại qua 1 
vòng dây. Từ thông qua N vòng dây là ễ =N 0 cosựt , Suất điện động của máy phát điện được 
xác định theo định luật cảm ứng điện từ: )tcos(EtsinN
dt
d
e
200



 ; E0 = N0 là 
biên độ của suất điện động 
+ Máy phát có phần cảm đứng yên (stato), phần ứng quay (rôto) thì lấy dòng điện ra ngoài 
bằng bộ góp điện. Bộ góp gồm hai vành khuyên quay cùng trục với khung, mối vành nối với một 
đầu khung; hai thanh quét cố định, mỗi thanh tì vào một vành khuyên; đó là hai cực của máy. 
Nhược điểm: phóng tia lửa điện ở bộ góp và bộ góp chóng mòn. 
+ Máy phát có phần cảm quay (rôto), phần ứng đứng yên (stato) thì rôto là nam châm điện. 
Dòng điện cung cấp cho nam châm là dòng điện 1 chiều. Thân rôto và stato được ghép từ nhiều 
lá thép mỏng, trên có các rãnh dọc đặt các cuộn dây của phần cảm và phần ứng để hạn chế dòng 
Phu-cô. 
+ Tần số dòng điện: pnf
60
 ; p là số cặp cực của máy phát, n là số vòng quay của rôto 
trong một phút ( tốc độ quay của rôto). 
6) Dòng điện xoay chiều ba pha: 
 + Dòng điện xoay chiều ba pha là hệ thống ba dòng điện xoay chiều một pha, gây ra bởi ba 
suất điện động xoay chiều có cùng tần số, cùng biên độ nhưng lệch nhau về pha là 2/3 hay thời 
gian 1/3 chu kỳ. e1 = E0cost; e2 = E0cos(t - 2/3); e3 = E0cos(t + 2/3). Nếu tải ba pha 
như nhau thì cường độ dòng điện trong ba pha cũng cùng biên độ nhưng lệch pha 2/3 hay 1200. 
+ Máy phát điện xoay chiều ba pha: 
Stato có ba cuộn dây của phần ứng giống nhau và được đặt lệch nhau 1200 trên một lõi sắt tròn. 
Rô to là nam châm điện. Kết cấu tương tự máy phát điện xoay chiều một pha. 
+ Có hai cách mắc dòng điện xoay chiều ba pha là mắc hình sao và tam giác. 
- Mắc hình sao: Ud = 3 UP ; Id = IP. 
- Mắc tam giác: Ud = UP; Id = 3 IP. Chỉ dùng khi tải đối xứng 
7) Động cơ không đồng bộ ba pha: 
+ Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha dựa trên hiện tượng cảm ứng 
điện từ và sử dụng từ trường quay của dòng điện xoay chiều 3 pha. 
+ Dòng điện xoay chiều 3 pha tạo ra từ trường quay bằng cách đưa dòng điện pha pha vào 3 
cuộn dây đặt lệch nhau 1200 trên vòng tròn (tương tự stato máy phát điện 3 pha). Thay đổi chiều 
quay bằng cách thay đổi vị trí 2 trong 3 dây dẫn nối vào máy. 
+ Cấu tạo: stato giống hệt máy phát điện xoay chiều 3 pha. Rôto kiểu lồng sóc. Thân stato 
và rôto được ghép từ nhiều tấm thép kỹ thuật mỏng cách điện, trên có các rãnh dọc để đặt các 
cuộn dây (satto) và đặt các thanh nhôm của khung dây (rôto). 
8) Máy biến áp: là thiết bị hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi 
(tăng hoặc giảm) điện áp xoay chiều mà không làm thay đổi tần số của nó. 
+Cấu tạo: 2 cuộn dây thường làm bằng đồng có số vòng khác nhau quấn trên lõi sắt kín, cách 
điện với nhau và cách điện với lõi sắt. Lõi thường làm bằng các lá sắt hặc thép pha silíc ghép 
cách điện với nhau để giảm hao phí điện năng do dòng Fucô 
Cuộn nối với nguồn điện xoay chiều gọi là cuộn sơ cấp, cuộn nối với tải tiêu thụ gọi là cuộn 
thứ cấp 
Vì lõi sắt kín nên hầu như mọi đường sức từ chỉ chạy trong lõi sắt => từ thông qua mỗi vòng 
dây và suất điện động cảm ứng trong mỗi vòng dây ở cả 2 cuộn dây bằng nhau => suất điện động 
cảm ứng trong mỗi cuộn dây tỉ lệ với số vòng dây: e1 / e2 = N1 / N2 hay E1 / E2 = N1 / N2 . Nếu bỏ 
qua điện trở của dây quấn thì : U1 = E1 , U2 = E2 => U1 / U2 = N1 / N2 . Nếu N2 > N1 thì U2 > U1 
=> Máy tăng áp . Nếu N2 Máy hạ áp . Nếu hao phí điện năng trong máy biến 
áp không đáng kể thì P1 = P2  U1I1 = U2I2 hay: U1 / U2 = I2 / I1 
9) Truyền tải điện Công suất hao phí trên đường dây tải điện là 2
2
)cosU(
P
RP

 . Trong đó 
U là điện áp ở nơi phát , P là công suất truyền đi , R là điện trở đường dây. Để giảm điện năng 
hao phí có 2 cách: Cách 1: người ta tăng U (U tăng n lần, hao phí giảm n2 lần) dùng máy biến áp 
làm tăng điện áp U trước khi truyền tải và máy biến áp làm giảm điện áp ở nơi tiêu thụ tới giá trị 
cần thiết => cách này đơn giản nên được áp dụng rộng rãi 
Cách 2: giảm điện trở R của đường dây bằng cách tăng tiết diện của dây => cách này tốn 
kém 
 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 
Chủ đề 1: Đại cương về dòng điện xoay chiều 
5.1. Dòng điện xoay chiều là dòng điện: 
A. có cường độ biến thiên tuần hoàn theo thời gian. B. có cường độ biến đổi điều hoà theo thời 
gian. * 
C. có chiều biến đổi theo thời gian. D. có chu kỳ thay đổi theo thời gian. 
(1/146 sgk) 5.2. Các giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều 
A. được xây dựng dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện.* B. chỉ được đo bằng ampe kế nhiệt. 
C. bằng giá trị trung bình chia cho 2 . D. bằng giá trị cực đại chia cho 2. 
(2/146sgk) 5.3. Đối với dòng điện xoay chiều cách phát biểu nào sau đây là đúng? 
A. Trong công nghiệp, có thể dùng dòng điện xoay chiều để mạ điện. 
B. Điện lượng chuyển qua một tiết diện thẳng dây dẫn trong một chu kỳ bằng không.* 
C. Điện lượng chuyển qua một tiết diện thẳng của dây dẫn trong khoảng thời gian bất kỳ đều 
bằng không. 
D. Công suất toả nhiệt tức thời có giá trị cực đại bằng 2 lần công suất toả nhiệt trung bình. 
5.112. Trong các câu sau, câu nào đúng 
A. Dòng điện có cường độ biến đổi tuần hoàn theo thời gian là dòng điện xoay chiều 
B. Dòng điện và hiệu điện thế ở hai đầu mạch xoay chiều luôn lệch pha nhau 
C. Không thể dùng dòng điện xoay chiều để mạ điện* 
D. Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều bằng một nửa giá trị cực đại của nó 
5.4. Cường độ dòng điện trong mạch không phân nhánh có dạng i = 2 2 cos100ðt(A). Cường 
độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là A. I = 4A. B. I = 2,83A. C. I = 2A.* 
 D. I = 1,41A. 
5.5. Điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch có dạng u = 141cos(100ðt)V. Điện áp hi ...  có thể giảm điện 
áp. 
C. Máy biến áp có thể thay đổi tần số dòng điện xoay chiều.* D. Máy biến áp có thể tăng điện 
áp. 
5.103. Hiện nay người ta thường dùng cách nào sau đây để làm giảm hao phí điện năng trong 
quá trình truyền tải đi xa? 
A. Tăng tiết diện dây dẫn dùng để truyền tải. B. Xây dựng nhà máy điện gần nơi tiêu thụ. 
C. Dùng dây dẫn bằng vật liệu siêu dẫn. D. Tăng điện áp trước khi truyền tải điện năng đi 
xa.* 
5.104. Phương pháp làm giảm hao phí điện năng trong máy biến áp là 
A. để máy biến áp ở nơi khô thoáng. B. lõi của máy biến áp được cấu tạo bằng một khối thép 
đặc. 
C. lõi của máy biến áp được cấu tạo bởi các lá thép mỏng ghép cách điện với nhau.* 
D. Tăng độ cách điện trong máy biến áp. 
5.105. 
5.106. Một máy biến áp có số vòng cuộn sơ cấp và thứ cấp lần lượt là 2200 vòng và 120 vòng. 
Mắc cuộn sơ cấp với mạng điện xoay chiều 220V – 50Hz, khi đó điện áp hiệu dụng giữa hai đầu 
cuộn thứ cấp để hở là 
A. 24V. B. 17V. C. 12V. * D. 8,5V. 
5.107. Một máy biến áp có số vòng cuộn sơ cấp là 2200 vòng. Mắc cuộn sơ cấp với mạng điện 
xoay chiều 220V – 50Hz, khi đó điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 6V. Số 
vòng của cuộn thứ cấp là 
A. 85 vòng. B. 60 vòng.* C. 42 vòng. D. 30 vòng. 
5.108. Một máy biến áp có số vòng cuộn sơ cấp là 3000 vòng, cuộn thứ cấp 500 vòng, được 
mắc vào mạng điện xoay chiều tần số 50Hz, khi đó cường độ dòng điện qua cuộn thứ cấp là 12A. 
Cường độ dòng điện qua cuộn sơ cấp là 
A. 1,41 A. B. 2,00 A . * C. 2,83A. D. 72,0 A. 
5.109. Điện năng ở một trạm phát điện được truyền đi dưới hiệu điện thế 2kV và công suất 
200kW. Hiệu số chỉ của các công tơ điện ở trạm phát và ở nơi thu sau mỗi ngày đêm chênh lệch 
nhau thêm 480kWh. Công suất điện hao phí trên đường dây tải điện là 
A. P = 20kW.* B. P = 40kW. C. P = 83kW. D. P = 100kW. 
5.110. Điện năng ở một trạm phát điện được truyền đi dưới điện áp 2kV và công suất 200kW. 
Hiệu số chỉ của các công tơ điện ở trạm phát và ở nơi thu sau mỗi ngày đêm chênh lệch nhau 
thêm 480kWh. Hiệu suất của quá trình truyền tải điện là 
A. H = 95%. B. H = 90%. * C. H = 85%. D. H = 80%. 
5.111. Điện năng ở một trạm phát điện được truyền đi dưới điện áp 2kV, hiệu suất trong quá 
trình truyền tải là H = 80%. Muốn hiệu suất trong quá trình truyền tải tăng đến 95% thì ta phải 
A. tăng điện áp lên đến 4kV.* B. tăng điện áp lên đến 8kV. 
C. giảm điện áp xuống còn 1kV. D. giảm điện xuống còn 0,5kV. 
Cõu hỏi và bài tập bổ sung 
1. Cho mạch điện xoay chiều gồm R, L và C mắc nối tiếp. Hiệu điện thế đặt vào hai đầu 
mạch có biểu thức u = 120 2 cos100 t (V). Tụ C = 
3
10 4 F; R = 100 ; ống dây thuần cảm có 
L = 

3 H; Biểu thức i trong mạch là 
A. i = 2 cos(100
2 3
t   ) (A); B. i = 2 s(100
2 3
co t   ) (A); 
C. i = 1,2 2 cos(100 t) (A).* D. i = 1,2 2 cos(100 t +
3
 ) (A); 
2. Cho mạch điện có R = 40 ; L = 0,159 H và tụ C = 

310 F; biểu thức hiệu điện thế đặt 
vào hai đầu mạch là u = 200cos100 t (V). Biểu thức hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn dây là 
A. u = 125 2 cos(100 t+
4
 ) (V);* B. u = 125 2 cos(100 t - 
2
 ) (V); 
C. u = 125 2 cos(100 t+
2
 ) (V); D. u = 125cos(100 t -
4
 ) (V); 
3. Cho mạch điện xoay chiều có R = 40 , mắc nối tiếp với cuộn dây thuần cảm có L = 
0,318 H và tụ C = 
13
10 3 F , u = 180 cos 100 t (V) . Biểu thức cường độ chạy trong mạch là 
A. i = 2cos(100 t + 
180
37 ) (A). B. i = 2cos(100 t - 
180
37 ) (A). 
C. i = 3,6cos(100 t + 
180
37 ) (A).* D. i = 3,6cos(100 t - 
180
37 ) (A). 
4. Cho mạch xoay chiều gồm R = 40 , cuộn dây thuần trở có L = 
10
1 H và tụ điện có C 
= 
4
10 3 F, mắc nối tiếp nhau như hình vẽ. Hiệu điện thế đặt vào hai điểm A, M là u = 
120 2 cos100 t (V). Phương trình của i trong mạch là 
A. i = 3cos(100 t +
4
 ) A*. B. i = 3 2 cos(100 t +
4
 ) A. 
C. i = 3cos(100 t - 
4
 ) A. D. 3 2 cos(100 t -
4
 ) A. 
A R C M L B 
5. Cho mạch xoay chiều gồm R = 40 , cuộn dây thuần trở có L = 
10
1 H và tụ điện có C 
= 
4
10 3 F, mắc nối tiếp nhau như hình vẽ. Hiệu điện thế đặt vào hai điểm A, M là u = 
120 2 cos100 t (V). Biểu thức của uAB là 
A. u = 150cos(100 t + 
45
2 ) V * B. u = 150 2 cos(100 t - 
45
2 ) V; 
C. 300cos(100 t + 
45
2 ) V; D. 300cos(100 t - 
45
2 ) V; 
6. Đặt vào hai đầu một cuộn thuần cảm L = 

1 (H), một hiệu điện thế xoay chiều cú dạng u 
= 220 2 cos(100ðt) V. Hóy xác định cường độ dũng điện hiệu dụng và viết biểu thức cường độ 
dũng điện qua cuộn cảm L. 
7. Đặt vào hai đầu một tụ điện C = 

100 (ỡF), một hiệu điện thế xoay chiều u khi đó cường 
độ dũng điện qua tụ điện cú dạng i = 2,2 2 cos(100ðt) A. Hóy viết biểu thức hiệu điện thế xoay 
chiều u giữa hai đầu tụ điện C. 
8. Một điện trở thuần 150 Ù và một tụ điện C = 16 ỡF được mắc nối tiếp với nhau và mắc 
vào mạng điện 100 V – 50 Hz. Hóy tớnh: 
a. Cường độ dũng điện hiệu dụng trong mạch. 
b. Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu điện trở thuần. 
c. Độ lệch pha giữa cường độ dũng điện chạy qua mạch và hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch. 
9. Mạch điện xoay chiều R, L, C mắc nối tiếp, gồm điện trở thuần R = 100 Ù, cuộn thuần 
cảm L = 

2 (H) và tụ điện C = 

100 (ỡF). Mắc nối tiếp vào mạch một ampe kế xoay chiều có điện 
trở khụng đáng kể. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế xoay chiều cú dạng u = 
200cos(100ðt) V. Hóy xác định: 
a. Tổng trở của đoạn mạch. 
b. Số chỉ của ampe kế. 
c. Biểu thức cường độ dũng điện chạy trong mạch , biểu thức hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở, 
tụ điện và cuộn cảm 
d. Cụng suất tiờu thụ trong mạch. 
10. Mạch điện xoay chiều R, L, C mắc nối tiếp, gồm điện trở thuần R, cuộn thuần cảm L 
= 

1 (H) và tụ điện C có điện dung thay đổi được. Mắc nối tiếp vào mạch một ampe kế xoay 
chiều có điện trở khụng đáng kể. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế xoay chiều cú 
dạng u = 200cos(100ðt) V. Điều chỉnh điện dung của tụ điện sao cho ampe kế chỉ giỏ trị cực đại. 
Người ta thấy ampe kế khi đó chỉ 2 A. Hóy xác định: 
a. Điện dung của tụ điện. 
b. Trị số của điện trở R. 
c. Biểu thức cường độ dũng điện trong mạch. 
11. Một mỏy phỏt điện xoay chiều cú rụto gồm 4 cặp cực từ. Hỏi rụto phải quay với tốc 
độ bao nhiờu để mỏy phỏt ra dũng điện có tần số 60 Hz. 
12. Một động cơ khụng đồng bộ ba pha đấu theo hỡnh sao vào mạng điện xoay chiều có 
hiệu điện thế dõy 380 V. Động cơ cú cụng suất 5kW và cosử = 0,8, động cơ hoạt động bỡnh 
thường. Hóy tớnh cường độ dũng điện chạy qua mỗi pha của động cơ. 
13 . Một mỏy biến thế cú cuộn sơ cấp gồm 2200 vũng được mắc vào hiệu điện thế xoay 
chiều 220 V – 50 Hz và lấy điện ra sử dụng ở cỏc cuộn thứ cấp với cỏc hiệu điện thế 5 V và 12 V. 
Hóy xác định số vũng của cỏc cuộn thứ cấp tương ứng với cỏc hiệu điện thế núi trờn. 
14. Một mỏy phỏt điện xoay chiều cú cụng suất 1000 kW. Dũng điện nú phỏt ra sau khi 
tăng thế được truyền đi xa bằng một đường dõy có điện trở 20 Ù. Hóy tớnh cụng suất hao phớ 
trờn đường dõy, nếu hiệu điện thế được tăng đến: 
a. 5 kV. 
b. 110 kV. 
So sỏnh hiệu suất truyền tải trong hai trường hợp trờn. 
15. Cho đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở R, cuộn thuần cảm L = 0,6/ð H và tụ điện C 
mắc nối tiếp. Biểu thức hiệu điện thế giữ hai đầu đoạn mạch và cường độ dũng điện trong mạch 
cú dạng u = 240 2 cos(100ðt) V; i = 4 2 cos(100ðt – ð/6) A. Hóy tớnh R, C. 
16. Cho mạch điện như hỡnh vẽ. Cuộn dõy thuần 
cảm với L = 0,4/(H). Tụ C có điện dung thay đổi được. 
Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế uAB = 
U0cos(t)V. 
A R L C B 
Khi C = C1 = F
2
10 3 thỡ dũng điện trong mạch trễ pha
4
 so với hiệu điện thế uAB. 
Khi C = C2 = F
5
10 3 thỡ hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu tụ sẽ cực đại và có giá trị UCmax = 
100 5 V. 
a. Tỡm R và . 
b. Viết biểu thức cường độ dũng điện trong mạch khi UC đạt giá trị cực đại. 
17. Cho mạch xoay chiều gồm R=40 , cuộn dây thuần trở có L = 
10
1 H và tụ điện có C 
= 
4
10 3 F, mắc nối tiếp nhau như hình vẽ. Hiệu điện thế đặt vào hai điểm A, M là u = 
120 2 cos100 t (V). Công suất của mạch là 
A. 220W. B. 180W.* 
C. 30W. D. 20W. 
18. Cho mạch điện xoay chiều gồm R, L và C mắc nối tiếp. Ampe kế chỉ 0,1A; UAB = 
10V; UAM = 10V; UMB = 10V; uAB = u0 cos 100ðt (V) 
a.Tìm giá trị của C ; L; R. 
b.Viết biểu thức của uAB ; biểu thức của i ? 
Hướng dẫn giải 
6. ZL = 100Ù.; I = 2,2A. ; i = 2,2 2 cos(100ðt - 2
 ) A. 7. Zc = 100Ù; I = 2,2A.; u = 
220 2 cos(100ðt - 
2
 ) V ; 8. a. Zc = 625Ù; Z = 2C2 ZR  = 643Ù ; I = 0,155A ; b. UR = 
I.R = 0,155.150 = 23,25V. ; c. tanử = 
R
ZC = - 4,1666 =>ử = - 0,425ð rad. ; 9. a. Zc = 100Ù ; 
ZL = 200Ù ; Z = 100 2 Ù. b. I = Z
U = 1A ; c. I0 = 2 A; tanử = R
ZZ CL  = 1 => ử = 
4
 rad 
nờn i = 2 cos(100ðt - 
4
 )A. ; U0R = I0.R = 100 2 V nờn uR = 100 2 cos(100ðt - 4
 )V. i và 
uR cựng pha. ; U0C = I0.Zc = 100 2 V nờn uC = 100 2 cos(100ðt - 4
 - 
2
 ) = 
100 2 cos(100ðt - 
4
3 )V. ; U0L = I0.ZL = 200 2 V nờn uL = 200 2 cos(100ðt - 4
 + 
2
 ) = 
A R C M L B 
A R L C B 
A 
100 2 cos(100ðt + 
4
 )V. 10 . a. Khi I chỉ cực đại khi ZL = ZC. ; Hay C = 

410 F. ; b. I = 
Z
U ; R = Z = 
I
U = 50 2 Ù ; c. i = 2 2 cos(100ðt)A. ; 11. n = 
P
f60 = 
4
60.60 = 900 vũng/phỳt 
; 12. Một pha : UP = Ud/ 3 = 219,4 V ; P = 5 / 3 kW = 1666,7 W ; I = P/Ucosử = 9,5 A. 13. 
2
1
2
1
U
U
N
N
 =>
1
21
2 U
U.NN  ; U2 = 5V thỡ N2 = 50 vũng ;U2 = 12V thỡ N2 = 120 vũng ; 14. ÄP = 
I2.R = P2 2U
R ; H = 
P
PP  ; Với U = 5kV thỡ ÄP = 8.105W; H = 20% ; Với U = 110kV thỡ ÄP 
= 1652,8W ; H = 99,8% ; 15. Z = 
I
U = 
4
240 = 60Ù (1), ZL = L.ự = 60Ù. ; tanử = R
ZZ CL  => 
ử = 
6
 => 3 (ZL – ZC )= R(2) ; Z = 22 )( CL ZZR  (3) Từ (2) và (3) tao cú ZL – ZC = 2
Z = 
30Ù nờn ZC = 30Ù hay C = 
CZ
1 = 


3
10 3 F, thay ZC vào (2) ta cú R = 30 3 Ù ; 16 . a. Khi C = 
C1 ; ZC1 = 20Ω; ử = 4
 ; tan
4
 = 1L CZ Z
R
 =1=> ZL - ZC1 = R => ZL = R + 20 (1) ; Khi C = C2 ; 
ZC2 = 50 Ù ; UC = I.ZC2 = 2
2CL
2
2C
)ZZ(R
Z.U

= 
1
Z
Z2
Z
ZR
U
2C
L
2
2C
2
L
2


 ; Đặt x = 
2CZ
1 ; y = 
2 2
2
2 2
2 1L L
C C
R Z Z
Z Z

  => y = (R2 + Z 2L ) x
2 - 2ZL x + 1. (cú dạng y = a x2 + bx + c . Vỡ a > 0 nờn 
ymin khi x = - 2
b
a
 ; ymin = - 4a

) . Để UCmax thỡ 
2CZ
1 = 2
L
2
L
ZR
Z

 nờn ZC2 = 
L
2
L
2
Z
ZR  (2) . Từ (1) & 
(2) => R = 20Ù ; ZL = 40Ù; ự = L
Z
L
 = 100ð rad/s. ; b. ZC2 = 50 Ù nờn I = IC = max
2
C
C
U
Z
= 2 5 A 
và tan ử = 
R
ZZ CL  = - 0,5 → ử = - 0,464 → i = 2 10 cos(100ðt +0,464) A . 17. Chọn B. 
tính ZAM = 
22
CZR  = 40 2  ; I = 3/ 2 A ; cos ử = R / Z => P = 180W. 18. Z = ABU
I
= 
100  ; ZAM = AM
U
I
= 100  ; Z 2AM = R
2 + Z 2L ; Z
2 = R2 +(ZL – ZC)2  1002 = R2 + Z 2L - 200 
ZL + 1002 = 1002 - 200 ZL + 1002 => ZL = 50  ; L = 
1
2
H ; R = 50 3  ; tan ử = 
L CZ Z
R


1
3
 => ử = - 
6
 ; Biểu thức u và i là : u = U0 cos 100 ðt = 10 2 cos 100 ðt (V) ; i = 
I0 cos (100 ðt – ử) = 0,1 2 cos (100 ðt + 6
 ) (A) 

Tài liệu đính kèm:

  • pdfly_12_chuong_5_3237.pdf