MỞ ĐẦU Điện xoay chiều là một phần kiến thức trong chương trình vật lí 12. Lượng kiến thức cũng như số lượng câu hỏi về điện xoay chiều chiếm nhiều nhất trong các đề thi Đại học – Cao đẳng hàng năm. Bài toán về hộp đen trong mạch điện xoay chiều không phân nhánh là bài toán kết hợp giữa tính toán và biện luận. Vì vậy, học sinh phải vận dụng nhiều kiến thức lí thuyết và kĩ năng tính toán để giải quyết bài toán như giản đồ, giải tích, máy tính bỏ túi (FX570ES, )… Nếu học sinh làm tốt được bài toán này thì coi như đã chiếm lĩnh hoàn toàn bài toán điện xoay chiều vì bài toán hộp đen có đầy đủ các loại câu hỏi mà điện xoay chiều thông thường yêu cầu như: Cho độ lệch pha, cho dòng một chiều ( dòng điện không đổi) vào mạch, cho giá trị các phần tử đặc trưng, cho các giá trị cực đại… Với việc thi trắc nghiệm, số lượng câu hỏi nhiều, lượng kiến thức rộng nhưng thời gian lại ngắn hơn thi tự luân thì việc sử dụng thành thạo máy tính bỏ túi sẽ giúp học sinh làm bài thi một cách dễ dàng và nhanh hơn. Chuyên đề: “HỘP ĐEN VÀ SỬ DỤNG MÁY TÍNH BỎ TÚI FX- 570ES TRONG BÀI TOÁN HỘP ĐEN TRONG MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU NỐI TIẾP” giảng dạy trong 3 tiết. Trang 1 NỘI DUNG A. Lý thuyết chung 1. 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 hiệu điện thế cùng pha i = I 0 cos(ωt+ φ) thì u = U 0 cos(ωt+ φ); U 0 = I 0 .R; U = I.R +) Mạch xoay chiều chỉ có cuộn dây thuần cảm L: Cường độ dòng điện trễ pha 2 π so với hiệu điện thế (hay hiệu điện thế sớm pha π/2 so với cường độ dòng điện. u = U 0 cos(ωt + φ) thì ) 2 cos( 0 π ϕω −+= tIi hay i = I 0 cos(ωt + φ) thì ) 2 cos( 0 π ϕω ++= tUu U 0 = I 0 .Z L ; U = I.Z L ; Z L = L.ω. +) Mạch xoay chiều chỉ có tụ điện C: cường độ dòng điện sớm pha 2 π so với hiệu điện thế (hay hiệu điện thế trễ pha π/2 so với cường độ dòng điện. u = U 0 cos(ωt + φ 0 ) thì ) 2 cos( 0 π ϕω ++= tIi hay i = I 0 cos(ωt + φ 0 ) thì ) 2 cos( 0 π ϕω −+= tUu . U 0 = I 0 .Z C ; U = I.Z C ; ω = C Z C 1 . 2. Mạch xoay chiều RLC có nối tiếp Hiệu điện thế u lệch pha ϕ so với cường độ dòng điện i i = I 0 cos(ωt) thì u = U 0 cos(ωt + ϕ) Với u = u R + u L + u C ; U 0 = I 0 .Z, U = I.Z. +) Z là tổng trở của mạch Z = 22 )( CL ZZR −+ +) U là hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch U = 22 )( CLR UUU −+ Trong đó U R = IR ; U L = IZ L ; U C = IZ C là hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu R, L, C. +) tgϕ = 0 00 R CL R CLCL U UU U UU R ZZ − = − = − ϕ > 0 thì u sớm pha hơn i, ϕ < 0 thì u trễ pha hơn i. 3. Giản đồ véc tơ Chọn Ox là trục dòng điện + Với đoạn mạch chỉ có R hoặc L hoặc C Trang 2 + Với đoạn mạch RLC nối tiếp U L > U C (hay Z L > Z C ) U L < U C (hay Z L < Z C ) 4. Một số trường hợp thường gặp + Đoạn mạch chỉ có R & L hay cuộn dây có điện trở R & hệ số tự cảm L U d = IZ d ; với Z d = 2 2 L ZR + ; hoặc U d = 22 LR UU + ; tgϕ = Z L /R = U L /U R + Đoạn mạch có R & C: U RC = IZ; với Z = 22 C ZR + ; U RC = 22 CR UU + ; tgϕ = -Z C /R = -U C /U R B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN HỘP ĐEN 1. Phương pháp đại số B 1 : Căn cứ giả thiết của bài toán “đầu vào”để đặt ra các trường hợp có thể xảy ra. B 2 : Căn cứ kết luận (giá trị U,I, lệch pha ) “đầu ra” của bài toán để loại bỏ các giả thiết không phù hợp. B 3 : Trường hợp được chọn là TH đã được biện luận phù hợp với tất cả các dữ kiện của bài toán. Cách nhận biết các phần tử trong mạch dựa vào độ lệch pha a. Nếu dòng một chiều *Qua điện trở R trị số luôn không đổi và I = R U . *Mạch có cuộn dây. + R o = 0 thì I = ∞= L Z U ( Z L = 0 cuộn dây không có tính cảm kháng) Trang 3 O I RO U x O I C U x L U O I x L U O x C U CL UU + U R U O x L U C U CL UU + R U U +R o ≠ 0 thì I = o R U ( Z L = 0 cuộn dây không có tính cảm kháng). *Qua tụ I c = 0( tụ điện không cho dòng một chiều đi qua) b. Dòng điện xoay chiều b1: u cùng pha với i nếu: +Mạch chỉ có điện trở R( vĩnh cửu) +Mạch có cả R, L, C nhưng Z L = Z C .( chỉ một giá trị duy nhất) b2: u sớm pha hơn i trong mạch chắc chắn có L - Nếu u sớm pha hơn i một góc 2 π nếu: +Mạch chỉ có cuộn dây thuần cảm L. +Mạch có cả L và C nhưng Z L > Z C . - Nếu u sớm pha hơn i một góc ≠ 2 π mạch chắc chắn có thêm R. b3: u trễ pha hơn i trong mạch chắc chắn có C - Nếu u trễ pha hơn i một góc 2 π nếu +Mạch chỉ có tụ điện. +Mạch có cả L và C nhưng Z L < Z C . - Nếu u trễ pha hơn i một góc ≠ 2 π mạch chắc chắn có thêm R. b4: Mạch cộng hưởng chắc chắn có cả L, C - Nếu I = ∞ mạch không có R. - Nếu I ≠ ∞ mạch có cả R và R max M U I = b5. Nếu thay đổi tần số f + I ~ U 1 mạch có L. +I ~ U mạch có C. +Nếu I 1 tăng đến I max rồi giảm đến I 2 mạch có cộng hưởng. +Nếu có độ lệch pha giữa hiệu điện thế hai đoạn mạch là 2 π thì một đoạn mạch chứa R, L thì đoạn mạch còn lại chắc chắn có R, C. 2. Phương pháp sử dụng giản đồ véc tơ. B 1 : Vẽ giản đồ véc tơ cho phần đã biết của đoạn mạch. B 2 : Căn cứ vào dữ kiện bài toán để vẽ phần còn lại của giản đồ. B 3 : Dựa vào giản đồ véc tơ và các hàm số lượng giác, định lí lượng giác để tính các đại lượng chưa biết, từ đó làm sáng tỏ hộp kín. Trang 4 0L U r 0C U r 0 U r 0R U r 0 I r 0 0L C U U+ r r O - Định lí hàm sin: sin a A = sin b B = sin c C - Định lí cô sin: a 2 = b 2 + c 2 - 2bc.cosA - Định lý Pitago: a 2 = b 2 + c 2 - Hàm: sinα; cosα ; tanα ; cotα. -Hệ thức trong tam giác vuông: 1) 2 1 a h = 2 1 b + 2 1 c 2) a. h a = b.c * Trong một số tài liệu có viết về các bài toán hộp kín thường sử dụng phương pháp đại số, nhưng theo xu hướng chung thì phương pháp giản đồ vectơ cho lời giải ngắn gọn hơn, logic hơn, dễ hiểu hơn. 3.PHÂN LOẠI CÁC DẠNG TOÁN Loại 1. Xác định phần tử trong hộp đen khi bài toán cho độ lệch pha Ví dụ 1: Một đoạn mạch xoay chiều AB gồm hai phần tử X, Y mắc như trên.Cường độ dao động trong mạch nhanh pha π/6 so với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch. a) Hai phần tử trên là 2 phần từ nào trong số R, L, C? b) Biết các biên độ của hiệu điện thế và cường độ dòng điện lần lượt là U 0 = 40V và I 0 = 8,0 A, tần số dao động là f = 50Hz. Tính giá trị mỗi phần từ. Gợi ý cách giải Giả sử trong đoạn mạch trên không có R. Như vậy thì X , Y là hai phần từ L, C. Gọi ϕ là góc hợp với IU  ; ( R=0): tgϕ = R ZZ cL − = ∞ = tg 2 π ⇒ vô lí Theo đầu bài U trễ pha với i 1 góc π/6→ vậy mạch điện chắc chắn có R (giả sử X là R) → Y là L hoặc C .Do i sớm pha hơn u => Y là C ω = 2πf = 2π.50 = 100π (Rad/s); tgϕ = - 3 1 ) 6 (tg R Z C −= π −= ⇒ 3 Z C = R (1) Mặt khác: Z = 5 8 40 I U ZR 0 0 2 C 2 ===+ ⇒R 2 + Z 2 C = 25 (2) Thay (1) vào (2): 3Z C 2 + Z 2 C = 25 ⇒ Z C = 2,5 (Ω) → R = 2,5 3 (Ω) Trang 5 A B Vậy: R = 2,5 3 ; C = π = π = ω − 3 C 10.4 100.5,2 1 Z 1 (F) Ví dụ 2: Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ. X là một hộp đen chứa 1 phần tử:R hoặc L hoặc (L, r) hoặc C, biết u AB =100 2 cos100πt (V); I A = 2 (A), P = 100 (W), C = π 3 10 3− (F), i trễ pha hơn u AB . Tìm cấu tạo X và giá trị của phần tử. Gợi ý cách giải Theo giả thiết i trễ pha hơn u AB và mạch tiêu thụ điện suy ra: Hộp đen là một cuộn dây có r ≠ 0. -Ta có: P = I 2 r → r = ( ) ( ) Ω== 50 2 100 I P 22 -Mặc khác: r 2 + (Z L - Z c ) 2 = 2 2 I U AB ⇒ ( ) 2 2 2 2 2 2 AB CL 50 2 100 r I U ZZ −=−=− -Giải ra: Z L = 80 Ω ⇒ L = ππω 5 4 100 80 == L Z (H) Loại 2. Xác định các phần tử trong hộp đen mà không cho độ lệch pha. Với loại toán này thường bài toán cho mạch gồm nhiều đầu dây, hoặc hộp đen có liên quan đến các giá trị đại số của U, I, f. Ví dụ : Cho mạch điện như hình vẽ:U AB = 120(V); Z C = )(310 Ω ; R = 10(Ω); u AN = 60 6 cos100 ( )t V π ; U NB = 60(V) a. Viết biểu thức u AB (t) b. Xác định X. Biết X là đoạn mạch gồm hai trong ba phần tử (R o , L o (thuần), C o ) mắc nối tiếp Gợi ý cách giải a. Vẽ giản đồ véc tơ cho đoạn mạch đã biết (Hình vẽ) Phần còn lại chưa biết hộp kín chứa gì vì vậy ta giả sử nó là một véc tơ bất kỳ tiến theo chiều dòng điện sao cho: NB = 60V, AB = 120V, AN = 60 V3 Trang 6 A C B N M X R X A C B A + Xét tham giác ANB, ta nhận thấy AB 2 = AN 2 + NB 2 , vậy đó là tam giác vuông tại N tgα = 3 1 360 60 AN NB == ⇒ 6 π =α ⇒ U AB sớm pha so với U AN góc 6 π → Biểu thức u AB (t): u AB = 120 2 cos 100 6 t π π   +  ÷   (V) b. Xác định X: Từ giản đồ ta nhận thấy NB chéo lên mà trong X chỉ chứa 2 trong 3 phần tử nên X phải chứa R o và L o . Do đó ta vẽ thêm được 00 LR UvµU như hình vẽ. + Xét tam giác vuông AMN: 6 3 1 Z R U U tg CC R π =β⇒===β + Xét tam giác vuông NDB: )V(30 2 1 .60sinUU )V(330 2 3 .60cosUU NBL NBR O O ==β= ==β= +Mặt khác: U R = U AN sinβ = 60 )v(330 2 1 .3 = 30 3 3 3( ) 10 R U I A R ⇒ = = = +Hộp đen X: 30 3 10( ) 3 3 30 10 10 0,1 ( ) ( ) 3 3 3 100 3 3 O O O R O L L O U R I U Z L H I π π  = = = Ω   ⇒   = = = Ω ⇒ = =   * Nhận xét: Đây là bài toán chưa biết trước pha và cường độ dòng điện nên giải theo phương pháp đại số sẽ gặp nhiều khó khăn (phải xét nhiều trường hợp, số lượng phương trình lớn → giải phức tạp). Vậy sử dụng giản đồ véc tơ trượt sẽ cho kết quả ngắn gọn, Tuy nhiên, học sinh khó nhận biết được: 2 NB 2 AN 2 AB UUU += . Để có sự nhận biết tốt, HS phải rèn luyện nhiều bài tập để có kĩ năng giải. Loại 3: Xác định các phần tử trong hộp đen bằng các dụng cụ đo điện (Thực hành đo hộp đen) Trang 7 U A B U C U R A M N B i U A N U N B U R 0 U l 0 D Ví dụ: Mạch ABC chứa tụ ở (BC) cuộn cảm ở (AB) khi dùng dòng điện xoay chiều U = 10V; f = 50Hz; U AB = 10(V); U BC = 10(V); I = 0,01A. 1.Tìm C, R L , L? 2.Cho mạch vào hộp kín với đầu dây A,B,C chìa ra được đánh số 1, 2, 3 bất kì mà không phân biệt được A, B, C nữa. Đấu 2, 3 vào nguồn xoay chiều trên qua một tụ có điện dung C’ thì thấy cường độ dòng điện hiệu dụng lớn hơn 0,01 A( I > 0,01A). Đấu nguồn trên vào 1, 2 qua tụ C’ được I 12 sau đó đấu vào 1,3 qua tụ C’ thì được I 13 với I 12 < I 13 . Mỗi đầu 1, 2, 3 ứng với đầu nào A hay B hay C? Loại 4: Xác định phần tử trong hộp đen bằng phương pháp thực nghiệm. Ví dụ: Cho 3 hộp, X 1 , X 2 , X 3 có hai đầu dây ra , mỗi hộp chỉ chứa 1 trong 3 phần tử cơ bản:R, L, C. Sử dụng một hiệu điện thế và đồng hồ vạn năng hoặc 1 bóng đèn để xác định tên của linh kiện. C. MỘT SỐ BÀI TOÁN TỰ GIẢI 1. Tự luận Bài 1: Cuộn dây chỉ có L = 0,636(H) mắc nối tiếp mạch điện X rồi áp vào hai đầu mạch điện hiệu điện thế : u = 120 2 cos(100 π t)(V) thì i = 0,6 2 cos(100 π t - 6 π )(A). 1.Tìm U x ? 2.Đoạn mạch X gồm 2 trong 3 phần tử R, L( thuần), C mắc nối tiếp. xác định các phần tử trong X? Bài 2: Cho hộp kín gồm các phần tử nối tiếp. Hai đầu đoạn mạch gắn vào 2 chốt của hộp. Khi mắc 1 máy phát 12(V) có f biến thiên vào 2 chốt qua một ampe kế. Kết quả là khi f tăng thì I cũng tăng. Khi f = 54Hz thì dòng điện cực đại I max = 20mA. Tần số tăng tiếp đến 200Hz thì I giảm đến 60 mA. Tiếp tục tăng tần số f thì I giảm bằng o. 1.Xác định các phần tử trong hộp X. 2.Thay nguồn xoay chiều 12V bằng nguồn một chiều bằng 12V thì Ampe kế chỉ bao nhiêu? Bài 3: Cho mạch điện gồm ba phần tử nối tiếp R, cuộn dây thuần cảm L và tụ C,mắc vào hiệu điện thế u = 100 2 cos(100 π t) (V). Cho biết L = π 2 (H); C = π 4 10 − (F). 1.Chọn R = 100 3 ( Ω ), lập biểu thức cường độ dòng điện i = ? 2.R = ? thì P max = ? 3.P = 40(W) thì R có giá trị bao nhiêu? Trang 8 B L R A C Bài 4: Cho mạch điện R, L, C nối tiếp. điện dung C biến thiên, điện áp u AB = 200 2 cos(100 π t) (V).Khi C = C 1 = π 4 10 4 − (F) và khi C = C 2 = π 2 10 4 − (F) thì mạch có cùng công suất P = 200W. 1.Xác định độ tự cảm L, điện trở thuần R và cos ϕ ? 2.Viết biểu thức của cường độ dòng điện ứng C 1 , C 2 ? 3.Tìm C = ? để U cmax = ? Bài 5: Nhiều hộp khối giống nhau, người ta nối một đoạn mạch gồm một trong các hộp khối đó mắc nối tiếp với điện trở R = 60Ω khi đoạn mạch được đặt vào hiệu điện thế xoay chiều tần số 50Hz thì hiệu điện thế sớm pha 0 58 so với dòng điện trong mạch. 1. Hộp kín chứa tụ điện hay cuộn cảm.Tính điện dung của tụ hoặc độ tự cảm của cuộn cảm 2. Tính tổng trở của mạch. Bài 6:Một đoạn mạch xoay chiều AB gồm hai phần tử X, Y mắc như trên. Cường độ dao động trong mạch nhanh pha π/6 so với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch. 1.Hai phần tử trên là 2 phần từ nào trong số R, L, C? 2.Biết các biên độ của hiệu điện thế và cường độ dòng điện lần lượt là U 0 = 40V và I 0 = 8,0 A, tần số dao động là f = 50Hz. Tính giá trị mỗi phần từ. 2. Trắc nghiệm Câu 1: Một đoạn mạch xoay chiều có hai trong ba phần tử R,C hoặc cuộn dây thuần cảm. Điện áp hai đầu mạch và cường độ dòng điện qua mạch có biểu thức: u = 100 cos 100πt (V) ; i = 2cos (100πt- 0,25π) (A). Điện trở hoặc trở kháng tương ứng là : A.L,C ; Z C = 100Ω; Z L = 50Ω B.R,L ; R = 40Ω; Z L = 30Ω C.R,L ; R = 50Ω; Z L = 50Ω D.R,C ; R = 50Ω; Z C = 50Ω. Câu 2: Cho đoạn mạch như hình vẽ, biết Vtu )100cos(2100 π = , C = F π 4 10 − . Hộp kín X chỉ chứa một phần tử (R hoặc cuộn dây thuần cảm), dòng điện trong mạch sớm pha π/3 so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AB. Hộp X chứa gì ? điện trở hoặc cảm kháng có giá trị bao nhiêu? A. Chứa R; R = 100/ 3 Ω B. Chứa L; Z L = 100/ 3 Ω C. Chứa R; R = 100 3 Ω D. Chứa L; Z L = 100 3 Ω Trang 9 A B X • B C A • Câu 3: Cho đoạn mạch AB gồm biến trở nối tiếp với hộp kín X. Hộp X chỉ chứa cuộn thuần cảm L hoặc tụ C .U AB = 200 (V) không đổi ; f = 50 Hz .Khi biến trở có giá trị sao cho P AB cực đại thì I = 2(A) và sớm pha hơn u AB . Khẳng định nào là đúng ? A. X chứa C = 4 10 2 π − F B. X chứa L= 1 π H C. X chứa C = 4 10 π − F D. X chứa L = 1 2. π H Câu 4: Ở (hình vẽ) hộp X chứa một trong ba phần tử: điện trở thuần, cuộn dây, tụ điện. Khi đặt vào hai đầu AB một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220V, người ta đo được U AM = 120V và U MB = 260V. Hộp X chứa: A.cuộn dây thuần cảm. B.cuộn dây không thuần cảm. C. điện trở thuần. D. tụ điện. Câu 5: Đặt vào hài đầu đoạn mạch AB một điện áp u = 100 2 cos(100 π t)(V), tụ điện có C = 10 -4 / π (F). Hộp X chỉ chứa một phần tử (điện trở hoặc cuộn dây thuần cảm) i sớm pha hơn u AB một góc π /3. Hộp X chứa điện trở hay cuộn dây? Giá trị điện trở hoặc độ tự cảm tương ứng là bao nhiêu? A. Hộp X chứa điện trở: R = 100 3 Ω . B. Hộp X chứa điện trở: R = 100/ 3 Ω . C.Hộp X chứa cuộn dây: L = 3 / π (H). D. Hộp X chứa cuộn dây: L = 3 /2 π (H). Câu 6: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm 2 trong 3 phần tử R, L, C mắc nối tiếp. Cường độ dòng điện trong đoạn mạch nhanh pha 6/π so với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch, tần số f = 50Hz. Biết U 0 = 40 V và I 0 = 8A. Xác định các phần tử trong mạch và tính giá trị của các phần tử đó? A. R = 2,5 3 Ω và C = 1,27mF. B. R = 2,5 3 Ω và L = 318mH. C. R = 2,5 3 Ω và C = 1,27 µ F. D. R = 2,5 3 Ω và L = 3,18mH. Câu 7: Cho đoạn mạch gồm hai phần tử X, Y mắc nối tiếp. Trong đó X, Y có thể là R, L hoặc C. Cho biết hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là u = 200 2 cos100 π t(V) và i = 2 2 cos(100 π t - π /6)(A). Cho biết X, Y là những phần tử nào và tính giá trị của các phần tử đó? A. R = 50 Ω và L = 1/ π H. B. R = 50 Ω và C = 100/ π µ F. C. R = 50 3 Ω và L = 1/2 π H. D. R = 50 3 Ω và L = 1/ π H. Câu 8: Cuộn dây thuần cảm có hệ số tự cảm L = 636mH mắc nối tiếp với đoạn mạch X. Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện thế u = 120 2 cos100 π t(V) thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là i = 0,6 2 cos(100 π t - π /6)(A). Tìm hiệu điện thế hiệu dụng U X giữa hai đầu đoạn mạch X? Trang 10 ∅ • A M X C B ∅ C B A X [...]... điện xoay chiều AB gồm một cuộn cảm có điện trở thuần mắc nối tiếp với một hộp kín X chứa 2 trong 3 phần tử R, L, C, khi đó điện áp hiệu dụng 2 đầu đoạn mạch và 2 đầu cuộn dây, 2 đầu hộp X thoả mãn UAB = U1+U2 Hỏi X chứa những phần tử nào? A R và L B R và C C L và C D không có phần tử nào thỏa mãn D CÁCH SỬ DỤNG MÁY TÍNH BỎ TÚI FX- 570ES TRONG BÀI TOÁN HỘP ĐEN TRONG MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU NỐI TIẾP 1.Chọn... UAM=150V và UMB = 200V Hộp kín X là A cuộn dây cảm thuần B cuộn dây có điện trở khác không C tụ điện D điện trở thuần Bài 12: Ở mạch điện hộp kín X là một trong ba phần tử điện trở thuần, cuộn dây, tụ điện Khi đặt vào AB một điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng 220V thì điện áp hiệu dụng trên đoạn AM và MB lần lượt là 100V và 120V Hộp kín X là : A Điện trở B Cuộn dây thuần cảm C Tụ điện D Cuộn dây có điện. .. 2 V D 60 2 V Câu 9: Cho một hộp đen X trong đó có chứa 2 trong 3 phần tử R, L, hoặc C mắc nối tếp Mắc hộp đen nối tiếp với một cuộn dây thuần cảm có L 0 = 318mH Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện một hiệu điện thế xoay chiều có biểu thức u = 200 2 cos(100 π t- π /3)(V) thì dòng điện chạy trong mạch có biểu thức i = 4 2 cos(100 π t - π /3)(A) Xác định phần tử trong hộp X và tính giá trị của các phần tử?... trở thuần Bài 13: Mạch điện xoay chiều AB gồm điện trở thuần R= 80Ω nối tiếp với hộp X Trong hộp X chỉ chứa một phần tử là điện trở thuần R’ hoặc cuộn thuần cảm L, hoặc tụ C u= 100 2 cos(120πt+ π/4)V Dòng điện qua R có cường độ hiệu dụng 1A và trễ pha hơn uAB Phần tử trong hộp X có giá trị: A R’ = 20Ω 10−3 F B C = 6π C L = 1 H 2π D L = 6 H 10π Bài 14: Giữa hai điểm A và B của nguồn xoay chiều u = 220... tổng trở 40 Ω C Đoạn mạch có 2 phần tử RC, tổng trở 40 Ω D Đoạn mạch có 2 phần tử RL, tổng trở 20 2 Ω Câu 4: Cho một hộp đen X trong đó có chứa 2 trong 3 phần tử R, L, hoặc C mắc nối tếp Mắc hộp đen nối tiếp với một cuộn dây thuần cảm có L 0 = 318mH Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện một hiệu điện thế xoay chiều có biểu thức u = 200 2 cos(100 π t- π /3)(V) thì dòng điện chạy trong mạch có biểu thức i =... Z C )i Suy ra: R = 50Ω; ZL= 50Ω Vậy hộp kín (đen) chứa hai phần tử R, L Ví dụ 2: Một hộp kín (đen) chỉ chứa hai trong ba phần tử R, L, C mắc nối tiếp π 4 Nếu đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều u= 200 2 cos(100πt- )(V) thì cường độ dòng điện qua hộp đen là i= 2cos(100πt)(A) Đoạn mạch chứa những phần tử nào? Giá trị của các đại lượng đó? Giải: -Với máy FX5 70ES : Bấm chọn MODE 2 trên màn hình... )i Suy ra: R = 100Ω; ZC = 100Ω Vậy hộp kín (đen) chứa hai phần tử R, C Ví dụ 3: Một hộp kín (đen) chỉ chứa hai trong ba phần tử R, L, C mắc nối tiếp π 3 Nếu đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều u= 20 6 cos(100πt- )(V) thì cường độ dòng điện qua hộp đen là i= 2 2 cos(100πt)(A) Đoạn mạch chứa những phần tử nào? Giá trị của các đại lượng đó? Giải: -Với máy FX5 70ES: Bấm chọn MODE 2 trên màn hình... Suy ra: R = 5 3 Ω; ZC = 15Ω Vậy hộp kín (đen) chứa hai phần tử R, C Ví dụ 4: Một hộp kín (đen) chỉ chứa hai trong ba phần tử R, L, C mắc nối tiếp π 6 Nếu đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều u= 200 6 cos(100πt+ )(V) thì cường độ dòng điện qua hộp đen là π 6 i= 2 2 cos(100πt- )(A) Đoạn mạch chứa những phần tử nào? Giá trị của các đại lượng đó? Giải: - Với máy FX5 70ES : Bấm chọn MODE 2 trên màn... A) và sớm pha D so với u 4 2 2 B 1 ( A) và sớm pha Bài 15: Đoạn mạch xoay chiều gồm hai trong 3 phần tử RLC mắc nối tiếp Biết điện áp tức thời đặt vào hai đầu đoạn mạch u= 160cos(100πt)V và cường độ dòng điện tức thời qua mạch i= 2 2 cos(100πt- π/4)A Hai phần tử đó có gíá trị là: 10 −2 B R= 40Ω, C = F 4π 10−2 D R= 40 2 Ω, C= F 4π 4 A R= 40Ω, L= H 10π 4 C R= 40 2 Ω, L= H 10π Bài 16: Cho mạch điện xoay. .. định phần tử trong hộp X và tính giá trị của các phần tử? A R=50 Ω ; C = 31,8 µ F B R = 100 Ω ; L = 31,8mH C R = 50 Ω ; L = 3,18 µ H.D R =50 Ω ; C = 318 µ F Câu 5: Một đoạn mạch xoay chiều gồm 2 trong 3 phần tử R, L hoặc C mắc nối tiếp Biểu thức hiệu điện thế 2 đầu mạch và cường độ dòng điện qua mạch là π π  u = 80 cos 100π t + ÷(V ) và i = 8cos(100π t + )( A) Các phần tử trong mạch và tổng 2 4 . việc sử dụng thành thạo máy tính bỏ túi sẽ giúp học sinh làm bài thi một cách dễ dàng và nhanh hơn. Chuyên đề: “HỘP ĐEN VÀ SỬ DỤNG MÁY TÍNH BỎ TÚI FX- 570ES TRONG BÀI TOÁN HỘP ĐEN TRONG MẠCH ĐIỆN. năm. Bài toán về hộp đen trong mạch điện xoay chiều không phân nhánh là bài toán kết hợp giữa tính toán và biện luận. Vì vậy, học sinh phải vận dụng nhiều kiến thức lí thuyết và kĩ năng tính toán. quyết bài toán như giản đồ, giải tích, máy tính bỏ túi (FX570ES, )… Nếu học sinh làm tốt được bài toán này thì coi như đã chiếm lĩnh hoàn toàn bài toán điện xoay chiều vì bài toán hộp đen có