Đang tải... (xem toàn văn)
BÀI tập điện XOAY CHIỀU có lời GIẢI CHI TI10 BÀI tập điện XOAY CHIỀU có lời GIẢI CHI TI10 BÀI tập điện XOAY CHIỀU có lời GIẢI CHI TI10 BÀI tập điện XOAY CHIỀU có lời GIẢI CHI TI10 BÀI tập điện XOAY CHIỀU có lời GIẢI CHI TI10 BÀI tập điện XOAY CHIỀU có lời GIẢI CHI TI10 BÀI tập điện XOAY CHIỀU có lời GIẢI CHI TI10 BÀI tập điện XOAY CHIỀU có lời GIẢI CHI TI10 BÀI tập điện XOAY CHIỀU có lời GIẢI CHI TI10
BÀI TẬP ĐIỆN XOAY CHIỀU CÓ LỜI GIẢI CHI TIẾT u = U cos ωt Bài 1: Lần lượt đặt điện áp (U không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch X vào hai đầu đoạn mạch Y; với X Y đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Trên hình vẽ, P X PY biểu diễn quan hệ công suất tiêu thụ X với ω Y với ω Sau đó, đặt điện áp u lên hai đầu đoạn mạch AB gồm X Y mắc nối tiếp Biết cảm kháng hai cuộn cảm mắc nối tiếp (có cảm kháng ZL1 ZL2) ZL = ZL1 + ZL2 dung kháng hai tụ điện mắc nối tiếp (có dung kháng ZC1 ZC2) ZC = ZC1 + ZC2 Khi ω = ω2, công suất tiêu thụ đoạn mạch AB có giá trị gần giá trị sau đây? A 14 W B 10 W C 22 W D 18 W LỜI GIẢI U P1Max = = 40 RX có: U2 P R P2Max = = 60 ⇒ 1Max = Y = RY P2Max R X + Từ đồ thị ta có: ; (1) + So sánh công suất điểm giao đồ thị có hoành độ ω2 cực đại ta P0 = P0 = U2 U2 = R 2X + (Z LX − ZCX ) 2R X ⇒ R 2X = (ZLX − ZCX ) 2 (2) U U = R + (Z LY − ZCY ) 3R Y ⇒ 2R 2Y = (ZLY − ZCY ) 2 Y (3) + Khi mắc X nối tiếp Y: PXY = U (R X + R Y ) (R X + R Y ) + (ZLX + ZLY − ZCX − ZCY ) + Từ (1), (2), (3) có ZCY − ZLY = R X ZLX − ZCX = R X (4) (Do ω2 > ω1 nên ZCX < ZLX); 2 (Do ω2 < ω3 nên ZCY > ZLY) + Thay vào (4) có: PXY = 23,9 W ⇒ Chọn C Bài 2: Cuộn dây có hệ số tự cảm L = 0,636 H mắc nối vào đoạn mạch X đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện u = 120 dòng điện qua cuộn dây i = 0,6 π π π cos (100 t) V cường độ cos (100 t - /6) A Hình V.7.1 B i A C a Tìm hiệu điện hiệu dụng ux hai đầu đoạn mạch x b Đoạn mạch X gồm hai ba phần tử Điện trở R x, cuộn dây có độ tự cảm Lx tụ điện có điện dung Cx mắc nối tiếp Hãy xác định hai ba phần tử đó? Giải: Ta có ZL = ω.L = 200Ω;U L = I.ZL = 120V a U= U0 = 120V ⇒ U = U L Giản đồ véc tơ (hình V.7.1) Từ giản đồ ta có: tam giác OAB (OA = OB, Góc AOB = 600) Vậy: UX = UL = 120V b Từ giản đồ ta thấy π ϕX = ϕ = + UX trễ pha i góc: Vậy: Hai phần tử X RX CX R U π cos ϕX = X ⇒ R X = ZX cos ϕX = X cos ZX I + ⇒ R X = 100 Ω ⇒ tan ϕ X = − RX =− ZX ZCX = 100Ω ; CX = 31,8.10−6 (F) Vậy: Nhận xét: Đây dạng toán đoán nhận linh kiện có hộp kín (phần b) vẽ giản đồ học sinh nhận xét mạch có chứa phần tử nào? Và tính giá trị chúng từ giản đồ đơn giản u = 120 cos(100πt ) Bài 3: Đặt điện áp vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, tụ điện C = 1/(4π) mF Và cuộn cảm L= 1/π H mắc nối tiếp Khi thay đổi R ứng với R1 R2 mạch tiêu thụ công suất P độ lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch so với dòng điện mạch tương ứng ϕ1 ϕ2 với ϕ1 =2.ϕ2 Giá trị công suất P 120 W 240 W 60 W A B C Giải: ZL = 100Ω; ZC = 40Ω - ZL – ZC = 60Ω R1 R + 60 2 P1 = P2 tanϕ1 = ZL − ZC R1 R2 R + 60 = , tanϕ2 = 2 Z L − ZC R2 ZL − ZC R2 Z − ZC 1− ( L ) R2 D 120 W - R1R2 = 602 (*) , ϕ1 =2.ϕ2 - tanϕ1 = tan2ϕ2 = tan ϕ − tan ϕ 2 - Z L − ZC R1 = Từ (*) (**) R2 = 60 P = P2 = U R2 Z 22 = 120 2.60 120 - 2R1R2 = R22 – (ZL – ZC)2 = R22 – 602 (**) Ω Z2 = 120Ω = 60 u = U cos ωt W Đáp án C Bài 4: Đặt điện áp (U ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây tụ điện mắc nối tiếp Biết cuộn dây có hệ số công suất 0,97 tụ điện có điện dung C thay đổi Điều chỉnh C để tổng điện áp hiệu dụng cuộn dây tụ điện có giá trị lớn Khi tỉ số cảm kháng dung kháng mạch điện có giá trị gần giá trị sau đây? A 0,26 B 0,86 C 0,52 D 0,71 u = U cos ωt Bài 5: Đặt điện áp (U ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm cuộn dây tụ điện mắc nối tiếp Biết cuộn dây có hệ số công suất 0,86 tụ điện có điện dung C thay đổi Điều chỉnh C để tổng điện áp hiệu dụng cuộn dây tụ điện có giá trị lớn Khi hệ số công suất mạch điện AB có giá trị gần giá trị sau đẩy? A 0,26 B 0,86 C 0,52 D 0,71 Bài 6: Mạch điện AB gồm đoạn AM đoạn MB nối tiếp, đoạn AM gồm điện trở R tụ điện mắc nối tiếp, đoạn MB có cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Điện áp xoay chiều hai đầu đoạn mạch AB ổn định u = 220 6cos(100πt)(V) , biết điện áp hai đầu đoạn mạch AM trễ pha dòng π điện mạch góc Điều chỉnh L để tổng điện áp hiệu dụng (U AM + UMB) có giá trị lớn Khi điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm có giá trị A 440 V B 220 V C 220 V D 220 V L, r Hình V.8.1 C R B N M A V Bài 7: Cho mạch điện (hình V.8.1) Ω π Biết: r = 100 ; L = 3/ H; Vôn kế có điện trở vô lớn Đặt vào hai đầu A,B hiệu điện uAB = 120 vôn kế 60 π cos (100 t) V V hiệu điện π hai đầu vôn kế nhanh pha hiệu điện uAB góc /6 Tính R C? Hình V.8.2 B A M Giải: Vẽ giản đồ véc tơ theo cách (hình V.8.2) Ta có: U MB = U AB − 2.U AB U MA cos300 ⇒ U MB = 60V I= Định luật Ôm: U AM U AM = = 0,3A ZAM r + Z2L L, R0 Hình V.9.1 C R B N A V V U MB = 200Ω ⇒ R + ZC = 4.10 (1) I U ZAB = (R + r) + (ZL − ZC ) = AB = 400Ω I 2 ⇒ (100 + R) + (300 − ZC ) = 16.10 (2) ZMB = R + ZC = Từ (1) (2) suy ra: ⇒ R = 100 3Ω ; ZC = 31,8.10−6 (F) Bài : Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp (2L > CR2) điện áp xoay chiều u = 45 ZL ZC chỉnh ω đến giá trị cho = đại Tính giá trị cực đại A 180 V B 205 V 11 26 cos(ωt) V với ω thay đổi Điều điện áp hiệu dụng hai tụ đạt cực C 165 V D 200 V 1 L Giải: UC = UCmax khi ω = 2UL L R2 − C UCmax = R LC − R C L Khi ZL= - CR 2L = L R − C 11 C ; ZC = - CR L 18 11 = L R2 − C - ZL ZC = C L L C ( UCmax = R LC − R C = ) = 1- 2U 2 CR 2L = 11 (*) 2U 2UL - R2 R (4 LC − R C ) L = 2.45 13 4R C R C −( ) L L = 18 18 −( ) 11 11 2.45 13.11 = 36.13 = 165V Đáp số UCmax = 165 V Đáp án C Bài 9: Cho mạch điện (hình V.9.1) π uAB = 200 cos (100 t) V; i=2 π π cos(100 t - /12) A π Các vôn kế V1, V2 giá trị, uNB nhanh pha uAN góc /2; điện trở vôn kế vô lớn Tính a R, L, R0 L? b Công suất tiêu thụ mạch? Giải a uAN chậm pha i (mạch có R,C) uNB nhanh pha i (mạch có R0, L) Hình V.9.2 B A N π Theo đề ra: uAN = uNB uNB nhanh pha uAN góc /2 Ta có giản đồ véctơ (hình V.9.2) + Tam giác ANB vuông cân U U ⇒ U AN = U NB = AB = 100V ZAN = Z NB = NB = 50Ω I ; ϕ AN = π π π − = 12 ⇒ cos ϕAN = R 3 = ⇒R= ZAN = 25 3Ω ZAN 2 π Z ϕAN = − ⇒ tan ϕAN = − C = − R ZC = 25Ω ; C = 127µF + Tính chất góc tam giác cho ta: ) π π π ϕ NB = ϕ + ABN = + = 12 ⇒ cos ϕNB = tan ϕNB = R0 = ⇒ R = 25Ω Z NB ZL = ⇒ ZL = R = 25 ; ⇒ L = 0,138H R0 b P = I2 (R + R0) = 273,2 W