Các mạch điện xoay chiều - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 Bài 13 CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU A.TĨM TẮT LÍ THUYẾT Mạch Điện trở Điện trở Tính chất Định luật Ơm Góc lệch pha R=  l S Chỉ tỏa nhiệt I0  U 0R U , I R R R u R /i Cuộn cảm Tụ điện ZL =  L = 2 fL 1 = C C 2 f -Không tỏa nhiệt -Làm biến đổi thuận nghịch lượng U U I  0C , I  C ZC ZC -Không tỏa nhiệt -Làm biến đổi thuận nghịch lượng U U I  0L , I  L ZL ZL 0 u / i  L ZC =  u C /i   Giản đồ Fre-nen Nhận xét Điện áp hai đầu điện trở biến thiên đồng pha với cường độ dòng điện qua Điện áp hai đầu cuộn cảm biến thiên sớm pha  so với cường độ dòng điện qua Điện áp hai đầu tụ điện biến  thiên trễ pha so với cường độ dòng điện qua Cơng suất tiêu P  RI thụ B.BÀI TỐN Dạng Dòng điện xoay chiều đoạn mạch chứa phần tử I.phương pháp 1.Định luật Ôm cho đoạn mạch U U a.Đoạn mạch có điện trở thuần: I  R ; I  R R R U U 1 b.Đoạn mạch có tụ điện: I  C  U C  I Z c ; I  0C với ZC   ZC ZC C 2 fC U U c.Đoạn mạch có cuộn cảm thuần: I  L  U L  I Z L ; I  L với Z L   L  2 fL ZL ZL 2.Biểu thức dòng điện điện áp a.Đoạn mạch có điện trở thuần: i  I cos t  i   uR  U R cos t  i  (i  u ) b.Đoạn mạch có tụ điện    -Cho i  I cos t  i   uC  U 0C cos  t  i   (  u  i   ) 2     -Cho uC  U 0C cos t  u   i  I cos  t  u   (  u  i   ) 2  c.Đoạn mạch có cuận cảm    -Cho i  I cos t  i   uC  U 0C cos  t  i   (  u  i  ) 2     -Cho uC  U 0C cos t  u   i  I cos  t  u   (  u  i  ) 2  Trang Các mạch điện xoay chiều - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 3.Hệ thức độc lập i  i  I cos t  cos t  I  a.Với đoạn mạch chứa R u R pha với i Giả sử  u  U cos t  cos t  uR 0R  R U0R 2  i   u  -Bình phương hai vế, cộng vế ta được:     R   2cos t (1)  I0   U0R  U I   U I u u u U U i -Ta có i   R    R    R i I I0 U I U I    U I b.Với đoạn mạch chứa L u L vuông pha với i , giả sử: i  i  I cos t  cos t  I   u  U cos  t     U sin t  sin t   uL 0L 0L    L 2 U0L  2  i   u  -Bình phương cộng theo vế ta được:     L   (2)  I0   U0L  c.Với đoạn mạch có tụ điện C uC vng pha với i , giả sử: i  i  I cos t  cos t  I   u  U cos  t     U sin t  sin t  uC 0C 0C    C 2 U 0C  2  i   u  -Bình phương cộng theo vế ta được:     L   (3)  I0   U0L  4.Ghép linh kiện Cách Điện trở Tụ điện C Cuộn cảm L mắc R 1 Z L  Z L1  Z L2  L  L1  L2 R  R1  R2 Z C  Z C1  Z C2    Nối tiếp C C1 C2 RR Z C1 Z C2 Z L1 Z L2 1 Song R ZC   C  C1  C2 ZL     R1  R2 ZC  ZC ZL  ZL L L1 L2 song 2 II.Bài tập Bài Cho mạch điện xoay chiều chứa tụ điện Điện áp hai đầu đoạn mạch có dạng Tại thời điểm t1 giá trị tức thời cường độ dòng điện qua tụ điện điện áp hai đầu đoạn mạch (2 A;60 6V ) Tại thời điểm t2 giá trị tức thời cường độ dòng điện qua tụ điện áp hai đầu đoạn mạch (2 A;60 2V ) Dung kháng tụ điện A 20 3 B 20 2 C 30 D 40 Trang Các mạch điện xoay chiều - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333   Bài Đặt điện áp xoay chiều u  U cos  2 ft   vào hai đầu cuộn dây cảm có độ tự 4  cảm L  H Ở thời điểm t1 điện áp hai đầu cuộn dây 50 2V cường độ dòng điện qua cuộn  A Còn thời điểm t2 điện áp hai đầu cuộn dây 80V cường độ dòng điện qua 0,6A Tần số dòng điện xoay chiều A.40Hz B.50Hz C.60Hz D.120Hz 4 10 Bài Đặt vào hai đầu tụ điện có điện dung C  điện áp xoay chiều ổn định Khi điện áp tức thời dây  mạch 160V cường độ dòng điện tức thời qua mạch 1,2A Khi điện áp tức thời mạch 40 10V cường độ dòng điện tức thời 2, 4A Tần số dòng điện đặt vào hai đầu mạch A.100Hz B.75Hz C.200Hz D.50Hz   Bài Đặt điện áp xoay chiều u  U cos 100 t   (V ) vào hai đầu cuộn dây cảm có độ 3  tự cảm L  H Ở thời điểm điện áp hai đầu cuộn cảm 100 2V cường độ dòng điện qua 2 cuộn cảm 2A Biểu thức cường độ dòng điện qua cuộn cảm     A i  cos 100 t   ( A) B i  cos 100 t   ( A) 6 6       C i  2 cos  100 t   ( A) D i  2 cos 100 t   ( A) 6 6     Bài Đặt điện áp xoay chiều u  U cos  100 t   (V ) vào hai đầu tụ điện có điện dung 3  4 2.10 C H Ở thời điểm điện áp hai đầu tụ điện 150V cường độ dòng điện qua tụ điện 4A  Biểu thức cường độ dòng điện qua cuộn cảm     A i  cos 100 t   ( A) B i  5cos 100 t   ( A) 6 6       C i  5cos  100 t   ( A) D i  cos 100 t   ( A) 6 6   Bài Đặt điện áp xoay chiều u  U cos t vào hai đầu đoạn mạch có điện trở Gọi U điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch; i, I0 I giá trị tức thời, giá trị cực đại giá trị hiệu dụng dòng điện đoạn mạch Hệ thức sau sai ? u2 i2 U I U I u i  0   A B C   D   U I0 U0 I0 U I0 U I Bài Người ta đặt điện áp xoay chiều ổn định có biểu thức u  U cos t (V ) vào hai đầu tụ điện cường độ dòng điện qua có giá trị hiệu dụng I Tại thời điểm t, điện áp hai đầu tụ điện u cường độ dòng điện qua i Hệ thức liên hệ đại lượng hệ thức đây? u2 i2 u2 i2 u2 i2 u2 i2 A   B   C   D   U I U I U I U I Bài Đặt điện áp u  U cos t vào hai đầu cuộn cảm có độ tự cảm L Tại thời điểm điện áp hai đầu cuộn cảm có độ lớn cực đại cường độ dòng điện qua cuộn cảm U U U0 A B C D.0 L 2 L 2 L Trang Các mạch điện xoay chiều - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 Bài Điện áp hai đầu điện trở R  100 có biểu thức u  100 cos100 t (V ) Nhiệt lượng tỏa điện trở R phút A.300J B 600 2J C.6000J D 300 2J Bài 10 Tìm giá trị cực đại cường độ dòng điện xoay chiều Biết cho qua điện trở R  10 sau khoảng thời gian tỏa nhiệt lượng 72kJ A 2A B 2A C.2A D.1A Bài 11 Dòng điện xoay chiều i  I cos t đoạn mạch có đặc điểm sau: thời gian phần ba đầu chu kì có giá trị hiệu dụng 1A, hai phần ba sau chu kì có giá trị 2A Giá trị hiệu dụng dòng điện chu kì A 2A B 5A C.1,5A D 3A Bài 12 Đặt vào hai đầu cuộn cảm L điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U khơng đổi tần số f thay đổi f  60 Hz cường độ hiệu dụng qua L 2,4A Để cường độ hiệu dụng qua L 3,6A tần số dòng điện phải A.75Hz B.40Hz C.25Hz D 50 2Hz Bài 13 Một tụ điện mắc vào nguồn u  U cos 100 t    (V ) cường độ hiệu dụng qua mạch   2A Nếu mắc tụ vào nguồn u  U cos 120 t   (V ) cường độ hiệu dụng qua mạch bao nhiêu? 2  A 1, 2A B.1,2A C 2A D.3,5A Bài 14 Mạch điện xoay chiều tần số f1  60 Hz có tụ điện Nếu tần số f dung kháng tụ tăng lên 20% Tần số f A.72Hz B.50Hz C.10Hz D.250Hz Bài 15 Đặt điện áp u  U cos t vào hai đầu cuận cảm có độ tự cảm L cường độ dòng điện qua cuộn cảm U U0     cos  t   A i  cos  t   B i  L 2 2 L   U U0     cos  t   C i  cos  t   D i  L 2 2 L     Bài 16 Đặt điện áp u  U cos 120 t   (V ) vào hai đầu tụ điện vơn kế nhiệt (có điện trở 2  lớn) mắc song song với tụ điện 120 2V , ampe kế nhiệt (có điện trở nhỏ) mắc nối tiếp với tụ 2A Chọn kết luận  A.Điện dụng tụ điện mF , pha ban đầu dòng điện qua tụ điện 7, 2  B.Dung kháng tụ điện 60 , pha ban đầu dòng điện qua tụ điện    C.Dòng điện tức thời qua tụ điện có biểu thức i  cos 100 t   A 4  D.Điện áp cực đại hai đầu tụ điện 120 2V , dòng điện cực đại qua tụ điện 2A Trang Các mạch điện xoay chiều - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 Bài 17 Đồ thị biểu diễn cường độ dòng điện tức thời dòng điện xoay chiều i(A) qua mạch điện có cuộn cảm có cảm kháng Z L  50 hình vẽ bên Biểu thức điện áp tức thời hai đầu cuộn cảm 0,6   t(s)  50  100 0,01 t  V t  V A u  60 cos  B u  60sin  3 3      50  50 -1,2 C u  60 cos  D u  30 cos  t  V t  V 6 3   Bài 18 Đặt vào hai đầu tụ điện có điện dung mF điện áp xoay chiều Biết điện áp có giá trị tức thời 3 60 6V dòng điện có giá trị tức thời 2A điện áp có giá trị tức thời 60 2V dòng điện có giá A Ban đầu dòng điện tức thời giá trị cực đại, biểu thức cường độ dòng điện   A i  cos 100 t   A B i  2 cos 100 t  A 2    C i  2 cos  50 t  A D i  cos  50 t   A 2  0, Bài 19 Đặt vào hai đầu đoạn mạch chiều có cuộn cảm có độ tự cảm H điện áp xoay  chiều u  U cos 100 t  (V ) Nếu thồi điểm t1 điện áp 60V cường độ dòng điện thời điểm trị tức thời t2  t1  0,035(s) có độ lớn D 2A 0,1 Bài 20 Đặt vào hai đầu đoạn mạch chiều có tụ điện có điện dung mF điện áp xoay chiều A.1,5A B.1,25A C 1,5 3A  u  U cos 100 t  (V ) Nếu thồi điểm t1 điện áp 50V cường độ dòng điện thời điểm t2  t1  0,005(s) có độ lớn A 0,5A B.0,5A C 1,5A Trang D 1,5A ... L 2,4A Để cường độ hiệu dụng qua L 3,6A tần số dòng điện phải A.75Hz B.40Hz C.25Hz D 50 2Hz Bài 13 Một tụ điện mắc vào nguồn u  U cos 100 t    (V ) cường độ hiệu dụng qua mạch   2A Nếu