Đang tải... (xem toàn văn)
Cực trị mạch điện xoay chiều phần 3 Cực trị mạch điện xoay chiều phần 3 Cực trị mạch điện xoay chiều phần 3 Cực trị mạch điện xoay chiều phần 3 Cực trị mạch điện xoay chiều phần 3 Cực trị mạch điện xoay chiều phần 3 Cực trị mạch điện xoay chiều phần 3 Cực trị mạch điện xoay chiều phần 3 Cực trị mạch điện xoay chiều phần 3 Cực trị mạch điện xoay chiều phần 3 Cực trị mạch điện xoay chiều phần 3 Cực trị mạch điện xoay chiều phần 3 Cực trị mạch điện xoay chiều phần 3 Cực trị mạch điện xoay chiều phần 3 Cực trị mạch điện xoay chiều phần 3 Cực trị mạch điện xoay chiều phần 3 Cực trị mạch điện xoay chiều phần 3 Cực trị mạch điện xoay chiều phần 3 Cực trị mạch điện xoay chiều phần 3 Cực trị mạch điện xoay chiều phần 3 Cực trị mạch điện xoay chiều phần 3 Cực trị mạch điện xoay chiều phần 3
BÀI GIẢNG CỰC TRỊ TRONG MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU - PHẦN MẠCH RLC CÓ C THAY ĐỔI Ví dụ 1: Cho mạch điện RLC có R = 100 Ω, L = 1/π (H), C thay đổi Điện áp hai đầu mạch có biểu thức u = 100cos100πt V Tìm giá trị điện dung C để a) mạch tiêu thụ công suất P = 50 W b) mạch tiêu thụ công suất cực đại Tính Pmax c) Tính UCmax Ví dụ 2: Cho mạch điện RLC có C thay đổi, điện áp hai đầu đoạn mạch u = 200cos100πt V Khi C = C 10 −4 10 −4 = F và C = C2 = (F) mạch có công suất P = 200 W 4π 2π a) Tính R L b) Tính hệ số công suất mạch ứng với giá trị C1, C2 Ví dụ 3: Cho mạch điện RLC có C thay đổi, điện áp hai đầu đoạn mạch u = 200cos(100πt) V Điều 10 −4 10 −4 chỉnh C đến giá trị (F) i1 i2 lệch pha với u góc π/3 rad π 5π a) Tính R, L b) Viết biểu thức i1 i2 Ví dụ 4: (Trích Đề thi TSĐH 2011) Đặt điện áp xoay chiều u = Ucos 100πt V (với U không đổi, t tính s) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm H tụ điện có điện dung C thay đổi Điều chỉnh điện dung tụ điện để điện áp hiệu dụng hai tụ điện đạt giá trị cực đại Giá trị cực đại U Điện trở R A 10Ω B 20Ω C 10Ω D 20Ω Ví dụ 5: Một đoạn mạch điện gồm điện trở R, cuộn dây cảm L tụ điện C mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u = Ucosωt V làm thay đổi điện dung tụ điện thấy điện áp hiệu dụng hai tụ đạt cực đại 2U Quan hệ cảm kháng ZL điện trở R A ZL = R B ZL = C ZL = R D ZL = 3R BÀI TẬP LUYỆN TẬP Bài 1: Cho mạch điện RLC, C thay đổi, điện áp đầu mạch u = 120cos(100πt )V , R = 240 Ω , L= Tìm giá trị C để a) I = Imax, P = Pmax Tính Imax, Pmax Tính UL b) (UC)max Tính giá trị (UC)max Bài 2: Cho mạch điện RLC, C thay đổi, điện áp hai đầu đoạn mạch u = U 0cos(100πt) V Khi thay đổi C đến 10 −4 10 −4 giá trị C= C1= F C = C2 = F mạch có công suất, i1 i2 (ứng với giá trị 2π π C) lệch pha với góc π/3 Tính R ω biết L = H TRẮC NGHIỆM CỰC TRỊ TRONG MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU - PHẦN Câu 1: Mạch điện nối tiếp gồm R, cuộn dây cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C thay đổi Điện áp hai đầu U ổn định, tần số f Khi UC cực đại, giá trị dung kháng ZC R + Z L2 R + Z L2 R + Z L2 A ZC = B ZC = R + ZL C ZC = D ZC = ZL ZL R Câu 2: Cho mạch RLC nối tiếp Trong R L xác định Mạch đặt điện áp u = Ucos(ωt)V Với U không đổi, ω cho trước Khi điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện cực đại Giá trị C xác định biểu thức sau đây? L L L L A C = B C = C C = D C = 2 R +ω L R +ω L R + ωL R +ω2L Câu 3: Mạch điện nối tiếp gồm R, cuộn dây cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C thay đổi Điện áp hai đầu U ổn định, tần số f Thay đổi C để UC cực đại, giá trị cực đại UC U U R + Z L2 R + Z L2 A (U C ) max = B (U C ) max = ZL 2R U U 2 R + Z L2 C (U C ) max = R + Z L D (U C ) max = 2R R Câu 4: Trong mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp Cho L, R, ω không đổi Thay đổi C đến C = C0 điện áp hiệu dụng hai đầu cuôn cảm L đạt giá trị cực đại Khi R + Z L2 1 A C0 = B C0 = C C0 = D C0 = 2 ( ωL ) ωZ L ωL ω L Câu 5: Trong mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp Cho L, R, ω không đổi Thay đổi C đến C = C0 điện áp URmax Khi URmax xác định biểu thức U R U R A U R max = I R B U R max = C U R max = Z − Z D U R max = U ZC L C Câu 6: Trong mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp Cho L, R, ω không đổi Thay đổi C đến C = C0 điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện C đạt giá trị cực đại Khi ωZ L ZL R + Z L2 A C0 = B C0 = C C0 = D C0 = 2 2 R + ZL ω ( R + Z ) ωZ L ω L L Câu 7: Trong mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp Cho L, R, ω không đổi Thay đổi C đến C = C0 điện áp ULmax Khi ULmax xác định biểu thức UZ L U R + Z C2 B ULmax= U A ULmax = C UL max= I0.ZL D ULmax = R R Câu 8: Trong mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp Cho L, R, ω không đổi Thay đổi C đến C = C0 công suất Pmax Khi Pmax xác định biểu thức U2 U2 U2 A Pmax = B Pmax = C Pmax = I R D Pmax = R 2R R Câu 9: Mạch điện nối tiếp gồm R, cuộn dây cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C thay đổi Điện áp hai đầu U ổn định, tần số f Thay đổi C để UCmax Chọn hệ thức ? 2 2 2 2 A U C max = U + U R + U L B U C max = U − U R − U L U2 2 2 U = C C max D U C max = U + U R + U L U R2 + U L2 Câu 10: Cho mạch RLC nối tiếp Trong R L xác định, C thay đổi Khi C = C C = C2 cường độ dòng điện mạch không thay đổi Hệ thức sau đúng? Z C + Z C2 A Z L = Z C1 + Z C2 B Z L = Z C1 + Z C2 C Z L = D Z L = Z C1 Z C2 Câu 11: Cho mạch RLC nối tiếp, R L xác định, C thay đổi Khi C = C C = C2 công suất tỏa nhiệt R không đổi Khi tần số góc dòng điện cho công thức C1 + C C1C C1C C1 + C A ω = B ω = C ω = D ω = LC1C 2 L(C1 + C ) L(C1 + C ) LC1C Câu 12: Cho mạch RLC nối tiếp Trong R L xác định, C thay đổi Khi C = C C = C2 UC có giá trị Khi C = C0 UC đạt cực đại Mối liên hệ C1, C2 C0 C1 + C 2C1 C C + C2 A C = C1 + C B C = C C = D C = 2C1 C C1 + C 2 Câu 13: Cho mạch điện RLC có L = (H), R = 50 Ω, điện dung tụ điện C thay đổi Điện áp hai đầu đoạn mạch u = 100cos100πt V Giá trị C để điện áp hiệu dụng đầu tụ cực đại A C = 20 (µF) B C = 30 (µF) C C = 40 (µF) D C = 10 (µF) Câu 14: Cho mạch điện RLC có R = 100 Ω, L = (H) Điện áp hai đầu mạch u = 100sin100πt V Với giá trị C UC có giá trị lớn nhất? Giá trị lớn bao nhiêu? 3.10 −4 3.10 −4 A C = B C = F ,U C max = 220V F ,U C max = 120V π π 3.10 −4 3.10 −4 B C = D C = F ,U C max = 180V F ,U C max = 200V 4π 4π Câu 15: Cho đoạn mạch RLC nối tiếp có L = (H), R = 50Ω , f = 50 Hz, C thay đổi Điều chỉnh C để UCmax L Tìm giá trị C đó? 10 −4 10 −4 2.10 −4 1,5.10 −4 F F F F A C = B C = C C = D C = π 2π π π Câu 16: Cho mạch R, L, C mắc nối tiếp có ZL = 200 Ω, ZC = 100 Ω Khi tăng C công suất mạch A giảm B tăng C tăng đến giá trị cực đại lại giảm D giữ nguyên giá trị ban đầu Câu 17: Một đoạn mạch RLC không phân nhánh gồm điện trở 100 Ω, cuộn dây cảm (cảm thuần) ( ) ( ) có hệ số tự cảm L = 1/π (H) tụ điện có điện dung C thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức u = 200cos100πt V Thay đổi điện dung C tụ điện điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại Giá trị cực đại A 200 V B 100 V C 50 V D 50 V Câu 18: Cho đoạn mạch xoay chiều RLC1 mắc nối tiếp (cuộn dây cảm) Biết tần số dòng điện 50 10 −3 Hz, L = H, C1 = F Muốn dòng điện mạch cực đại phải ghép thêm với tụ điện C tụ điện có 5π điện dung C2 ghép nào? 3.10 −4 3.10 −4 A Ghép nối tiếp C2 = F B Ghép song song C2 = F π π 5.10 −4 5.10 −4 C Ghép song song C2= F D Ghép nối tiếp C2 = F π π Câu 19: Cho đoạn mạch không phân nhánh RLC, R = 50 Ω cuộn dây có điện trở r = 10 Ω, L = (H), tụ điện có điện dung thay đổi Điện áp hai đầu mạch điện có biểu thức u = 200cos(100πt + π/6) V Thay đổi điện dung tụ để điện áp hiệu dụng hai đầu tụ đạt giá trị cực đại điện dung tụ A C = (µF) B C = (µF) C C = (µF) D C = (µF) Câu 20: Cho đoạn mạch không phân nhánh RLC, R = 60 Ω cuộn dây cảm có L = 0,8/π (H), tụ điện có điện dung thay đổi Điện áp hai đầu mạch điện có biểu thức u = 200 cos(100πt + π/6) V Thay đổi điện dung tụ để điện áp hiệu dụng hai đầu tụ đạt giá trị cực đại điện dung tụ giá trị cực đại 8 µF ,U C max = 518,5V A C = µF ,U C max = 366,7V B C = π 125π 80 80 µF ,U C max = 518,5V µF ,U C max = 333,3V B C = D C = π π Câu 21: Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ Cuộn dây có r = 10 Ω, L = 0,1/π (H) Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 50 V tần số f = 50 Hz Khi điện dung tụ điện có giá trị C1 số ampe kế cực đại 1A Giá trị R C1 2.10 −3 10 −3 A R = 50 Ω, C1 = F B R = 50 Ω, C1 = F π π 10 −3 10 −4 C R = 40 Ω, C1 = F D R = 40 Ω, C1 = F π π Câu 22: Đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở R, tụ điện có C thay đổi được, cuộn dây có độ tự cảm L = 2/π (H) điện trở r = 30 Ω mắc nối tiếp Đặt vào hai đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 60 V tần số f = 50 Hz Điều chỉnh C đến giá trị C công suất tiêu thụ mạch đạt cực đại 30 W Tính R C1 10 −4 10 −4 A R = 90 Ω, C1 = F B R = 120 Ω, C1 = F 2π π 10 −4 10 −4 C R = 120 Ω, C1 = F D R = 90 Ω, C1 = F 2π π 10 −4 2.10 −4 Cho đoạn mạch RLC nối tiếp, C thay đổi Khi C = C1 = F C = C2 = F công suất 1,5π π mạch có giá trị Hỏi với giá trị C công suất mạch cực đại? A C = 10 −4 (F) 2π 10 −4 2.10 −4 3.10 −4 (F) C C = (F) D C = (F) π 3π 2π Câu 23: Một mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây có điện trở 40 Ω, độ tự cảm 1/3π (H), Một tụ điện có điện dung C thay đổi điện trở 80 Ω mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều có giá trị lớn 120 V, tần số 50 Hz Thay đỏi điện dung tụ điện đến giá trị C điện áp đặt vào hai đầu mạch chứa cuộn dây tụ điện cực tiểu Dòng điện hiệu dụng mạch A 1A B 0,7A C 1,4A D A Câu 24: Một mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây có điện trở 50 Ω , độ tử cảm L = H , tụ điện có B C = điện dung C thay đổi điện trở 100 Ω Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 20 V tần số 50 Hz Thay đổi điện dung tụ điện đến giá trị C điện áp đặt vào hai đầu phần mạch chứa cuộn dây tụ điện cực tiểu Dòng điện mạch lệch pha so với điện áp hai đầu mạch A 600 B 900 C 1500 D 1200 Câu 25: Cho mạch điện gồm R, L, C mắc nối tiếp Cho R = 50 Ω, L = H, C thay đổi Đặt vào hai đầu mạch điện điện áp xoay chiều u = 200cos(100t + π/2) V Khi C = C công suất mạch đạt giá trị cực đại Khi cường độ dòng điện hiệu dụng I qua mạch điện áp hai đầu điện trở R bao nhiêu? A I = 0,4 10 A; U R = 20 10 V B I = A; U R = 200 V C I = 2 A; U R = 100 V D I = 0,8 A; U R = 40 V Câu 26: Cho mạch điện gồm R, L, C mắc nối tiếp Cho R = 30 Ω, L = 0,4 (H), C thay đổi Đặt vào hai đầu mạch điện điện áp xoay chiều u = 120cos(100t + π/2) V Khi C = C công suất mạch đạt giá trị cực đại Khi đó, biểu thức điện áp hai đầu cuộn cảm L A uL= 80cos(100t+ π) V B uL = 160cos(100t+ π) V C uL = 80cos(100t + π/2) V D uL = 160cos(100t + π/2) V Câu 27: Cho mạch điện gồm cuộn dây có điện trở r = 70 Ω độ tự cảm L = 0,7 (H) nối tiếp với tụ điện có điện dung C thay đổi Đặt vào hai đầu mạch điện điện áp u = 140cos(100t – π/2) V Khi C = C u pha với cường độ dòng điện i mạch Khi đó, biểu thức điện áp gữa hai đầu cuộn dây A ud = 140cos(100t) V B ud = 140cos(100t- π/4) V C ud = 140cos(100t - π/4) V B ud = 140cos(100t+ π/4) V Câu 28: Cho mạch điện gồm R, L, C mắc nối tiếp Cho R = 30 Ω, L = 0,4 (H), C thay đổi Đặt vào hai đầu mạch điện điện áp xoay chiều u = 120cos(100t + π/2) V Khi C = C công suất mạch đạt giá trị cực đại Khi biểu thức điện áp hai đầu điện trở A uR = 60cos(100t + π/2) V B uR = 120cos(100t) V C uR = 120cos(100t + π/2) VD.uR = 60cos(100t) V Câu 29: Cho mạch điện gồm R, L, C mắc nối tiếp Cho R = 60 Ω, L = 0,8 (H), C thay đổi Đặt vào hai đầu mạch điện điện áp xoay chiều u = 120cos(100t + π/2) V Khi C = C điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở đạt giá trị cực đại Khi biểu thức điện áp gữa hai tụ A uC = 80cos(100t + π) V B uC = 160cos(100t - π/2) V C uC = 160cos(100t) V D uC = 80cos(100t - π/2) V Câu 30: Cho mạch điện gồm cuộn dây có điện trở r = 70 Ω độ tự cảm L = 0,7 (H) nối tiếp với tụ điện có điện dung C thay đổi Đặt vào hai đầu mạch điện điện áp u = 140cos(100t – π/4) V Khi C = C u pha với cường độ dòng điện i mạch Khi biểu thức điện áp gữa hai tụ 3π π V A u C = 140100 − B u C = 70 100 − V 2 π π C u C = 70 100 + V D u C = 140100 − V 4 2 Câu 31: Câu 32: Câu 33: Cho mạch điện gồm cuộn dây có điện trở r = 70 Ω độ tự cảm L = 0,7 (H) nối tiếp với tụ điện có điện dung C thay đổi Đặt vào hai đầu mạch điện điện áp u = 70cos(100t) V Khi C = C điện áp hiệu dụng hai tụ đạt giá trị cực đại Khi độ lệch pha điện áp hai đầu cuộn dây so với điện áp hai tụ A 900 B 00 C 450 D 1350 Câu 34: Cho mạch điện gồm cuộn dây có điện trở r = 70 Ω độ tự cảm L = 0,7 (H) nối tiếp với tụ điện có điện dung C thay đổi Đặt vào hai đầu mạch điện điện áp u = 70cos(100t) V Khi C = C điện áp hiệu dụng hai tụ đạt giá trị cực đại Khi độ lệch pha điện áp hai đầu cuộn dây so với điện áp u A 1350 B 900 C 450 D 00 Câu 35: Cho mạch điện gồm cuộn dây có điện trở R = 20 Ω cảm kháng Z L = 20 Ω nối tiếp với tụ điện có điện dung C thay đổi Đặt vào hai đầu mạch điện điện áp u = 40cos(ωt) V Khi C = C điện áp hiệu dụng hai tụ đạt giá trị cực đại Khi độ lệch pha điện áp hai tụ so với điện áp u A 900 B 450 C φ = 1350 D φ = 1800 Câu 36: Cho mạch điện gồm cuộn dây có điện trở r = 70 Ω L = 0,7 (H) nối tiếp với tụ điện có điện dung C thay đổi Đặt vào hai đầu mạch điện điện áp u = 70cos(100t) V Khi C = C điện áp hiệu dụng hai tụ đạt giá trị cực đại Khi độ lệch pha điện áp u so với cường độ dòng điện mạch góc A 600 B 900 C 00 D 450 Câu 37: Cho mạch điện gồm cuộn dây có điện trở R = 40Ω độ tự cảm L = 0,8 (H) nối tiếp với tụ điện có điện dung C thay đổi Đặt vào hai đầu mạch điện điện áp u = 100cos(100t)V Khi C = C điện áp hiệu dụng hai tụ đạt giá trị cực đại Khi công suất tiêu thụ mạch A P = 250 W B P = 5000 W C P = 1250 W D P = 1000 W Câu 38: Cho mạch điện gồm cuộn dây có điện trở r = 40 Ω độ tự cảm L = 0,8 (H) nối tiếp với tụ điện có điện dung C thay đổi Đặt vào hai đầu mạch điện điện áp u = 100cos100t V Khi C = C0 điện áp hiệu dụng hai tụ đạt giá trị cực đại Khi cường độ dòng điện I qua mạch A I = 2,5A B I = 2,5 A C I = 5A D I = A ... π 3 2π Câu 23: Một mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây có điện trở 40 Ω, độ tự cảm 1 /3 (H), Một tụ điện có điện dung C thay đổi điện trở 80 Ω mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều. .. đổi điện dung tụ điện đến giá trị C điện áp đặt vào hai đầu phần mạch chứa cuộn dây tụ điện cực tiểu Dòng điện mạch lệch pha so với điện áp hai đầu mạch A 600 B 900 C 1500 D 1200 Câu 25: Cho mạch. .. tụ điện có điện dung thay đổi Điện áp hai đầu mạch điện có biểu thức u = 200 cos(100πt + π/6) V Thay đổi điện dung tụ để điện áp hiệu dụng hai đầu tụ đạt giá trị cực đại điện dung tụ giá trị cực