BÀI tập điện XOAY CHIỀU có lời GIẢI CHI TI13

10 429 3
BÀI tập điện XOAY CHIỀU có lời GIẢI CHI TI13

Đang tải... (xem toàn văn)

Thông tin tài liệu

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 TI10 BÀI tập điện XOAY CHIỀU có lời GIẢI CHI TI10

BÀI TẬP ĐIỆN XOAY CHIỀU CÓ LỜI GIẢI CHI TIẾT Câu 1: môt mạch điện xoay chiều gồm linh kiện lý tưởng R,L.C mắc nối tiếp.tần số riêng mạch ω0, điện trở thay đổi.hỏi cần phải đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi,có tần số góc ω băng để điện áp hiệu dụng URL không phụ thuộc vào R? A:ω= Giải: B:ω=ω0 c:ω=ω0 U R + Z L2 R + (Z L − Z C ) = D:ω=2ω0 U R + (Z L − Z C ) R + Z L2 U = 1+ Ta có: URL = I.ZRL = Để URL không phụ tuộc R ZC2 – 2ZLZC = -> 2ZL = ZC ωC 2ωL = > ω = Chọn đáp án A Z C2 − Z L Z C R + Z L2 ω = LC Câu 2: đặt dòng điện áp xoay chiều vào hai đầu mạch gồm điện trở thuân R mắc nối tiếp tụ điện C biểu thức dòng điện có dang: i1=I0 cos(ωt+ )(A).mắc nối tiếp thêm vào mạch điiện cuộn dây cảm L mắc vào điện áp nói biểu thức dòng điện có dạng i2=I0 cos(ωt- )(A).Biểu thức hai đầu đoạn mạch có dạng: A:u=U0 cos(ωt +)(V) B: u=U0 cos(ωt +)(V) C: u=U0 cos(ωt -)(V) D: u=U0 cos(ωt -)(V) Giải: Giả sử u = U0 cos(ωt + ϕ) Gọi ϕ1; ϕ2 góc lệch pha u i1; i2 − ZC R Z L − ZC R Ta có: tanϕ1= = tan(ϕ - π/6); tanϕ2= = tan(ϕ + π/3); Mặt khác cường độ dòng điện cực đại hai trường hợp nhau, nên Z1 = Z2  Z L − ZC R ZC R ZC2 = (ZL – ZC)2 ; - ZL = 2ZC Vì vậy: tanϕ2= = = tan(ϕ + π/3);  tan(ϕ - π/6) = - tan(ϕ +π/3)  tan(ϕ - π/6) + tan(ϕ +π/3) = -> sin(ϕ - π/6 + ϕ +π/3) = >  ϕ - π/6 + ϕ +π/3 = -> ϕ = - π/12 Do đó: u=U0 cos(ωt -)(V) Chọn đáp án C Câu 3: Mạch điện AB gồm đoạn AM đoạn MB Điện áp hai đầu mạch ổn định u = 150 cos100πt (V) Điện áp hai đầu đoạn AM sớm pha cường độ dòng điện góc 300 Đoạn MB có tụ điện có điện dung C thay đổi Chỉnh C để tổng điện áp hiệu dụng UAM + UMB có giá trị lớn Khi điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện A 75 V B 200V C 150 V D 130V M • B A Giải: tanϕAM = ZL R = tan300 = R ZL = 2R > ZAM = R + Z L2 = (*) Đặt Y = (UAM + UMB)2 Tổng (UAM + UMB) đạt giá trị cực đại Y đạt giá trị cực đại Y = (UAM + UMB)2 = I2( ZAM +ZC)2 = U ( Z AM + Z C ) R + (Z L − Z C ) = U ( Z AM + Z C ) R + Z L2 + Z C2 − 2Z L Z C Để Y = Ymax đạo hàm Y theo (ZC) Y’ = < -> ( R + Z L2 + Z C2 − Z L Z C nên ( )2(ZAM + ZC) - (ZAM + ZC)2 2(ZC – ZL) = Do (ZAM + ZC) ≠ R + Z L2 + Z C2 − Z L Z C ) - (ZAM + ZC)(ZC – ZL) = < > 2R (ZAM + ZL)ZC = R2 + ZL2 + ZAMZL (**) Thay (*) vào (**) ta ZC = 2R R + (Z L − ZC ) 2 Z = < -> Z = (****) (***) Ta thấy ZAM = ZMB = ZAB nên UMB = UC = UAB = 150 (V) Chọn đáp án C Câu 4: Cho đoạn mạch RLC cuộn cảm với L = CR Đặt vao hai đầu đoạn ω = 50π (rad / s ); ω = 200π (rad / s ) mạch điện áp xoay chiều ổn định Khi suất đoạn mạch có giá trị Tính giá trị Giải: Với L = CR2 ta có ZL.ZC = R2 (1) hệ số công R Z Hệ số công suất: cosϕ = cosϕ1 = cosϕ2 - (ZL1 – ZC1)2 = (ZL2 – ZC2)2 (2) Từ (1) (2)  Thay Z L21 Z L22 - = Z C2 -(3)  ZL2 = 4ZL1 ZC1 = 4ZC2 vào (3) ta ZL1 = ZC2 = ZL1.ZC1 = 4ZL12 = R2 - ZL1 = Z1 = R - Z C21 R Z C1 R + ( Z L1 − Z C1 ) ZC1 = 2R  Z1 = 13 Do cosϕ = R Z = 13 = 0,5547 Câu Đặt điện áp xoay chiều có tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở R, tụ điện C cuộn cảm L (L thay đổi được) Khi L=L0 điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt cực đại ULmax Khi L = L1 L = L2 điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm có giá trị UL Biết UL/ULmax = k Tổng hệ số công suất mạch AB L = L1 L = L2 n.k Hệ số công suất mạch AB L = L0 có giá trị ? A.n B n/ C n/2 D n Giải: Khi L = L0 UL = ULmax > ZL0 = R + Z C2 ZC Khi L = L1 L = L2 UL1 = UL2 = UL -> U R + Z C2 ULmax = Z L0 = Z L1 + Z L2 R (**) (*) UZ L1 Z1 Ta có UL = I1ZL1 = UL U L max UL U L max R Z1 = R Z2 = = Z L1 Z L1 k R + Z C2 R + Z C2 R + Z C2 Z L1 = cosϕ1 = k > cosϕ1 = Z L2 Z L2 k R + Z C2 R + Z C2 R + Z C2 Z L2 = cosϕ2 = k > cosϕ2 = k R + Z C2 k R + Z C2 Z L1 Z L2 cosϕ1 + cosϕ2 = cosϕ0 = UZ L Z2 + = nk > + Z L2 n R + Z C2 = R R R Z0 Z L1 R + (Z L0 − Z C ) R2 + ( = = (***) R R + Z C2 − ZC )2 ZC R2 + = R4 Z C2 = ZC R + Z C2 n R +Z 2 C Từ (**) (***) = ZC ZC R + Z R +Z cosϕ = C R +Z = R + Z C2 Z L0 -> R +Z C C Z L0 Z L0 = = C n = n Đáp án C Z L1 Z L2 R + ( Z L1 − Z C ) Chứng minh (**) Từ UL1 = UL2 -> R + ( Z L1 − Z C ) Z L21 > Z -> (R + -> Z L0 = C )( Z L21 Z L1 + - R + (Z L − Z C ) Z L22 = Z L22 Z L2 ) = 2ZC( Z L1 - R +Z Z L21 < -> Z L2 ) > Z L1 = C + R + (Z L − Z C ) 2 Z L2 2Z C Z L1 = R + Z C2 Z L22 2Z C R + Z C2 = = - Z L0 2Z C Z L2 Câu Cho đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở R = 100Ω nối tiếp với cuộn dây cảm 0,5/π(H) Điện áp hai đầu mạch có biểu thức u = 200cos2100πt (V) Cường độ hiệu dụng mạch A 1,5A B 1,118A C 1,632A D 0,5A Giải: Ta có u = 200cos2100πt (V).= 100 + 100cos200πt (V) = U1 + U2 Công suất tiêu thụ mạch P = P1 + P2 P1 công suất dòng điện chiều P1 = I12R với I1 = U1/R = 1A cos200πt U2 P2 công suất dòng điện xoay chiều P2 = I22R với I2 = 50 100 + 100 2 = = (A) ( ZL = 100Ω) + 0,25 R + Z L2 2 P = I R = (I + I2 )  I = 1,25 = = 1.118A Đáp án B Câu 7: Đoạn mạch AB gồm điện trở R = 50Ω, cuộn dây có độ tự cảm L = 0,4/π H điện trở r = 60Ω, tụ điện có điện dung C thay đổi mắc theo thứ tự Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều có dạng: uAB = 220 cos100πt (V), t tính giây Người ta thấy C = Cm điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch chứa cuộn dây tụ điện đạt cực tiểu Umin Giá trị Cm Umin A 10–3/(4π) F 120 V B 10–3/(3π) F 264 V C 10–3/(4π) F 264 V D 10–3/(3π) F 120 V Giải: Đặt điện áp hai đầu đoạn mạch chứa cuộn dây tụ điện U U AB r + (Z L − Z C ) Ta có U = I = ( R + r ) + (Z L − Z C ) U AB ( R + r ) + (Z L − Z C ) r + (Z L − Z C ) 2 U= r + (Z L − Z C ) U AB 1+ R + Rr r + (Z L − Z C ) =  U = Umin ZC = ZCmin = ZL = 40Ω - Cmin = 10 −3 4π F U AB U = Umin = (R + r ) r2 = U AB r R+r = 120V Chọn đáp án A Câu 8: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi U tần số f thay đổi vào hai đầu mạch mắc nối tiếp gồm cuộn dây không cảm có độ tự cảm L điện trở r, tụ điện có điện dung C thay đổi Ban đầu tần số mạch f1 tổng trở cuộn dây 100Ω Điều chỉnh điện dung tụ cho điện áp tụ cực đại giữ điện dung tụ không đổi Sau thay đổi tần số f cường độ dòng điện hiệu dụng mạch thay đổi f = f2 = 100Hz cường độ dòng điện hiệu dụng mạch cực đại Độ tự cảm L cuộn dây A 0,25/π H B 0,5/π H C 2/π H D 1/π H Giải: f = f1 Zd = R + Z L21 Khi UC = UCmax ZC1 = = 100 Ω - R2 + ZL12 = 104 R + Z L21 Z L1 - L C = R2 + ZL12 = 104 (*) Khi f = f2 ; I = Imax Trong mạch có cộng hưởng điện - ZC2 = ZL2 LC = ω 22 = 4π f 22 Từ (*) (**)  L2 = (**) 10 4π f 22  L = 10 2πf = 2π = 0,5 π H Đáp án B Câu 9: Đặt điện áp xoay chiều u = U0cos ωt (V) vào hai đầu đoạn mạch nối thứ tự: biến trở R, cuộn dây cảm L tụ điện có điện dung C thay đổi Khi C = C1 điện áp hiệu dụng hai đầu biến trở không phụ thuộc vào giá trị R C = C2 điện áp hai đầu đoạn mạch chứa L R không phụ thuộc R Hệ thức liên hệ C1 C2 A C2 = 2C1 B C2 = 1,414C1 C 2C2 = C1 D C2 = C1 U UR R + ( Z L − Z C1 ) Giải: Khi C = C1 UR = IR = = ( Z L − Z C1 ) 1+ R2 Để UR không phụ thuộc R ZL – ZC1 = - ZC1 = ZL (*) U U R +Z Khi C = C2 URL = I R + Z L2 L R + (Z L − Z C ) = = R + (Z L − Z C ) R + Z L2 = U 1+ Z C2 − Z L Z C R + Z L2 Để URL không phụ thuộc R ZC2 = 2ZL (**) Từ (*) (**)  ZC2 = 2ZC1  C1 = 2C2 Đáp án C Câu 10: Đặt điện áp xoay chiều có biểu thức u = U0cosωt(V) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây không cảm nối tiếp với tụ điện có điện dung C biến thiên Khi C = C1 = C0 dòng điện mạch chậm pha điện áp u góc φ1 điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây 150V Khi C = C2 = C0/3 dòng điện sớm pha điện áp u góc φ2 = 900 - φ1 điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây 50V Giá trị U0 là: A 100/ (V) B 50/ (V) C 100 (V) D 100 (V) Giải: TA có: ZC2 = 3ZC1; Ud1 = 150 (V); Ud2 = 50 (V) U d1 Ud2 > = > I1 = 3I2 -> Z2 = 3Z1 -.Z22 = 9Z12 > R2 + (ZL – ZC2)2 = R2 + (ZL – 3ZC1)2 = 9R2 + 9(ZL – ZC1)2 ->2(R2 +ZL2 ) = 3ZLZC1 > ZC1 = U d1 Z d1 = (**) U Z1 2( R + Z L2 ) 3Z L (*) -> U = Ud1 Z1 Z d1 R + ( Z L − Z c1 ) R + Z L2 = Ud1 Thay (*) vào (**) ta được: U = Ud1 = Ud1 4R +1 Z L2 (***) R + Z L2 + Z C21 − 2Z L Z C1 R + Z L2 Z L − Z C1 R tanϕ1 = ϕ2 = π − ϕ1 ; tanϕ2 = -> ϕ1 + ϕ2 = Z L − Z C1 Z L − Z C R R π Z L − ZC2 R -> tanϕ1 tanϕ2 = -1 (ϕ1 >0 ; ϕ2 < 0) = -1 >(ZL – ZC1)(ZL – ZC2) = (ZL – ZC1)(ZL – 3ZC1) = - R2 -> R2 + ZL2 – 4ZLZC1 + 3ZC12 = > R2 + ZL2 – 4( R + Z ) 3Z L2 -> > 4R Z L2 2 L 5( R + Z ) = Do U0 = U +3 4( R + Z L2 ) 9Z L2 =0 L -> 4R2 + 4ZL2 = 5ZL2 -> 4R2 = ZL2 = (****) > U = 8( R + Z L2 ) 3 Ud1 4R +1 Z L2 = Ud1 = Ud1 = 100V Chọn đáp bán C Câu 11: Đặt điện áp xoay chiều u = U0cos(ωt + ϕ) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm L, tụ điện C điện trở R mắc nối tiếp Tăng dần điện dung tụ điện, gọi t1, t2 t3 thời điểm mà giá trị hiệu dụng UL, UC, UR đạt cực đại Kết luận sau đúng? A t1 = t2 > t3 B t1 = t3 < t2 C t1 = t2 < t3 D t1 = t3 > t2 Giải: Ta có UR = URmax UL = ULmax ZL = ZC mạch có cộng hưởng điện để I = Imax Do t1 = t3 R + Z L2 ZL UC = UCmax ZC = = ZL + Do đó: t1 = t3 < t2 Đáp án B R2 ZL > ZL -> t2 > t1 Câu 12: Hai bàn ủi 220V-1100W mắc bào hai pha lưới điện ba pha dây, có UP = 220V Một nồi cơm điện 220V-550W mắc vào pha thứ lưới điện này, dụng cụ hoạt động bình thường (đúng định mức) Khi dòng điện chạy dây dây trung hòa có giá trị hiệu dụng bằng: A: 2,5A B: 4,17A C: 12,5A D: 7,5A Giải: Gọi dòng điện qua hai bàn ủi I1 = I2 = 5A; qua bóng đèn I3 = 2,5A Dòng điện qua dây trung tính i = i1 + i2 + i3 Dùng phương pháp cộng véc tơ ta có I I3 I2 I1 I = I1 + I2 + I3 Góc i1, i2., i3 2π /3 I2 I1 Đặt liên tiếp véc tơ cường độ dòng điện I3 I I1 I2 hình vẽ, ta I3 tam giác Theo hình vẽ ta có I = I3 = 2,5A Chọn đáp án A: 2,5A Điện: Câu 13: đặt dòng điện áp xoay chiều vào hai đầu mạch gồm điện trở thuân R mắc nối tiếp tụ điện C biểu thức dòng điện có dang: i1=I0 cos(ωt+ )(A).mắc nối tiếp thêm vào mạch điiện cuộn dây cảm L mắc vào điện áp nói biểu thức dòng điện có dạng i2=I0 cos(ωt- )(A).Biểu thức hai đầu đoạn mạch có dạng: A:u=U0 cos(ωt +)(V) B: u=U0 cos(ωt +)(V) C: u=U0 cos(ωt -)(V) D: u=U0 cos(ωt -)(V) Giải: Giả sử u = U0 cos(ωt + ϕ) Gọi ϕ1; ϕ2 góc lệch pha u i1; i2 Ta có: tanϕ1= −ZC R = tan(ϕ - π/6); tanϕ2= Z L − ZC R = tan(ϕ + π/3); Mặt khác cường độ dòng điện cực đại hai trường hợp nhau, nên Z1 = Z2  Z L − ZC R ZC R ZC2 = (ZL – ZC)2 ; - ZL = 2ZC Vì vậy: tanϕ2= = = tan(ϕ + π/3);  tan(ϕ - π/6) = - tan(ϕ +π/3)  tan(ϕ - π/6) + tan(ϕ +π/3) = -> sin(ϕ - π/6 + ϕ +π/3) = >  ϕ - π/6 + ϕ +π/3 = -> ϕ = - π/12 Do đó: u=U0 cos(ωt -)(V) Chọn đáp án C

Ngày đăng: 04/10/2016, 09:24

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan