Mạch điện xoay chiều, cách tạo ra mạch điện xoay chiều

Mạch xoay chiều, mạch điện xoay chiều, cách tạo ra mạch điện xoay chiều

Dạng 1. Bài tập cách tạo ra dòng điện xoay chiều:

Bài 1: Một khung dây có diện tích S = 60cm2  quay đều với vận tốc 20 vòng trong một giây. Khung đặt trong từ trường đều B = 2.10-2T. Trục quay của khung vuông góc với các đường cảm ứng từ, lúc t = 0 pháp tuyến khung dây   có hướng của  .

1. Viết biểu thức từ thông xuyên qua khung dây.
2. Viết biểu thức suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây.

Xem Hướng dẫn:

Bài 2: Một khung dây dẫn gồm N = 100 vòng quấn nối tiếp, diện tích mỗi vòng dây là S = 60cm2. Khung dây quay đều với tần số 20 vòng/s, trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 2.10-2T. Trục quay của khung vuông góc với  .

1. Lập biểu thức của suất điện động cảm ứng tức thời.
2. Vẽ đồ thị biểu diễn suất điện động cảm ứng tức thời theo thời gian.

Xem Hướng dẫn:

Bài 3: Một khung dây dẫn có N = 100 vòng dây quấn nối tiếp, mỗi vòng có diện tích S = 50cm². Khung dây được đặt trong từ trường đều B = 0,5T. Lúc t = 0, vectơ pháp tuyến của khung dây hợp với  góc . Cho khung dây quay đều quanh trục  (trục D đi qua tâm và song song với một cạnh của khung) vuông góc với  với tần số 20 vòng/s. Chứng tỏ rằng trong khung xuất hiện suất điện động cảm ứng e và tìm biểu thức của e theo t.

Xem Hướng dẫn:

Bài 4: Khung dây gồm N = 250 vòng quay đều trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 2.10^-2T. Vectơ cảm ứng từ  vuông góc với trục quay của khung. Diện tích của mỗi vòng dây là S = 400cm². Biên độ của suất điện động cảm ứng trong khung là  (V)  (V). Chọn gốc thời gian (t = 0) lúc pháp tuyến của khung song song và cùng chiều với .

1. Viết biểu thức của suất điện động cảm ứng e theo t.
2. Xác định giá trị của suất điện động cảm ứng ở thời điểm s.
3. Xác định thời điểm suất điện động cảm ứng có giá trị V.

Xem Hướng dẫn:

Bài 5: Một con lắc đơn gồm một dây kim loại nhẹ có đầu trên I cố định, đầu dưới treo quả cầu nhỏ C bằng kim loại. Chiều dài của dây là l = 1m.

1. Kéo C ra khỏi vị trí cân bằng góc rad rồi buông cho C dao động tự do. Lập biểu thức tính góc  hợp bởi dây treo và phương thẳng đứng theo thời gian t.
2. Con lắc dao động trong từ trường đều có vuông góc với mặt phẳng dao động của con lắc. Cho B = 0,5T, chứng tỏ giữa I và C có một hiệu điện thế u. Lập biểu thức của u theo thời gian t.

Xem Hướng dẫn:

Dạng 2: Viết biểu thức của u và i

Bài 1:Mạch điện xoay chiều gồm một điện trở thuần R = 40W, một cuộn thuần cảm có hệ số tự cảm H và một tụ điện có điện dung F mắc nối tiếp. Biết rằng dòng điện qua mạch có dạng  (A).

1. Tính cảm kháng của cuộn cảm, dung kháng của tụ điện và tổng trở toàn mạch.
2. Viết biểu thức điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở, giữa hai đầu cuộn cảm, giữa hai đầu tụ điện, giữa hai đầu mạch điện.

Xem Hướng dẫn:

Bài 2: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm một điện trở thuần R = 80W, một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 64mH và một tụ điện có điện dung  mắc nối tiếp.

1. Tính tổng trở của đoạn mạch. Biết tần số của dòng điện f = 50Hz.
2. Đoạn mạch được đặt vào điện áp xoay chiều có biểu thức (V). Lập biểu thức cường độ tức thời của dòng điện trong đoạn mạch.

Xem Hướng dẫn:

Bài 3:Cho mạch điện như hình vẽ. Biết H, F và đèn ghi (40V- 40W). Đặt vào 2 điểm A và N một hiệu điện thế  (V). Các dụng cụ đo không làm ảnh hưởng đến mạch điện.

1. Tìm số chỉ của các dụng cụ đo.
2. Viết biểu thức cường độ dòng điện và điện áp toàn mạch.

Xem Hướng dẫn:

Bài 4:Sơ đồ mạch điện có dạng như hình vẽ, điện trở R = 40W, cuộn thuần cảm H, tụ điện F. Điện áp  (V). Hãy lập biểu thức của:

1. Cường độ dòng điện qua mạch.
2. Điện áp hai đầu mạch AB.

Xem Hướng dẫn:

Bài 5: Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ, R = 100W, L là độ tự cảm của cuộn dây thuần cảm, F, R_A 0. Điện áp (V). Khi K đóng hay khi K mở, số chỉ của ampe kế không đổi.

1. Tính độ tự cảm L của cuộn dây và số chỉ không đổi của ampe kế.
2. Lập biểu thức của cường độ dòng điện tức thời trong mạch khi K đóng và khi K mở.

Xem Hướng dẫn:

Bài 6:  Cho mạch điện như hình vẽ :

U_AN =150V ,U_MB =200V. Độ lệch pha U_AM và U_MB là p / 2

Dòng điện tức thời trong mạch là : i=I₀ cos 100pt (A) , cuộn dây thuần cảm.Hãy viết biểu thức U_AB

Xem Hướng dẫn:

Bài 7:  Cho mạch điện không phân nhánh gồm R = 100Ö3 W, cuộn dây thuần cảm L và tụ điện C =10^-4 /2p (F). Đặt vào 2 đầu mạch điện một hiệu điện thế u = 100Ö2cos 100p t. Biết hiệu điện thế U_LC = 50V ,dòng điện nhanh pha hơn hiệu điện thế.Hãy tính L và viết biểu thức cường độ dòng điện i trong mạch

Xem Hướng dẫn:

Dạng 3: Bài toán biện luận.

Bài 1:(Biện luận theo R). Cho mạch điện RLC nối tiếp có L,C không đổi mắc vào nguồn điện xoay chiều có U và w không đổi, R biến thiên, khi điện trở nhận các giá trị R₁ và R₂ thì góc lệch giữa điện áp toàn mạch và dòng điện trong mạch là j₁, j₂ đồng thời công suất tiêu thụ trong mạch lần lượt là là P₁ và P₂

1. Chứng minh rằng: P₁ = P₂ Û R₁.R₂ = (Z_L – Z_C)² Û : |j₁| +|j ₂| = p/2
2. Tìm R để P đạt giá trị cực đại tính giá trị cực đại đó. Tính cosj và I

Xem Hướng dẫn:

Bài 2:  Cho mạch điện RLC nối tiếp biêt L = 2/p (H) C = 125.10^-6/p F , R biến thiên: u_AB  = 150cos(100pt).

1. Khi P = 90W Tính R
2. Tìm R để công suất tiêu thụ có giá trị cực đại , tính giá trị cực đại đó

Xem Hướng dẫn:

Bài 3.  Cho mạch điện RLC nối tiếp,  biêt Z_L – Z_C = 60W  U = 120V w không đổi R biến thiên

1. Tính P_max    (Đs: 120W)
2. Khi R nhận 2 giá trị gấp 9/16 lần nhau thì công suất mạch như nhau. Tính các giá trị đó (Đs: 45 & 80W )

Bài 4, Cho mạch điện RLC nối tiếp,  biết  U = 120V L = 0,2/p H, C w không đổi R biến thiên

1. Khi R nhận 2 giá trị 18W và 32W thì mạch cùng công suất tiêu thụ. Tính Z_C
2. Tìm R để P đạt giá trị cực đại (Đs: a. 44W , b. 24W )

Bài 5( Cộng hưởng)  Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ. Biết R = 50W, H. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều  (V). Biết tụ điện C có thể thay đổi được.

1. Định C để điện áp đồng pha với cường độ dòng điện.
2. Viết biểu thức dòng điện qua mạch.

Xem Bài giải:

 Bài 6: Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ. Biết R = 200W, H, F. Đặt vào hai đầu mạch điện một hiệu điện thế xoay chiều  (V).

1. Tính số chỉ của ampe kế.
2. Khi R, L, C không đổi để số chỉ của ampe kế lớn nhất, thì tần số dòng điện phải bằng bao nhiêu? Tính số chỉ ampe kế lúc đó. (Biết rằng dây nối và dụng cụ đo không làm ảnh hưởng đến mạch điện).

Xem Bài giải:

Bài 7:Trong một đoạn mạch xoay chiều RLC nối tiếp, hệ số tự cảm của cuộn dây là L = 0,1H ; tụ điện có điện dung C = 1mF, tần số dòng điện là f = 50Hz.

1. Hỏi dòng điện trong đoạn mạch sớm pha hay trễ pha so với điện áp ở hai đầu đoạn mạch ?
2. Cần phải thay tụ điện nói trên bởi một tụ điện có điện dung C’ bằng bao nhiêu để trên đoạn mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện?

Bài 8:Cho mạch điện xoay chiều có  (V) ổn định. Điện trở R = 24W, cuộn thuần cảm H, tụ điện F, vôn kế có điện trở rất lớn.

1. Tìm tổng trở của mạch và số chỉ của vôn kế.
2. Ghép thêm với tụ điện C₁ một tụ điện có điện dung C₂ sao cho vôn kế có số chỉ lớn nhất. Hãy cho biết cách ghép và tính C₂. Tìm số chỉ của vôn kế lúc đó.

Xem Bài giải:

Bài 9:Mạch điện như hình. Điện áp hai đầu A và B ổn định có biểu thức (V). Cuộn cảm có độ tự cảm , điện trở thuần R_o = R = 100W, tụ điện có điện dung C_o. Người ta đo được hệ số công suất của mạch điện là .

1. Biết điện áp u sớm pha hơn dòng điện i trong mạch. Xác định C_o.
2. Để công suất tiêu thụ đạt cực đại, người ta mắc thêm một tụ điện có điện dung C₁ với tụ điện C_o để có bộ tụ điện có điện dung C thích hợp. Xác định cách mắc và giá trị của C₁.

Xem Bài giải: