Bài tập cơ sở kỹ thuật điện phần 1

LOI NOI DAU
Cuốn sách Bài tập cơ sở kỹ thuật điện gồm có 3 phân: Phần

bài tập, phản đáp số và phần gidi mau.

Đây là cuốn sách gồm các loại bài tập phục vụ cho môn học
Cơ sở kỹ thuật điện của ngành Điện và Điện tứ viễn thông, môn
Điện kỹ thuật của các ngành kỹ thuật không chuyên điện. Trong
q trình biên soạn

ngồi

việc đứt

ra những

bài tập dé mang

tính chất cơ bản tác giả cịn chọn lọc những bài khó, phúc tạp)
kèm theo lời giải mẫu nhằm giúp cho sinh viên và giáo viên tham

khảo cách giải. Đây là tài liệu rất
Điện và Điện tứ, đồng thời cũng là
sinh viên các ngành kỹ thuật không
tài liệu tham khảo cho những người

hữu ích cho xinh viên ngành
tài liệu dùng cho giáo viên,
chun điện, và có thể làm
ơn thủ cao học.

Để cuốn sách ngày càng hồn thiện hơn, chúng tơi mong
nhận được những góp ý, phê bình của các đồng nghiệp và bạn
đọc yề nội dung cuốn sách. Mọi ý kiến xin gi về Nhà xuất bản
Xây dựng 37 Lê Đại Hành - Hà Nội.
Cuối cùng tác giả xin cảm ơn tập thể cán bộ Nhà xuất bản
X4y dựng đã giúp đỡ để cuốn sách sớm ra mắt phục vụ bạn đọc.
Tác giả
PGS. TSKH THÂN NGỌC HOÀN


PHAN I. BAI TAP
Chương 1

MACH DIEN TUYEN TINH DONG MOT CHIEU
Cac dinh luat, cac loai nguon

1.1.g. Trén hinh 1.1 biểu diễn sơ đồ một mạch điện. Cho
trước dòng Ï¡. la. hãy tìm dịng là.

1.2. Hai phần A. B của một mạch điện nào đó được nối bàng 3
dây dẫn (hình 1.2). Biết lị = 0,1A. 1; = 02A, điện trở R = 100Q.

Hãy xác định chỉ số của von-met có điện trở trong 100©.
I

Al,

I,
I,

>

Hinh

1.1

Hinh

1.2

1.3. Trên hình I.3 biểu diễn một phần của một mạch điện nào
đó. Cho biết (p„, (ọp tại 2 điểm a và b, điện trở R¡ = 8O, R› = 2O.

E¡ị = 15V, E› = 25V. Tìm dịng I.

1.4. Tìm giá trị dịng lạ và Ï ở mạch điện trên hình 1.4.
Dong I; = 10mA, dién tro R = 2KQ, sdd E = ISV, dién áp
Uạp = 9V. Nhánh gôm điện trở và nguồn E thay bằng ngn

dịng với điện trở.

Ghỉ chú: g: bài tập có lời giải


Hình

1.5

1.5. Cho mach điện hình 1.5, hiéu dién thé U,, = 120V. Tim

giá trị dòng ly nếu L = 20mA. Rị = IKO. R› = 2KQ. E = 18V.
1.6. Cho mach điện như hình 1.6, hay xac định điện thể của
điểm O và dịng lạ, lọ, lì nếu E¡ = 10V. Rị = 2KO. E: = 25V,
R›

= 8K),

Ry=

|3K.

()ị = -5V,

Qra=

IoV.

{@;=

28V.

|

On
LÍ].

Hinh

1.6

|

Hinh

1.7


1.7. Cho mach dién hinh 1.7, hay xiie dinh dong fy va dién the
điểm m, biết rằng lị = 20mA. Ly = -]OmA, Ra = SKQ. Es = 15V.
Ri = 1OKQ.

Hay thực hiện biến đổi tương đương

mạch

nguồn

điện áp sang nguồn dịng.
I.8g. Ở sơ đư hình

1.8 cho đồng l¡ và là, điện trở và sdd. Hãy

xác định dòng điện I. ls. l¿ và hiệu điện thế giữa 2 điểm a va b
néu I; = lOmA

la = -20mA.

Ry = SKQ,

Es = 20V,

Rs = 3KQ.

E, = 40V. Ry = 3K.

Hinh 1.8

Hinh

1.9

1.9. Trong hinh 1.9 biét dong 1), là. điện trở và sdđd. Hãy xác
dinh dién thé tai diém k, cho I, = SmA. I; = -20mA. Ry = SKQ,
Rs = 3KQ, Re = 2KO. E = 20V.

1.10. Cho mach

dién (hình

1.10) hãy xác định sdđ E nếu

chỉ số của von-met bằng 0. Giá trị của nguồn dong kk = ImA,
R=

1KQ.


L

e.

7

=

4

°

Hình 1.10

Hinh 1.11

1.11. Viết phương trình theo định luật Kiếckhốp và xác định
dòng điện trong tất cả các nhánh của mạch điện trên hình
néu Ik; = ImA, Ik2 = 2mA, ky = 3mA,
Ra = 6KQ, R7 = 7KQ, Ey = 27V.

I.II

Ry = 4Q, Rs = SKQ.

1.12. Các số cho trên hình 1.12 là giá trị Ơm. xác định điện
trở vào của sơ đồ so với điểm a và b.

Hình 1.12


1.13g. Dé do dién tro R người ta dùng sơ đồ như hình 1.13. »
Cơng tắc xoay có thể 6 vi tri | hoac 2. Dién tré trong của

von-met R = 3KQ. Giit cho dién áp U không đổi ta thực hiện đo

Hinh 1.13

|

_!||+

Se

x
1
L__J

2 Ian. Khi cong tac nam 6 vi tri 1 von-met chỉ 100V, cịn ở vị trí
2 là 90V. Tính điện trở R.

Hinh 1.14

1.14. Cho mạch điện như hình 1.14, khi déng cong tac P,
von-met chỉ 2V, khi đóng đồng thời P¡ và P¿ von-met chỉ I,8V.
Giả thiết điện trở von-met vơ cùng lớn, hãy tìm điện trở trong
của nguồn nếu r = 2.
1.15. Von-met trên hình 1.15 sẽ chỉ bao nhiêu khi:
a) Đóng cơng tắc P\

b) Đóng cơng tắc P\ và P;
c) Đóng cả 3 cơng tắc Pạ, P; và P
Nếu khi mở cả 3 công tắc von-met chỉ IV, điện trở nguồn
rọ = 1O,r = 2Q. Bỏ qua điện dẫn của von-met.

1.16g. Sdd của 2 nguồn bằng nhau. điện trở trong roi, roạ của

chúng khác nhau. Với điện trở ngoài bằng bao nhiêu để điện áp
9


trên cực của một trong các nguồn trên bằng không khí mắc nối
tiếp 2 nguồn đó.

P,

b.

LT

bu

P,

Hinh 1.15

1.17. Ở chế độ không tải. von-met mắc vào cực của máy phát
chỉ 230V. Hỏi von-met sé chi bao nhiêu khi máy phát tại dòng
điện

10, 20, 40, 50A. Điện trở trong là 0.2.

sđđd của máy

phát

coi như không dõi.
1.18. Điện áp giữa 2 cực của một ac quy khi khong tai là 6V.
Khi đóng qua một điện trở ngồi

2.9

thì dịng

qua điện trở là

2A. Tính diện trở trong của ác quy và hiệu suất của ắc quy.
I.I9g. Thay thế một nguồn điện áp E = 10V (hình I.16a) có
điện trở trong là r = 1Q bàng một ngn dịng lý (hình 1.16b).
Hãy tìm xem với giá trị dịng ÏÌ nào điện áp và cơng suất của
mịịch ngồi với điện trở 9) sẽ khơng doi.
LƠ

{_]

|
-_

a)

Hinh

1.16

Tính su bién doi dién nang thành nhiệt nàng
1.20. Điện trở ngoài của mạch diện tăng 2,25 lần nhưng số
lượng nhiệt tỏa ra trong một giây Không thay đổi. Hãy tìm tỷ số
giữa điện trở trong của ngn r„ với điện trở ngoài r, giả thiết

rằng sđđ và điện trở nguồn khơng dõi.

1.21. Người ta dùng một lị điện có dịng

10A, điện áp 120V

để dun nước chứa trong một bình. Hãy xác dịnh hiệu suất của lị

nếu để dun nóng khối
25.10” trong 4,5 phút.

lượng

nước

chứa

trong

bình

đó cần

1.22. Hỏi số lượng nhiệt tỏa ra trong lem” đây dân đóng sau
Igiây khi có dịng điện với mật độ 4A/mm” chạy qua.

1.23. Một lò điện được nối với một nguồn điện áp 120V bàng
một dây dẫn có điện trở bàng 1Ơ. Hãy xác định diện trở của lị
điện nếu cơng suất của lị là I,1KW.
1.24g. Một lị điện có điện trở 442 được nối vào lưới điện có
điện áp 220V đạt nhiệt độ lớn hơn nhiệt dộ khơng

khí là 400C.

Tiếp tục đun sẽ làm mơi trường xung quanh nóng lên. Số nhiệt
tỏa ra khơng khí có thể coi tỷ lệ với nhiệt độ của lị. Nhiệt độ của
lò là bao nhiêu nếu ta mắc nối tiếp với lị một điện trở 1©.
1.25. Một bóng điện có cơng suất I0W khi mắc vào điện áp

120V. Do tiếp xúc ở ổ cắm không tốt nên điện áp bóng đèn chỉ

đạt 80V với dịng 0,LA. Hãy tính số lượng nhiệt tỏa ra tại ô cắm
sau một giây. Số lượng nhiệt tỏa ra tại bóng đèn sẽ giảm di bao
nhiêu lần?
1.26. Một dây may so có điện áp và dòng định mức là 220V

và 2,5A được nhúng vào 1,5dm” nước. Nhiệt độ ban đầu là 16C.

Sau 20 phút nước sôi. Hãy xác định hiệu suất của dây may so và
giá thành dun 250cm' nếu giá IKWh là 1000d.
11


1.27g. Hãy xác định công suất sinh ra do sđđ (hình 1.17) biết
= 1A1, =0.3A, R = 10Q, E = 3V.
R

Ay

Hinh 1.17

1.28. Hãy xác định dòng diện trong các nhánh của mạch điện
(hình 1.18) bằng phương pháp mạch vịng và phương pháp 2 nút.
So sánh các kết quả. Kiểm tra sự cân bằng công suất nếu l¡ = 1A,
R; = 5Q, R2 = 8O, R:ị= 2Ó, E¿ = 16V, Eạ =4V.

Hình 1.18

Hình 1.19

1.29. Hãy xác định dịng diện trong các nhánh của mạch điện

(hình I.19) bằng phương pháp dịng vịng và phương pháp điện
thé nút. Thống

kê công suất nếu ly = 2A, Ro = 10Q,

Ra = 20Q,

Rg = 100, Rs = 8Q, Re = 5Q, E; = 25V, Ey = LOV, Es = 20V.
12


1.30. Hãy xác định dòng nhánh trong các sơ đồ cầu ở hình
1.20 bằng phương pháp dịng vịng và phương pháp điện thé
2 nút.

Hình

1.20

-

Trong đó: lý = 1A, E¿ = 5.1V, E: = 1V, Rị = 1O, R: =

20,

R3 = 3Q, Ry = 4Q, Rs = 5Q, Re = 32.
1.31. Hãy biến đổi mạch điện ở hình I.18 theo nguyên tac
sau: thay nhánh I và 2 bằng một nhánh, thay nhánh 2 và 3
thành một nhánh.
13


Phương pháp biến đới điện trở
1.32. Hay tìm điện trở tương đương của mạch điện hình 1.2]
và dịng điện trong các nhánh. Cho biết: Rị = 60, R2 = 3Q,
Ry = 10. Ry = 2.9Q, Rs = 3,7Q. Ro = SQ. R7 = 1. Ry = 42,
U= 13.5V.
ẻ

R,

Hình

đ

1.21

Hình

1.22

1.33. Xác định dịng điện trong các nhánh của mạch điện trên

hình I.22 cho biết: E = 2V,
R;=40. R: = 5Ò. R¿„= 6.

Rị

=

1Q.

Ro = 2Q,

R3

= 3Q,

1.34. Hay tim điện trở vào Rịi› của mạch diện trên hình 1.23
néu cho biết: Rị = 2/13, Rị = 1,25Q, Ra = 1Q. Ry = 2Q,
Rs = 402, Re = 702. Ry = 146.
Chi dan: Thay tâm giác ABC bang sao tương đương.

Hình

1.23


Mang 2 cua tich cuc
1.35. Hay xae dinh dong |: rong sơ đơ hình 1.24 bang
phuong phip may phat tuong duong néu E; = 20V.
= 1A
R,= 10Q, Ro=

100. Ra= 52. Ry = 15Q, Rs= 5Q, Ry= 5Q.
?

p» |

R,
2

;

P,

3

-(

V

A
Hình

1.24 -

Hình

1.25

1.36g. Dùng von-met có điện trở trong Ry và ampe-met có điện
trd trong R, ta do 3 vị trí của bộ chuyển mạch P¡ P› (hình 1.25). kết

quả đo được cho ở bảng |. Hay xadc định dién tro R, Ry, Ry dién
trở vào mạng 2 cửa so với điểm a và b, dién ap trén 2 diém a. b 6
chế độ khơng tải.
Bang I
Chế độ

Vị trí Pạ. P›

Chi so A

Chi số V

95,3

l

l

2

0.4755

2

2

]

0.906

3

2

2

1.295

0)
-

86,5

1.37g. Bộ chuyển mach P của hình 1.26 có thể nầm tại 3 vị
trí. Khi ở vị trí l: I=

lị = I00mA,

ở vị trí 2: [ = lạ = 50mA.

ở

vi tri 3: 1= la = 20mA. Điện trở Ra = IKO. Hãy xác định giá
trị điện trở Ra. điện trở vào của mạng

2 cửa so với ¡ điểm

a,b

và dién ap khong tai Uso.

15


Hinh 1.26

Hinh 1.27

1.38. Von-met mặc giữa điểm B và D của mạch điện (hình 1.27)
chỉ 3,5V. Nếu thay von-met bằng ampe-met vào 2 điểm đó thì
ampe-met chỉ 6A. Hãy xác định công suất của điện trở R nếu

điện trở này cũng được mắc vào điểm B và D.

1.39. Hãy xác định dịng điện trong nhánh

chứa ngn

E¿

(hinh 1.28) cho biét : Ry = 10Q, Ra = 5Q, R3 = 140, Rap = 509,

Rac = 30Q, Rea = 20; E; = 4V, E; = 1V, Ex = 4V.

Hinh

1.28

Hinh

1.29

1.40. Ĩ mạch điện hình 1.29 tất cả các sdd c6 gid tri 12V,
các điện trở có giá trị 2. Hãy sử dụng phương pháp mạng 2 cửa
tích cực tìm dịng điện trong nhánh AB và điện thế các nút,
16


Sử dụng định luật Kiéckhop dé tinh mach dién
L4lg. Trong SỐ trực bạn của bảng điện chính thỉnh
các chỉ sở của thiết bị đo như sau:
T

aie

1.30) ghi
l
Gen

Thời điểm ghỉ | HIA| + HỊAI | HIAI | HAI | 6,|VỊ

| 8h15

[_

- Ish30

00

|

45

|

4) ¡

30

|

57

40

|

43

II4

35 | 1155|

Hãy tìm sdd và điện trở của các máy phát, giá thiết ràng giá

trị của chúng khong doi.

ee

(A )

-NeosF,

A,

®

16

st

+

Hinh 1.30

Hinh

1.31

1.42. Bang diện chính cua tram dién gom may phat va 119 ac
quy (hinh 1.31). Nguoi ta thuc hén ghi các chỉ số của các thiết

bi do va biéu dién G dong | cua bang. Sau khi dùng bộ chuyển

mach dua phan tử ac quy 120 với sdđ 2V vào, các chỉ sở của
thiết bị do cho ở dịng 2 của bảng, Hãy tìm sđd của máy phát.
củu ắc quy và diện trở trong của chúng, bỏ qua điện trở của phản
tử ắc quy thd 120.

|_—HIAI
m
|

7

LA
8
28

HAI —} —-hIAI— .| „IV, |

25.5
2

|?

6.5

224
225.7

|


1.43. Kim của điện kế (hình 1.32) lệch đi một vạch khi dịng
chạy qua nó là I,25.10A. Điện kế sẽ lệch đi bao nhiêu vạch khi

đóng cơng tắc. biết E¡ = 2V, E¿ = 145V, Rị = 16000, R: =
1920Q, Rr = 2000Q.

R,

R,

5

U

C

R,
Hinh 1.32

——
BE. ? =
Ry,

Hinh 1.33

1.44. Hãy xác định dòng trong các nhánh. điện áp đrên tụ điện

€ và thống kê cơng suất mạch diện trên hình 1.33 ở chế độ ôn
định, biết U= 110V. E¡ = E› = 2V, Rị = Ra: = R: =R; = 100.
1.45. Động cơ một chiều kích từ song song nối vào lưới điện

xoay chiêu có điện áp U = I15V (hình 1.34).
từ (điện trở cuộn dây và điện trở điều chỉnh
trở mạch phân ứng (khơng có điện trở khởi
phản diện động E = 114V. Hay xác định dịng

Điện trở mạch kích
R;) là I15O. Điện
động) là 0,1O, sức
điện.
A

oC)

Ty

+

~

eC) a
+

Ta;

.

B
Hinh 1.34

Hinh 1.35


1.46. Sdd cho trong hinh 1.35 1A Ey = E; = 130V dién trở
trong của chúng ri = ().5. ra = 0,4Ĩ. Điện trở tại R = 7Ĩ. Hãy
tìm cơng suất các máy phát.
1.47. Khi nạp mạch 4 cực loại chữ G từ phía I-Iˆ (hình 1.36)
ở chế độ ngắn mạch Ủ\¿ = 100V. lị = LOA. Khi nạp từ phía

2-2` ở chế độ khơng tải Uy, = 100V, l›v = 0.1A. Hãy tìm hệ số

của mạch 4 cực.

Hình 1.36

Hình 1.37

1.48g. Điện áp ở lối ra của mạch 4 cực (hình 1.37) U; = 120V
với điện trở tải R = 12. Tìm điện áp ở lối vào và hiệu suất của
mạch nếu Ra = 1O, Ro = 1006, R¡ = 0,59.

1.49g. Hãy tìm hệ số của mạch 4 cực (hình 1.37) khi Ru = 100V,
Rị

= 2O,

R; = 5O.

Dựng

đồ

thị mối

quan

hệ U¡

= f(l›)

và

lị = f›(1›) nếu l; thay đổi từ 0 đến 10A, U = 25V và không đổi.
1.50. Cho mạch điện (hình 1.38) có rị = 100), rọ = 5, rạ = 50).

Tìm hệ số mạch 4 cực. mối quan hệ U¡ = f;(l›) và I¡ = f›(Iz) nếu

lạ thay đổi trong khoảng từ 0+10A,

= 10V không đổi.

1.51. Người ta mắc song song với ắc quy có đặc tính (hình 1.39)

một điện trở 5Q. Hãy xây dựng đồ thị của dòng tổng theo điện
áp nạp.
19

3

2

1
Hinh 1.38

4

5

UM

Hinh 1.39

1.52. Dac tinh cua phần tử phi tuyến ở hình

1.40a biểu diễn

trên hình 1.40b cho biét E = 240Q, ro = 2Q. r = 158Q. 1, = 160Q.
Hãy xác định dòng chạy qua phân tử phi tuyến bằng phương
pháp mạch 2 cửa tích cực.

Ụ,0

¿1)

bì

|

I(u)

02|
20

Hình

⁄⁄

40

60 80 100 [VỊ

1.40

1.53. Nim dong dién trong so do hinh [.41 cho biết Ei = 100V,
E› = 20V. rị = 2000Q. Đặc tính phi tuyến của phần tử I và 2 cho
Ở bảng, điện trở trong của nguồn bỏ qua.

1.54g. Trên hình 1.42a biểu diễn mạch điện chứa phần tử điện

trở phi tuyến CT5-I mà đặc tính von-ampe cho ở hình 1.42b va
một điện trở tuyến tính R. Hãy chọn điện trở R sao cho mạch có
20


thẻ dùng

như một thiết bị ồn định dòng diện. Hãy

xác định đặc

tính von-ampe vào và xác định dong ốn dịnh.
UIVỊ

|[...I00{

HAI

|...60 | 55504030

Hình

704030205

[0
[100

1.41

I[mA]

a)

|

Hinh 1.42

8 16

24

b)

32

1.55. Để ổn định dịng điện tronz điện trở Rụ (hình

UV

1.43a).

người ta mắc song song một điện trở phi tuyến R; có đặc tính
von-ampc (hình 1.43b) với một điện trở tuyến tính R. Chọn điện

trở R sao cho địng I khóng thay đổi khi điện áp trên điện trở phi
tuyến thay đổi trong phạm vị 3+10V. Tìm giá trị dịng ơn định
lau. Xác định Khoảng thay dor dién áp Uo toi vào úe dong I trong
mạch không thay đổi. biết Ry = 1006.
21


l[mAl

PK

20

È

Uk

R

Vv

'

10
a)

b)

()

12345678

Uy

Hinh 1.43

1.56. Trén hinh
nhiệt

TPö/2.

Do

1.44a biéu dién mot bộ ổn áp dùng điện trở
đặc

tính

von-ampe

của

TP6/2

(hình

1.44b)

khơng có phần thăng đứng nên người ta mắc nối tiếp một điện
trở Ra. Tìm giá trị R; và điện áp ổn định U¿¿ trên điện trở tải
Rr= IKO. Điện áp ở lối vào Ủy thay đối +10% điện áp định mức
20V. Chọn điện trở R¡ nếu điện áp ở lối vào cực tiểu. dòng chạy
qua điện trở nhiệt là ImA. Hãy kiểm tra xem điện áp trên tải có
thay đổi Khơng khi điện ấp vào tăng tới giá trị cực đại.
I[mA]

20
10
a)

0

b)

Hinh

12345678

ULV]

1.44

1.57. Hãy xác dịnh dòng điện chạy qua phần tử HC và cơng
suất tỏa ra tại đó (hình

I.45a). Biết E = 30V, l¿ = 2A, Rị = 4Ó,

Rz = 1Q. Ry = 3Q. Ry = 2Q, đặc tính von-ampe biểu diễn trên

hinh 1.45b.
22