GV : Th.S Nguyễn Vũ Minh
hướng dẫn sử dụng máy tính CASIO FX570ES
GIẢI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU BẰNG FX570ES (SƯU TẦM)
Gv. ThS Nguyễn Vũ Minh
Luyện thi THPT Quốc Gia - Tại BIÊN HÒA – ĐỒNG NAI
Đ/C : SAU TRƯỜNG THPT NGÔ QUYỀN
Nếu cần thêm các tài liệu khác về môn TOÁN
xin vui lòng liên hệ qua facebook : 0914449230
thầy sẽ gửi tặng thêm các phần khác...
I.GIẢI TÌM NHANH MỘT ĐẠI LƯỢNG CHƯA BIẾT TRONG BIỂU THỨC VẬT LÝ:
1.Sử dụng SOLVE ( Chỉ dùng trong COMP: MODE 1 ) SHIFT MODE 1 Màn hình: Math
Chú ý: Nhập biến X là phím: ALPHA )
: màn hình xuất hiện X
Nhập dấu = là phím : ALPHA CALC :màn hình xuất hiện =
Chức năng SOLVE:
SHIFT CALC và sau đó nhấn phím = hiển thị kết quả X=
Ví dụ 1: Điện áp đặt vào hai đầu một đoạn mạch R, L, C không phân nhánh. Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch là
100V, hai đầu cuộn cảm thuần L là 120V, hai bản tụ C là 60V. Điện áp hiệu dụng hai đầu R là:
A. 260V
B. 140V
C. 80V
Phương pháp truyền thống
D. 20V
Phương pháp dùng SOLVE
Giải:Điện áp ở hai đầu R: Ta có:
-Với máy FX570ES: Bấm: MODE 1
U 2 =U R2 + (U L − U C ) 2 .Biển đổi ta được (=> )
Dùng công thức : U 2 =U R2 + (U L − U C ) 2
U R2 =U 2 − (U L − U C ) 2 .Tiếp tục biến đổi:
-Bấm: 100 x2 ALPHA CALC =ALPHA ) X x2
UR =
+ (
U 2 − (U L − U C ) 2 thế số:
Nhập máy: 1002 − (120 − 60) 2 =
80V
Vậy:
120 - 60 ) x2
Màn hình xuất hiện: 1002 =X2 +(120-60)2
-Tiếp tục bấm:SHIFT CALC SOLVE =
Màn hình hiển thị:
Điện áp hiệu dụng hai đầu R là: 80V
Đáp án C.
1002 = X2 + (120-60)2
X là UR cần tìm
X=
L--R =
Vậy : UR = 80V
80
0
Ví dụ 2: Một mạch dao động gồm một tụ điện có điện dung C và một cuộn cảm có độ tự cảm L . Mạch dao
động có tần số riêng 100kHz và tụ điện có C = 5.nF. Độ tự cảm L của mạch là :
A. 5.10-5H.
Đt : 0914449230
B. 5.10-4H.
C. 5.10-3H.
D. 2.10-4H.
1
Email :
GV : Th.S Nguyễn Vũ Minh
hướng dẫn sử dụng máy tính CASIO FX570ES
Phương pháp truyền thống
Công thức tần số riêng: f =
Biến đổi ta có: L =
1
-Với máy FX570ES: Bấm: MODE 1 ( COMP )
2π LC
Bấm: SHIFT MODE 1 Màn hình hiển thị : Math
1
4π f 2C
Dùng công thức: f =
2
Thế số bấm máy:
L=
1
=5.066.10-4 (H)
−9
4π .(10 ) .5.10
2
Phương pháp dùng SOLVE
1
2π LC
-Bấm: X10X 5 ALPHA CALC =
1 ∇ 2
5 2
Đáp án B.
SHIFT X10X π
ALPHA ) X X 5 X10X - - 9
Màn hình xuất hiện: X 105 =
1
2π
Xx5 x10−9
-Tiếp tục bấm:SHIFT CALC SOLVE = (chờ khoảng 6
giây )
X 105 =
Màn hình hiển thị:
1
2π
Xx5 x10−9
X=
5.0660 x 10-4
L--R =
0
X là L cần tìm
Vậy : L= 5.10-4H.
II. BÀI TOÁN CỘNG ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU DÙNG MÁY TÍNH FX-570ES
1.Cách 1: Phương pháp giản đồ véc tơ: Dùng phương pháp tổng hợp dao động điều hoà.
-Ta có: u1 = U01 cos(ωt + ϕ 1) và u2 = U01 cos(ωt + ϕ 2)
-Thì điện áp tổng trong đoạn mạch nối tiếp: u = u1 +u2 = U 01cos(ωt + ϕ 1) + U 02 cos(ωt + ϕ 2)
-Điện áp tổng có dạng: u = U0 co s(ωt + ϕ )
Với: U02 = U201+ U022 + 2.U02.U01. Cos( ϕ 1 − ϕ 2) ; tgϕ =
U 01 sin ϕ 1 + U 02.sin ϕ 2
U 01 cos ϕ 1 + U 02 cos ϕ 2
Ví Dụ 3: Cho mạch gồm: Đoạn AM chứa: R, C mắc nối tiếp với đoạn MB chứa cuộn cảm L,r. Tìm uAB = ?
Biết:
π
π
uAM = 100 2 s cos(100π t − ) (V) → UAM =
100(V ), ϕ 1 =
−
3
3
π
A
π
uMB = 100 2cos(100π t + ) (V) → UMB = 100(V) và ϕ 2 =
6
6
R
C
M
uAM
L,r
B
uMB
Hình
Bài giải: Dùng công thức tổng hợp dao động: uAB =uAM +uMB
+ UAB = 1002 + 1002 + 2.100.100.cos(−
Đt : 0914449230
π
π
− )=
100 2(V )
3 6
2
Email :
GV : Th.S Nguyễn Vũ Minh
hướng dẫn sử dụng máy tính CASIO FX570ES
=> U0AB = 200(V)
π
+ tan ϕ
π
100sin(− ) + 100sin( )
3
6 →ϕ = − π
π
π
12
100 cos(− ) + 100 cos( )
3
6
+ Vậy uAB = 100 2
2cos(100π t −
hay uAB = 200 cos(100π t −
π
12
π
12
) (V)
) (V)
2.Cách 2: Dùng máy tính FX-570ES: uAB =uAM +uMB để xác định U0AB và ϕ. ( RẤT NHANH!)
a.Chọn chế độ của máy tính: CASIO fx – 570ES ; 570ES Plus
+ Để cài đặt ban đầu (Reset all), Bấm SHIFT 9 3 = =
+ Máy CASIO fx–570ES bấm SHIFT MODE 1 hiển thị 1 dòng (MthIO) Màn hình xuất hiện Math.
+ Để thực hiện phép tính về số phức thì bấm máy : MODE 2 màn hình xuất hiện CMPLX
+ Để tính dạng toạ độ cực : r ∠θ (ta hiểu là A∠ϕ) , Bấm máy: SHIFT MODE 3 2
-Chọn đơn vị đo góc là độ (D) ta bấm máy : SHIFT MODE 3 màn hình hiển thị chữ D
-Chọn đơn vị đo góc là Rad (R) ta bấm máy: SHIFT MODE 4 màn hình hiển thị chữ R
+Để nhập ký hiệu góc ∠ ta bấm: SHIFT ( − ).
-Cần chọn chế độ mặc định theo dạng toạ độ cực r ∠θ (ta hiểu là A ∠ϕ )
- Chuyển từ dạng : a + bi sang dạng A∠ ϕ , ta bấm SHIFT 2 3 =
(- Chuyển từ dạng A∠ ϕ sang dạng : a + bi , ta bấm SHIFT 2 4 = )
b. Xác định U0 và
ϕ
bằng cách bấm máy tính:
+Với máy FX570ES : Bấm chọn MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLX.
-Nhập U01 bấm SHIFT (-) nhập φ1; bấm +, Nhập U02 , bấm SHIFT (-) nhập φ2 nhấn = kết quả.
(Nếu hiển thị số phức dạng: a + bi thì bấm SHIFT 2 3 = hiển thị kết quả : A∠ϕ
+Với máy FX570MS : Bấm MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLX.
Nhập U01 , bấm SHIFT (-) nhập φ1 , bấm + , Nhập U02 , bấm SHIFT (-) nhập φ2 nhấn =
Sau đó bấm SHIFT + = hiển thị kết quả là: A SHIFT = hiển thị kết quả là:
φ
+Lưu ý Chế độ hiển thị kết quả trên màn hình:
Sau khi nhập, ấn dấu = hiển thị kết quả dưới dạng số vô tỉ, muốn kết quả dưới dạng thập phân ta ấn
SHIFT =
( hoặc dùng phím SD ) để chuyển đổi kết quả Hiển thị.
π
π
Ví dụ 3 ở trên : Tìm uAB = ? với: uAM = 100 2cos(100π t − ) (V) → U 0 AM =
100 2(V ), ϕ 1 =
−
3
3
Đt : 0914449230
3
Email :
GV : Th.S Nguyễn Vũ Minh
hướng dẫn sử dụng máy tính CASIO FX570ES
π
π
uMB = 100 2cos(100π t + ) (V) -> U0MB = 100 2 (V) , ϕ 2 =
6
6
Giải 1: Với máy FX570ES : Bấm chọn MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLX
Chọn chế độ máy tính theo D(độ): SHIFT MODE 3
Tìm uAB?Nhập máy:100 2 SHIFT (-) ∠ (-60) + 100 2 SHIFT (-) ∠ 30 = Hiển thị kết quả :
200∠ − 15 . Vậy uAB = 200 cos(ωt − 150 ) (V) Hay: uAB = 200 cos(100π t −
π
12
) (V)
Giải 2: Chọn chế độ máy tính theo R (Radian): SHIFT MODE 4
Tìm uAB? Nhập máy:100 2 SHIFT (-).∠ (-π/3) + 100 2 SHIFT (-) ∠(π/6 = Hiển thị kết quả:
200 ∠ − π/12 . Vậy uAB = 200 cos(100π t −
π
12
) (V)
X
A
M
Y
B
c. Nếu cho u1 = U01cos(ωt + ϕ1) và u = u1 + u2 = U0cos(ωt + ϕ) .
Tìm dao động thành phần u2 : (Ví dụ hình minh họa bên)
u2
u1
Hình
u2 = u - u1 .với: u2 = U02cos(ωt + ϕ2). Xác định U02 và ϕ2
*Với máy FX570ES : Bấm chọn MODE 2
Nhập U0 , bấm SHIFT (-) nhập φ ; bấm - (trừ) , Nhập U01 , bấm SHIFT (-) nhập φ1 nhấn = kết quả.
(Nếu hiển thị số phức thì bấm SHIFT 2 3 = kết quả trên màn hình là: U02 ∠ ϕ2
*Với máy FX570MS : Bấm chọn MODE 2
Nhập U0 , bấm SHIFT (-) nhập φ bấm - (trừ), Nhập U01 , bấm SHIFT (-) nhập φ1 nhấn =
bấm SHIFT (+) = , ta được U02 ; bấm SHIFT (=) ; ta được φ2
Ví dụ 4: Nếu đặt vào hai đầu một mạch điện chứa một điện trở thuần và một cuộn cảm thuần mắc nối tiếp một
điện áp xoay chiều có biểu thức u = 100 2 cos( ω t +
π
4
) (V), thì khi đó điện áp hai đầu điện trở thuần có biểu
thức uR=100cos( ω t) (V). Biểu thức điện áp giữa hai đầu cuộn cảm thuần sẽ là
A. uL= 100 cos( ω t +
C. uL = 100 cos( ω t +
π
2
π
4
2 cos( ω t +
)(V).
B. uL = 100
)(V).
D. uL = 100 2 cos( ω t +
π
4
π
2
)(V).
)(V).
Giải 1: Với máy FX570ES : Bấm chọn MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLX
Chọn chế độ máy tính theo D (độ): SHIFT MODE 3
Tìm uL? Nhập máy:100
Đt : 0914449230
2
SHIFT (-).∠ (45) - 100 SHIFT (-). ∠ 0 =
4
Email :
GV : Th.S Nguyễn Vũ Minh
hướng dẫn sử dụng máy tính CASIO FX570ES
π
Hiển thị kết quả : 100∠90 . Vậy uL= 100 cos(ωt + ) (V)
2
Chọn A
Giải 2: Chọn chế độ máy tính theo R (Radian): SHIFT MODE 4
Tìm uL? Nhập máy:100
2
SHIFT (-).∠ (π/4) - 100 SHIFT (-). ∠ 0 =
π
Hiển thị kết quả: 100∠π/2 . Vậy uL= 100 cos(ωt + ) (V)
2
Chọn A
Ví dụ 5: Nếu đặt vào hai đầu một mạch điện chứa một điện trở thuần và một tụ điện mắc nối tiếp một điện áp
xoay chiều có biểu thức u = 100 2 cos( ω t -
π
)(V), khi đó điện áp hai đầu điện trở thuần có biểu thức
4
uR=100cos( ω t) (V). Biểu thức điện áp giữa hai đầu tụ điện sẽ là
A. uC = 100 cos( ω t -
π
C. uC = 100 cos( ω t +
2
π
4
2 cos( ω t +
)(V).
B. uC = 100
)(V).
D. uC = 100 2 cos( ω t +
π
4
π
2
)(V).
)(V).
Giải 1: Với máy FX570ES : Bấm chọn MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLX
Chọn chế độ máy tính theo độ (D): SHIFT MODE 3
Tìm uc? Nhập máy:100
2
SHIFT (-).∠ (-45) - 100 SHIFT (-). ∠ 0 =
π
Hiển thị kết quả : 100∠ − 90 . Vậy uC = 100 cos(ωt − ) (V)
2
Chọn A
Giải 2: Chọn chế độ máy tính theo Radian( R): SHIFT MODE 4
Tìm uC ? Nhập máy:100 2 SHIFT (-).∠ (-π/4) - 100 SHIFT (-). ∠ 0 =
π
Hiển thị kết quả: 100∠-π/2 . Vậy uC = 100 cos(ωt − ) (V
2
Chọn A
Ví dụ 6:
AM
= 10cos100π
=
A. u AB 20 2cos(100πt) (V)
π
C. u AB 20.cos 100πt + (V)
=
3
MB
π
= 10 3 cos (100πt - 2) (V).
B. u AB 10 2cos 100πt +
=
AB.?
π
(V)
3
π
D. u AB 20.cos 100πt − (V)
=
3
Chọn D
Giải 1: Với máy FX570ES: Bấm chọn MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLX
Chọn chế độ máy tính theo độ (D): SHIFT MODE 3
Tìm uAB? Nhập máy:10 SHIFT (-).∠ 0 + 10 3 SHIFT (-). ∠ -90 =
Đt : 0914449230
5
Email :
GV : Th.S Nguyễn Vũ Minh
hướng dẫn sử dụng máy tính CASIO FX570ES
π
Hiển thị kết quả : 20∠-60 . Vậy uAB = 20 cos(100π t − ) (V)
3
Chọn D
Giải 2: Chọn chế độ máy tính theo Radian (R): SHIFT MODE 4
Tìm uAB ? Nhập máy:10 SHIFT (-).∠ 0 + 10 3 SHIFT (-). ∠ (-π/2 =
π
Hiển thị kết quả: 20∠ − π/3 . Vậy uC = 20 cos(100π t − ) (V)
3
Chọn D
d. Trắc nghiệm vận dụng :
Câu 1: Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ . Đặt vào hai đầu A, B một điện áp xoay chiều , điện áp tức thời
giữa các điểm A và M , M và B có =
dạng : u AM 15 2 cos ( 200πt − π / 3) (V)
A
•
M
•
B
•
Và u MB 15 2 cos ( 200πt ) (V) . Biểu thức điện áp giữa A và B có dạng :
=
A. u AB 15 6 cos(200πt − π / 6)(V)
=
B. u AB 15 6 cos ( 200πt + π / 6 ) (V)
=
C. u AB 15 2 cos ( 200πt − π / 6 ) (V)
=
D. u AB 15 6 cos ( 200πt ) (V)
=
Câu 2: Một đoạn mạch gồm tụ điện C có dung kháng ZC = 100 Ω và một cuộn dây có cảm kháng ZL = 200 Ω
mắc nối tiếp nhau. Điện áp tại hai đầu cuộn cảm có biểu thức uL = 100cos(100 π t + π /6)(V). Biểu thức điện áp ở
hai đầu đoạn mạch có dạng như thế nào?
A. u = 50cos(100 π t - π /3)(V).
B. u = 50cos(100 π t - 5 π /6)(V).
C. u = 100cos(100 π t - π /2)(V).
D. u = 50cos(100 π t + π /6)(V).
Câu 3(ĐH–2009): Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Biết R = 10 Ω, cuộn
cảm thuần có L=1/(10π) (H), tụ điện có C =
uL= 20
(F) và điện áp giữa hai đầu cuộn cảm thuần là
cos(100πt + π/2) (V). Biểu thức điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là
A. u = 40cos(100πt + π/4) (V).
C. u = 40
cos(100πt + π/4) (V).
B. u = 40
cos(100πt – π/4) (V).
D. u = 40cos(100πt – π/4) (V).
III. TÌM BIỂU THỨC i HOẶC u TRONG MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU DÙNG MÁY FX-570ES
1.Phương pháp giải truyền thống:
Cho R , L, C nối tiếp. Nếu cho u=U0cos(ωt + ϕu),viết i? Hoặc nếu cho i = I0cos(ωt+ ϕi),viết u?
Bước 1: Tính tổng trở Z: Tính Z L = ω L .; =
ZC
1
1
và Z =
=
ωC 2π fC
Bước 2: Định luật Ôm : U và I liên hệ với nhau bởi I =
Đt : 0914449230
6
R 2 + (Z L − ZC )2
U
U
; Io = o ;
Z
Z
Email :
GV : Th.S Nguyễn Vũ Minh
hướng dẫn sử dụng máy tính CASIO FX570ES
Bước 3: Tính độ lệch pha giữa u hai đầu mạch và i: tan ϕ =
Z L − ZC
; Suy ra ϕ
R
Bước 4: Viết biểu thức i hoặc u:
a) Nếu cho trước u=U0cos(ωt+ ϕu) thì i có dạng: i =I0cos(ωt + ϕu − ϕ).
b) Nếu cho trước i=I0cos(ωt + ϕi) thì u có dạng: u =U0cos(ωt+ ϕi + ϕ).
Ví dụ 7: Mạch điện xoay chiều gồm một điện trở thuần R = 50Ω, một cuộn thuần cảm có hệ số tự cảm
L=
1
π
2.10−4
( F ) mắc nối tiếp. Biết rằng dòng điện qua mạch có dạng
( H ) và một tụ điện có điện dung C =
π
i = 5cos100π t ( A ) .Viết biểu thức điện áp tức thời giữa hai đầu mạch điện.
Giải 1:
1
Bước 1: Cảm kháng: Z=
ω=
L 100π .= 100Ω ; Dung kháng: Z C=
L
π
1
=
ωC
1
= 50Ω
2.10−4
100π .
π
R 2 + ( Z L − ZC ) =
Tổng trở: Z =
2
502 + (100 − 50 ) = 50 2Ω
2
Bước 2: Định luật Ôm : Với Uo= IoZ = 5.50 2 = 250 2 V;
Bước 3: Tính độ lệch pha giữa u hai đầu mạch và i:=
tan ϕ
Z L − Z C 100 − 50
π
= = 1 ⇒ ϕ = (rad).
4
R
50
Bước 4: Biểu thức điện áp tức thời giữa hai =
đầu mạch điện: u 250 2 cos 100π t +
π
(V).
4
2.Phương pháp dùng máy tính FX-570ES: (NHANH VÀ HIỆU QUẢ CHO TRẮC NGHIỆM)
a.Tìm hiểu các đại lượng xoay chiều dạng phức: Xem bảng liên hệ
ĐẠI LƯỢNG
CÔNG THỨC
DẠNG SỐ PHỨC TRONG MÁY TÍNH FX-570ES
ĐIỆN
Cảm kháng ZL
ZL
Dung kháng ZC
ZC
Tổng trở:
Đt : 0914449230
− ZC i (Chú ý trước i có dấu trừ là Zc )
Z L = L.ω ; Z C =
Z=
Cường độ dòng điện
ZL i (Chú ý trước i có dấu cộng là ZL )
1
;
ω .C
R + ( Z L − ZC )
2
i = Io cos(ωt+ ϕi )
2
Z =R + ( Z L − Z C )i = a + bi ( với a=R; b = (ZL -ZC ) )
Nếu ZL >ZC : Đoạn mạch có tinh cảm kháng
Nếu ZL
i
i= Iiφ
0 = I 0 ∠ϕi
7
Email :
GV : Th.S Nguyễn Vũ Minh
Điện áp
Định luật ÔM
hướng dẫn sử dụng máy tính CASIO FX570ES
u =Uo cos(ωt+ ϕu )
I=
U
Z
u
u= U iφ0 =
U 0 ∠ϕu
u
u
i= =
>u =
i.Z =
>Z =
i
Z
R + ( Z L − Z C )i ( tổng trở phức Z có gạch trên đầu: R là phần thực, (ZL -ZC ) là phần ảo)
Chú ý: Z =
b.Chọn cài dặt máy tính Fx-570ES:
-Bấm SHIFT 9 3 = = : Để cài đặt ban đầu (Reset all)
-Bấm SHIFT MODE 1: hiển thị 1 dòng (MthIO) Màn hình xuất hiện Math.
-Bấm MODE 2 : Tính toán số phức, trên màn hình xuất hiện: CMPLX.
-Bấm SHIFT MODE 3 2 : Cài đặt dạng toạ độ cực:( r∠θ )
-Chọn đơn vị đo góc là độ (D) , bấm : SHIFT MODE 3 trên màn hình hiển thị chữ D
(-Chọn đơn vị đo góc là Rad (R), bấm: SHIFT MODE 4 trên màn hình hiển thị chữ R )
-Bấm SHIFT (-) : nhập ký hiệu góc ∠ của số phức
-Chuyển từ a + bi sang A∠ ϕ , bấm SHIFT 2 3 =
(-Chuyển từ A∠ ϕ sang a + bi , bấm SHIFT 2 4 = )
-Dùng phím ENG
để nhập phần ảo i
b.Lưu ý Chế độ hiển thị kết quả trên màn hình:
Sau khi nhập, ấn dấu = có thể hiển thị kết quả dưới dạng số vô tỉ,
muốn kết quả dưới dạng thập phân ta ấn SHIFT =
Phím ENG để nhập phần ảo i
( hoặc dùng phím SD ) để chuyển đổi kết quả Hiển thị.
c. Các Ví dụ :
1
Ví dụ 7 ở trên : Giải: Z=
ω=
L 100π .= 100Ω ; Z C=
L
π
1
= ....= 50Ω . Và ZL-ZC =50 Ω
ωC
-Với máy FX570ES : Bấm chọn MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLX.
-Bấm SHIFT MODE 3 2 : Cài đặt dạng toạ độ cực:( r∠θ )
-Chọn đơn vị đo góc là độ (D), bấm: SHIFT MODE 3 trên màn hình hiển thị chữ D
Ta có : u = i.Z . = I 0 .∠ϕ i X ( R + ( Z L − Z C )i =
5∠0 X ( 50 + 50i ) ( Phép NHÂN hai số phức)
Nhập máy: 5 SHIFT (-) 0 X ( 50
+ 50 ENG i ) = Hiển thị: 353.55339∠45 = 250 2 ∠45
Vậy biểu thức tức thời điện áp của hai đầu mạch: u = 250 2 cos( 100πt +π/4) (V).
Ví dụ 8: Một mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh có R = 100 Ω ; C=
1
π
.10−4 F ; L=
2
π
H. Cường độ
dòng điện qua mạch có dạng: i = 2 2 cos100 π t(A). Viết biểu thức điện áp tức thời của hai đầu mạch?
Đt : 0914449230
Email :
8
GV : Th.S Nguyễn Vũ Minh
Giải: Z=
L.=
ω
L
2
100=
ZC
π 200Ω ; =
π
hướng dẫn sử dụng máy tính CASIO FX570ES
1
= ........= 100 Ω . Và ZL-ZC =100 Ω
ω .C
-Với máy FX570ES : Bấm chọn MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLX.
-Bấm SHIFT MODE 3 2 : Cài đặt dạng toạ độ cực:( r∠θ )
-Chọn đơn vị đo góc là độ (D), bấm: SHIFT MODE 3 trên màn hình hiển thị chữ D
Ta có : u = i.Z . = I 0 .∠ϕ i X ( R + ( Z L − Z C )i =
2 2 ∠0 X ( 100 + 100i ) ( Phép NHÂN hai số phức)
Nhập máy: 2 2 SHIFT (-) 0 X ( 100
+ 100 ENG i ) = Hiển thị: 400∠45
Vậy biểu thức tức thời điện áp của hai đầu mạch: u = 400cos( 100πt +π/4) (V).
Ví dụ 9: Cho đoạn mạch xoay chiều có R = 40 Ω , L =
1
π
(H), C =
10 −4
(F), mắc nối tiếp điện áp 2 đầu mạch
0.6π
u =100 2 cos100 π t (V), Cường độ dòng điện qua mạch là:
π
A. i 2,5cos(100π t + )( A)
=
4
π
C. i 2cos(100π t − )( A)
=
4
Giải: Z=
L.=
ω
L
1
π
100=
π 100Ω ; =
ZC
π
B. i 2,5cos(100π t − )( A)
=
4
π
C. i 2cos(100π t + )( A)
=
4
1
=
ω .C
1
10−4
100π .
0 , 6π
= 60 Ω . Và ZL-ZC =40 Ω
-Với máy FX570ES : Bấm chọn MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLX.
-Bấm SHIFT MODE 3 2 : Cài đặt dạng toạ độ cực:( r∠θ )
-Chọn đơn vị đo góc là độ (D), bấm: SHIFT MODE 3 trên màn hình hiển thị chữ D
Ta có :=i
U 0 ∠ϕu
u
100 2∠0
=
=
. ( Phép CHIA hai số phức)
Z ( R + ( Z L − Z C )i ( 40 + 40i )
Nhập 100 2 SHIFT (-) 0 : ( 40
+ 40 ENG i ) = Hiển thị: 2,5∠ − 45
Vậy : Biểu thức tức thời cường độ dòng điện qua mạch là: i = 2,5cos(100πt − π/4) (A). Chọn B
Ví dụ 10: Một đoạn mạch điện gồm điện trở R = 50Ω mắc nối tiếp với cuộn thuần cảm L = 0,5/π (H). Đặt vào
hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều u = 100 2 cos(100πt − π/4) (V). Biểu thức của cường độ dòng điện
qua đoạn mạch là:
A. i = 2cos(100πt − π/2)(A).
B. i = 2 2 cos(100πt − π/4) (A).
C. i = 2 2 cos100πt (A).
D. i = 2cos100πt (A).
Giải: Z L= L.ω=
0 ,5
π
100π= 50Ω ; . Và ZL-ZC =50 Ω - 0 = 50 Ω
-Với máy FX570ES : Bấm chọn MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLX.
Đt : 0914449230
Email :
9
GV : Th.S Nguyễn Vũ Minh
hướng dẫn sử dụng máy tính CASIO FX570ES
-Bấm SHIFT MODE 3 2 : Cài đặt dạng toạ độ cực:( r∠θ )
-Chọn đơn vị đo góc là độ (D), bấm: SHIFT MODE 3 trên màn hình hiển thị chữ D
Ta có : =
i
U 0 ∠ϕu
u
100 2∠ − 45
=
=
.
( 50 + 50i )
Z ( R + Z Li)
Nhập 100 2 SHIFT (-) - 45 : ( 50
( Phép CHIA hai số phức)
+ 50 ENG i ) = Hiển thị: 2∠- 90
Vậy : Biểu thức tức thời cường độ dòng điện qua mạch là: i = 2cos( 100πt - π/2) (A). Chọn A
Ví dụ 11(ĐH 2009): Khi đặt hiệu điện thế không đổi 30V vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần mắc nối
tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 1/4π (H) thì cường độ dòng điện 1 chiều là 1A. Nếu đặt vào hai đầu
đoạn mạch này điện áp u =150 2 cos120πt (V) thì biểu thức cường độ dòng điện trong mạch là:
π
π
π
π
A. i 5 2cos(120π t − =
A) D. i 5cos(120π t − )( A)
=
)( A) B. i 5cos(120π t=
+ )( A) C. i 5 2cos(120π t + )(=
4
4
4
4
Giải: Khi đặt hiệu điện thế không đổi (hiệu điện thế 1 chiều) thì đoạn mạch chỉ còn có R: R = U/I =30Ω
Z L= L.ω=
1
u 150 2∠0
120π= 30Ω ; i = =
4π
Z (30 + 30i)
( Phép CHIA hai số phức)
-Với máy FX570ES : -Bấm chọn MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLX.
-Bấm SHIFT MODE 3 2 : Cài đặt dạng toạ độ cực:( r∠θ )
-Chọn đơn vị đo góc là độ (D), bấm: SHIFT MODE 3 trên màn hình hiển thị D
Nhập máy: 150 2 : ( 30
+ 30 ENG i ) = Hiển thị: 5∠ − 45
Vậy: Biểu thức tức thời cường độ dòng điện qua mạch là: i = 5cos( 120πt − π/4) (A). Chọn D
3. Trắc nghiệm vận dụng:
Câu 1: Cho mạch điện xoay chiều có R=30 Ω , L=
1
π
(H), C=
10 −4
(F); hiệu điện thế hai đầu mạch là
0.7π
u=120 2 cos100 π t (V), thì cường độ dòng điện trong mạch là
π
π
A. i 4cos(100π t + )( A)
=
4
B. i 4cos(100π t − )( A)
=
4
π
π
D. i 2cos(100π t + )( A)
=
4
C. i 2cos(100π t − )( A)
=
4
IV. XÁC ĐỊNH HỘP ĐEN TRONG MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU DÙNG MÁY TÍNH FX-570ES
( RẤT NHANH VÀ HIỆU QUẢ CHO TRẮC NGHIỆM)
1.Chọn cài dặt máy tính Fx-570ES:
Các bước Chọn chế độ
Đt : 0914449230
Nút lệnh
Ý nghĩa- Kết quả
10
Email :
GV : Th.S Nguyễn Vũ Minh
hướng dẫn sử dụng máy tính CASIO FX570ES
Cài đặt ban đầu (Reset all):
Bấm: SHIFT 9 3 = =
Reset all
Hiển thị 1 dòng (MthIO)
Bấm: SHIFT MODE 1
Màn hình xuất hiện Math.
Thực hiện phép tính về số phức
Bấm: MODE 2
Màn hình xuất hiện chữ CMPLX
Dạng toạ độ cực: r∠θ (A∠ϕ )
Bấm: SHIFT MODE 3 2
Hiển thị số phức kiểu r ∠θ
Tính dạng toạ độ đề các: a + ib.
Bấm: SHIFT MODE 3 1
Hiển thị số phức kiểu a+bi
Chọn đơn vị góc là độ (D)
Bấm: SHIFT MODE 3
Màn hình hiển thị chữ D
Hoặc chọn đơn vị góc là Rad (R) Bấm: SHIFT MODE 4
Màn hình hiển thị chữ R
Để nhập ký hiệu góc ∠
Bấm: SHIFT (-)
Màn hình hiển thị ký hiệu ∠
Chuyển từ dạng a + bi sang
Bấm: SHIFT 2 3 =
Màn hình hiển thị dạng A∠ ϕ
Bấm: SHIFT 2 4 =
Màn hình hiển thị dạng a + bi
dạng A∠ ϕ ,
Chuyển từ dạng A∠ ϕ sang
dạng a + bi
2. Xác định các thông số ( Z, R, ZL, ZC) bằng máy tính:
-Tính Z: Z =
U ∠ϕ
u
= 0 u
( I 0 ∠ϕi )
i
( Phép CHIA hai số phức )
Nhập máy: U0 SHIFT (-) φu : ( I0 SHIFT (-) φi ) =
-Với tổng trở phức :
Z =R + ( Z L − Z C )i , nghĩa là có dạng (a + bi). với a = R;
b = (ZL -ZC )
-Chuyển từ dạng A∠ ϕ sang dạng: a + bi : bấm SHIFT 2 4 =
3.Các Ví dụ:
Ví dụ 12: Một hộp kín (đen) chỉ chứa hai trong ba phần tử R, L, C mắc nối tiếp. Nếu đặt vào hai đầu mạch một
điện áp xoay chiều u = 100 2 cos(100πt +
π
)(V) thì cường độ dòng điện qua hộp đen là
4
i = 2cos(100πt)(A) . Đoạn mạch chứa những phần tử nào? Giá trị của các đại lượng đó?
Giải:
- Với máy FX570ES: Bấm chọn MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLX.
- Chọn đơn vị đo góc là độ (D), bấm : SHIFT MODE 3 trên màn hình hiển thị chữ D
- Bấm SHIFT MODE 3 1 : Cài đặt dạng toạ độ đề các: (a + bi).
Đt : 0914449230
11
Email :
GV : Th.S Nguyễn Vũ Minh
Z=
hướng dẫn sử dụng máy tính CASIO FX570ES
u 100 2∠45
=
Nhập: 100 2 SHIFT (-) 45 : ( 2 SHIFT (-) 0 ) = Hiển thị: 50+50i
i
(2∠0)
Mà Z =R + ( Z L − Z C )i .Suy ra: R = 50Ω; ZL= 50Ω . Vậy hộp kín (đen) chứa hai phần tử R, L.
Ví dụ 13: Một hộp kín (đen) chỉ chứa hai trong ba phần tử R, L, C mắc nối tiếp. Nếu đặt vào hai đầu mạch một
điện áp xoay chiều u = 200 2 cos(100πt −
π
)(V) thì cường độ dòng điện qua hộp đen là
4
i = 2cos(100πt)(A) . Đoạn mạch chứa những phần tử nào? Giá trị của các đại lượng đó?
Giải:
-Với máy FX570ES : Bấm chọn MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLX.
-Chọn đơn vị đo góc là độ (D), bấm : SHIFT MODE 3 trên màn hình hiển thị chữ D
-Bấm SHIFT MODE 3 1 : Cài đặt dạng toạ độ đề các: (a + bi).
Z=
u 200 2∠ − 45
: Nhập 200 2 SHIFT (-) -45 : ( 2 SHIFT (-) 0 ) = Hiển thị: 100-100i
=
i
(2∠0)
Mà Z =R + ( Z L − Z C )i . Suy ra: R = 100Ω; ZC = 100Ω . Vậy hộp kín (đen) chứa hai phần tử R, C.
Ví dụ 14: Một hộp kín (đen) chỉ chứa hai trong ba phần tử R, L, C mắc nối tiếp. Nếu đặt vào hai đầu mạch một
điện áp xoay chiều u = 20 6 cos(100πt −
π
)(V) thì cường độ dòng điện qua hộp đen là
3
i = 2 2 cos(100πt)(A) . Đoạn mạch chứa những phần tử nào? Giá trị của các đại lượng đó?
Giải:
-Với máy FX570ES: Bấm chọn MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLX.
-Chọn đơn vị đo góc là độ (D), bấm : SHIFT MODE 3 trên màn hình hiển thị chữ D
-Bấm SHIFT MODE 3 1 : Cài đặt dạng toạ độ đề các: (a + bi).
Z=
u 20 6∠60
=
: Nhập 20 6 SHIFT (-) -60 : ( 2
i (2 2∠0)
2 SHIFT (-) 0 ) = Hiển thị: 5
3 − 15i
Mà Z =R + ( Z L − Z C )i .Suy ra: R = 5 3 Ω; ZC = 15Ω . Vậy hộp kín (đen) chứa hai phần tử R, C.
Ví dụ 15: Một hộp kín (đen) chỉ chứa hai trong ba phần tử R, L, C mắc nối tiếp. Nếu đặt vào hai đầu mạch một
điện áp xoay chiều u = 200 6 cos(100πt +
Đt : 0914449230
π
)(V) thì cường độ dòng điện qua hộp đen là
6
12
Email :
GV : Th.S Nguyễn Vũ Minh
i = 2 2 cos(100πt −
hướng dẫn sử dụng máy tính CASIO FX570ES
π
)(A) . Đoạn mạch chứa những phần tử nào? Giá trị của các đại lượng đó?
6
Giải: - Với máy FX570ES : Bấm chọn MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLX.
-Chọn đơn vị đo góc là độ (D), bấm : SHIFT MODE 3 trên màn hình hiển thị chữ D
-Bấm SHIFT MODE 3 1 : Cài đặt dạng toạ độ đề các: (a + bi).
Z=
u 200 6∠30
=
: Nhập 200 6 SHIFT (-) 30 : ( 2
i (2 2∠ − 30)
2 SHIFT (-) (-30) =
Hiển thị: 86,6 +150i =50 3 +150i .Suy ra: R = 50 3 Ω; ZL= 150Ω. Vậy hộp kín chứa hai phần tử R, L.
Ví dụ 16: Một hộp kín (đen) chỉ chứa hai trong ba phần tử R, L, C mắc nối tiếp. Nếu đặt vào hai đầu mạch một
điện áp xoay chiều u = 200 2 cos(100πt+
π
)(V) thì cường độ dòng điện qua hộp đen là
4
i= 2cos(100πt)(A) . Đoạn mạch chứa những phần tử nào? Giá trị của các đại lượng đó?
Giải:
- Với máy FX570ES : Bấm chọn MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLX.
-Chọn đơn vị đo góc là độ (D), bấm : SHIFT MODE 3 trên màn hình hiển thị chữ D
-Bấm SHIFT MODE 3 1 : Cài đặt dạng toạ độ đề các: (a + bi).
Z=
u 200 2∠45
: Nhập 200 2 SHIFT (-) 45 : ( 2 SHIFT (-) 0 =
=
(2∠0)
i
Hiển thị: 141.42...∠45 .bấm SHIFT 2 4 = Hiển thị: 100+100i Hay: R = 100Ω; ZL= 100Ω. Hộp kín chứa R, L.
4.Trắc nghiệm:
Câu 1: Cho đoạn mạch gồm hai phần tử X, Y mắc nối tiếp. Trong đó X, Y có thể là R, L hoặc C. Cho biết hiệu
điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là u = 200 2 cos100 π t(V) và i = 2 2 cos(100 π t - π /6)(A). Cho biết X, Y là
những phần tử nào và tính giá trị của các phần tử đó?
A. R = 50 Ω và L = 1/ π H.
B. R = 50 Ω và C = 100/ π µ F.
C. R = 50 3 Ω và L = 1/2 π H.
D. R = 50 3 Ω và L = 1/ π H.
Câu 2: Cuộn dây thuần cảm có hệ số tự cảm L = 636mH mắc nối tiếp với đoạn mạch X, đoạn mạch X chứa 2
trong 3 phần tử R0, L0 , C0 mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện thế u = 120 2 cos100 π t(V) thì
cường độ dòng điện qua cuộn dâylà i = 0,6 2 cos(100 π t - π /6)(A). Xác định 2 trong 3 phần tử đó?
A. R0 = 173 Ω và L0 = 31,8mH.
B. R0 = 173 Ω và C0 = 31,8mF.
C. R0 = 17,3 Ω và C0 = 31,8mF.
D. R0 = 173 Ω và C0 = 31,8 µ F.
Câu 3: Cho một đoạn mạch xoay chiều gồm hai phần tử mắc nối tiếp. Điện áp giữa hai đầu mạch và cường độ
dòng điện qua mạch có biểu thức: u = 200cos(100πt-π/2)(V), i = 5cos(100πt -π/3)(A). Chọn Đáp án đúng?
Đt : 0914449230
13
Email :
GV : Th.S Nguyễn Vũ Minh
hướng dẫn sử dụng máy tính CASIO FX570ES
A. Đoạn mạch có 2 phần tử RL, tổng trở 40 Ω.
B. Đoạn mạch có 2 phần tử LC, tổng trở 40 Ω.
C. Đoạn mạch có 2 phần tử RC, tổng trở 40 Ω.
D. Đoạn mạch có 2 phần tử RL, tổng trở 20 2 Ω.
Câu 4: Cho một hộp đen X trong đó có chứa 2 trong 3 phần tử R, L, hoặc C mắc nối tếp. Mắc hộp đen nối tiếp
với một cuộn dây thuần cảm có L0 = 318mH. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện một hiệu điện thế xoay chiều có
biểu thức u = 200 2 .cos(100 π t- π /3)(V) thì dòng điện chạy trong mạch có biểu thức i = 4 2 .cos(100 π t -
π /3)(A). Xác định phần tử trong hộp X và tính giá trị của các phần tử?
A. R=50 Ω ; C = 31,8 µ F. B. R = 100 Ω ; L = 31,8mH. C. R = 50 Ω ; L = 3,18 µ H.D. R =50 Ω ; C = 318 µ F.
Câu 5: Một đoạn mạch xoay chiều gồm 2 trong 3 phần tử R, L hoặc C mắc nối tiếp . Biểu thức hiệu điện thế 2
π
π
đầu mạch và cường độ dòng điện qua=
mạch là u 80 cos 100π t + =
(V ) và i 8cos(100π t + )( A) . Các phần
4
2
tử trong mạch và tổng trở của mạch là
A. R và L , Z = 10 Ω .
B. R và L , Z = 15 Ω .
C. R và C , Z =10 Ω .
D. L và C , Z= 20 Ω .
Câu 6: Mạch điện nối tiếp R, L, C trong đó cuộn dây thuần cảm (ZL < ZC). Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện
áp xoay chiều 200 2 cos(100πt+ π/4)(V). Khi R = 50 Ω công suất mạch đạt giá trị cực đại. Biểu thức dòng điện
qua mạch lúc đó:
A. i = 4cos(100πt+ π/2) (A)
B. i = 4cos(100πt+π/4) (A)
C. i = 4 2 cos(100πt +π/4)(A)
D. i =4 2 cos(100πt) (A)
Gợi ý: Khi R = 50 Ω công suất mạch đạt giá trị cực đại. suy ra R=/ZL-ZC/ = 50Ω .
Mặt khác ZC > ZL nên trong số phức ta có: ZL + ZC = − 50i. Suy ra: i =
Câu 6b: Cho mạch điện như hình vẽ: C=
10−4
2
(F) ;L= (H)
π
π
u 200 2∠(π : 4)
π
=
= 4∠ Chọn A
50 − 50i
2
Z
C
A
L
M
N
B
X
Biết đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều
uAB = 200cos100πt(V) thì cường độ dòngđiện trong mạch là i = 4cos(100πt)(A) ; X là đoạn mạch gồm hai trong
ba phần tử (R0, L0 (thuần), C0) mắc nối tiếp. Các phần tử của hộp X là:
A.R0= 50Ω; C0=
10−4
10−4
10−4
(F) C.R0= 100Ω; C0=
(F)
(F) B.R0= 50Ω; C0=
2.π
π
π
Bài giải: Trước tiên tính ZL= 200Ω ; ZC= 100Ω
D.R0= 50Ω;L0=
10−4
(F)
π
+ Bước 1: Viết uAN= i Z = 4x(i(200 -100)) :
Thao tác nhập máy: 4 x ( ENG ( 200 - 100 ) ) shift 2 3 =
ấn M+
để nhớ
Kết quả là: 400 ∠ 90 => có nghĩa là uAN= 400 cos(100πt+π/2 )(V)
+ Bước 2: Tìm uNB =uAB - uAN :
Thao tác nhập máy: 200 - RCL M+ ( gọi nhớ ( 400 ∠ 90 )) shift 2 3 =
Đt : 0914449230
14
Email :
GV : Th.S Nguyễn Vũ Minh
Kết quả là: 447,21359 ∠ - 63, 4349 . Bấm : 4
+ Bước 3: Tìm ZNB : Z NB =
hướng dẫn sử dụng máy tính CASIO FX570ES
(bấm chia 4 : xem bên dưới)
u NB
447, 21359∠ − 63, 4349
nhập máy : 4 kết quả:
= 50-100i
4
i
=>Hộp X có 2 phần tử nên sẽ là: R0= 50Ω; ZC0=100 Ω.Từ đó tìm được : R0= 50Ω; C0=
Đt : 0914449230
15
10−4
(F) .Đáp án A
π
Email :