Công suất dòng điện xoay chiều

Công Suất dòng điện xoay chiều
Công suất, hệ số công suất
* Công suất tức thời: P = UIcosϕ + UIcos(2ωt + ϕ)
* Công suất trung bình: P = UIcosϕ = RI2.
P = UI cos ϕ

hệ số công suất
P=

P = RI 2

cos ϕ =

R
Z

R.U 2
R 2 + (Z L − ZC )2

P(W): công suất, cosϕ: hệ số công suất, I(A), U(V)
Điện năng tiêu thụ ở mạch điện: W = A = Pt.
Câu 1: Mạch điện chỉ có R = 20 Ω, Hiệu điện thế hai đầu mạch điện là 40 V, tìm công
suất trong mạch khi đó.
A. 40 W
B. 60W
C. 80W
D. 0W
Câu 2: Mạch điện chỉ có C, C = 10 /πF, tần số của dòng điện trong mạch 50 Hz, hiệu điện
thế hiệu dụng là 50 V. Tìm công suất trong mạch khi đó.
A. 40 W
B. 60W

C. 80W
D. 0W
Câu 3: Mạch điện chỉ có L, L = 1/π H, tần số của dòng điện trong mạch 50 Hz, hiệu điện
thế hiệu dụng là 50 V. Tìm công suất trong mạch khi đó.
A. 40 W
B. 60W
C. 80W
D. 0W
Câu 4: Một tụ điện có điện dung C=5,3µF mắc nối tiếp với điện trở R=300Ω thành một
đoạn. Mắc đoạn mạch này vào mạng điện xoay chiều 220V-50Hz. Điện năng mà đoạn
mạch tiêu thụ trong một phút là:
A. 32,22J
B. 1047J
C. 1933J
D. 2148J
Câu5: Một cuộn dây khi mắc vào hiệu điện thế xoay chiều 50V-50Hz thì cường độ dòng
điện qua cuộn dây là 0,2A và công suất tiêu thụ trên cuộn dây là 1,5W. Hệ số công suất
của mạch là bao nhiêu?
A. k = 0,15
B. k = 0,25
C. k = 0,50
D. k = 0,75
Câu 6: Hđt ở hai đầu mạch là: u = 100sin(100 πt - π/3) (V), dòng điện là: i = 4cos(100 πt
+ π/6) (A). Công suất tiêu thụ của mạch là:
A. 200W
B. 400W
C. 800W
D. một giá trị
khác

2

2

Câu 7: Một mạch xoay chiều có u = 200 cos100πt(V) và i = 5 cos(100πt + π/2)(A).
Công suất tiêu thụ của mạch là:
A. 0
B. 1000W
C. 2000W
D. 4000W
-4
Câu8: Mạch R,L,C nối tiếp: R = 50Ω, L = 1/2π(H), C = 10 /π(F), f = 50 Hz. Hệ số công
suất của đọan mạch là:
2

A. 0,6
B. 0,5
C. 1/
D. 1
Câu 9: (CĐ- 2008) Dòng điện có dạng i = sin100πt (A) chạy qua cuộn dây có điện trở
thuần 10 Ω và hệ số tự cảm L. Công suất tiêu thụ trên cuộn dây là
A. 10 W. B. 9 W.
C. 7 W.
D. 5
Câu 10 (CĐ 2009). Đặt điện áp
(V) vào hai đầu đoạn mạch có
π
u = 100cos( ωt + )
6

điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp thì dòng điện qua mạch là
(A). Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là
π
i = 2 cos( ωt + )
3

A.

W.

B. 50 W.

C.

100 3

W.D. 100 W.
50 3

π
3

Câu 11 (CĐ 2012). Đặt điện áp u = U0cos(ωt + ) vào hai đầu đoạn mạch có điện
trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Biết cường độ dòng điện trong
6

mạch có biểu thức i =
cos(ωt +
bằng 150 W. Giá trị U0 bằng

π
6

) (A) và công suất tiêu thụ của đoạn mạch

3

2

A. 100 V. B. 100 V.C. 120 V. D. 100 V.
Câu 12(ĐH-2008): Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện RLC không phân nhánh một
hiệu điện thế
biểu thức là

π

u = 220 2 cos  ωt − ÷
2


π

i = 2 2 cos  ωt − ÷
4


A. 440W.

B.

220 2

(V) thì cường độ dòng điện qua đoạn mạch có

(A). Công suất tiêu thụ của đoạn mạch này là

W. C.

440 2

W.D. 220W.


Câu

13:

Điện

áp

giữa

π

u = 100 2cos 100πt − ÷( V )
6


,

hai
cường

đầu
độ

đoạn

mạch

dòng

điện

điện

xoay
qua

chiều
mạch

là
là

π

i = 4 2cos 100πt − ÷( A )

2


. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch đó là
A. 200 W. B. 800 W. C. 400 W. D. Một giá trị khác.

Câu 14: Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch xoay chiều có dạng

π
u = 120cos  100 πt + ÷( V )
6


, dòng điện qua đoạn mạch khi đó có biểu thức

π

i = cos  100πt − ÷( A )
6


A. 60 W.

. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch bằng
B. 30 W.
C. 120 W. D. 52 W.
2

Câu 15 (TN 2011). Đặt điện áp xoay chiều u = 200 cos100πt (V) vào hai đầu
một đoạn mạch AB gồm điện trở thuần 100 Ω, cuộn cảm thuần L và tụ điện C

mắc nối tiếp. Khi đó, biểu thức điện áp giữa hai đầu tụ điện là u C = 100

2

π
2

cos(100πt - ) (V). Công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB bằng
A. 200 W. B. 100 W. C. 400 W. D. 300 W.
π
6

Câu16 (TN 2011). Đặt điện áp u = U0cos(100πt - ) (V) vào hai đầu đoạn mạch
có R, L, C mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện qua mạch là
i =
π
I0 cos(100πt + ) (A)
6

A. 0,50.

. Hệ số công suất của đoạn mạch bằng
B. 0,71.
C. 1,00.
D. 0,86.

6. Hiện tượng cộng hưởng trong mạch RLC


- Nếu giữ nguyên giá trị điện áp hiệu dụng U giữa hai đầu đoạn mạch và

ωL −

1
=0
ωC

thay đổi tần số góc ω (hoặc thay đổi f, L, C) đến một giá trị sao cho
(ZL-ZC=0) thì có hiện tượng đặc biệt xảy ra trong mạch (I đạt giá trị cực đại), gọi
là hiện tượng cộng hưởng điện.
- Điều kiện xảy ra hiện tượng cộng hưởng trong mạch RLC nối tiếp:
ω=

1
LC

ωL −

1
ωC

;
; ZL=ZC
(15)
Trong mạch có cộng hưởng thì:
ZL=ZC ⇔ ωL=1/(ωC) ⇔ 2πfL=1/(2πfC)
2 2
2
⇔ 4π f LC=1 ⇔ ω LC=1
(16)
Lúc đó:

Z=Zmin=R; UR=URmax=U
I = I max =

U
R

P = Pmax =

U2
R

;
(17)
(18)
Mạch có cộng hưởng thì điện áp cùng pha với cường độ dòng điện: ϕ=0; ϕu=ϕi ;
cosϕ=1
(19)
Câu 1: Phát biểu nào sau đây là không đúng? Trong mạch điện xoay chiều không phân
nhánh khi điện dung của tụ điện thay đổi và thỏa mãn điều kiện thì ωL= 1/ ωC
A. Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt cực đại.
B. Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện và cuộn cảm bằng nhau.
C. Tổng trở của mạch đạt giá trị lớn nhất
D. Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu điện trở đạt cực đại.
Câu 2: Phát biểu nào sau đây là không đúng? Trong mạch điện xoay chiều không phân
nhánh khi điện dung của tụ điện thay đổi và thỏa mãn điều kiện thì ω= 1 /:
A. Cường độ dao động cùng pha với hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch.
B. Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch đạt cực đại.
C. Công suất tiêu thụ trung bình trong mạch đạt cực đại.
D. Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu điện trở đạt cực đại.
Câu 3: Trong đoạn mạch RLC, mắc nối tiếp đang xảy ra hiện tượng cộng hưởng. Tăng

dần tần số dòng điện và giữ nguyên các thông số của mạch, kết luận nào sau đây là không
đúng?
A. Hệ số công suất của đoạn mạch giảm.
B. Cường độ hiệu của dòng điện
giảm.


C. Hiệu điện thế hiệu dụng trên tụ điện tăng.
trở giảm.

D. Hiệu điện thế hiệu dụng trên điện

Câu 4: Mạch R,L,C nối tiếp: cuộn dây thuần cảm L = 0,0318H, R = 10Ω và tụ điện C.Đặt
vào hai đầu mạch một hđt
U = 100V; f = 50Hz. Giả sử điện dung của tụ điện có thể thay đổi được. Tính C và cường
độ hiệu dụng khi xảy ra cộng hưởng?
A. C = 10-3/2π(F), I = 15A
B. C = 10-4/π(F), I = 0,5 A
C. C =
-3
-2
10 /π(F), I = 10A
D. C = 10 /3π(F), I = 1,8A
Câu 5: Mạch RLC nối tiếp: L = 1/π(H), C = 400/π(µF). Đặt vào hai đầu mạch hđt u = 120
2

cos2πft (V) có tần số f thay đổi được. Thay đổi f để trong mạch có cộng hưởng. Giá trị
của f bằng:
A. 200Hz
B. 100Hz

C. 50Hz
D. 25Hz
Câu 6: Dung kháng của một mạch RLC mắc nối tiếp đang có giá trị nhỏ hơn cảm kháng.
Muốn xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện trong mạch ta phải:
A. Tăng điện dung của tụ điện
B. Tăng hệ số tự cảm của cuộn dây
C. Giảm điện trở của mạch
D.
Giảm tần số dòng điện xoay chiều
Câu 7: Mạch RLC mắc nối tiếp được mắc vào mạng điện xoay chiều có tần số không đổi.
Nếu cuộn dây không có điện trở thì hệ số công suất cực đại khi nào?
A. R = Z - Z
B. R = Z
C. R = Z
D. Z = Z
Câu 8: Mạch RLC có R thay đổi được được mắc vào mạng điện xoay chiều có tần số
không thay đổi, R bằng bao nhiêu thì mạch đạt công suất cực đại?( Không có hiện tượng
cộng hưởng xảy ra).
A. R =
B. Z = 2Z
C. Z = R
D. Z = R
Câu 9: Mạch RLC mắc nối tiếp, cuộn dây có điện trở trong r. Khi R thay đổi thì giá trị R
là bao nhiêu để công suất trong mạch đạt cực đại? ( Không có hiện tương cộng hưởng xảy
ra).
A. R =
B. R + r =
C. R - r =
D. R = 2
Câu 10. Cho mạch điện xoay chiều gồm R, cuộn dây thuần cảm L = 0,159H và C0

= 100/π(µF). Đặt vào hai đầu mạch một điện áp u = U0cos100πt(V). Cần mắc thêm
tụ C thế nào và có giá trị bao nhiêu để mạch có cộng hưởng điện?


A.Mắc nối tiếp thêm tụ C = 100/π(µF).
2.10-4/π(F).
C.Mắc song song thêm tụ C = 100/π(µF).
2.10-3/π(F).

Câu 10. Cho mạch RLC mắc nối tiếp có

B.Mắc nối tiếp thêm tụ C =
D.Mắc nối tiếp thêm tụ C =

R = 100(Ω)

L=

và

5.10 −4
1
(H ) C =
(F )
π
π

,

.

u = 120 2 cos 100πt (V )

Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp
. Để dòng điện trong
mạch cùng pha với điện áp hai đầu đoạn mạch ta phải ghép nối tiếp hay song song
với tụ C một tụ C1 có điện dung là bao nhiêu ?
C1 =

A. Ghép song song ;
C1 =

C. Ghép song song ;

5.10 −4
(F )
π
5.10
4π

5.10 −4
(F )
π

C1 =

B. Ghép nối tiếp ;

−4

C1 =

(F )

D. Ghép nối tiếp ;

5.10 −4
(F )
4π

Câu 11. Cho một đoạn mạch xoay chiều RLC1 mắc nối tiếp ( cuộn dây thuần
Ω

1
(H)
5π

10 −3
(F )
5π

cảm ). Biết tần số dòng điện là 50 Hz, R = 40 ( ), L =
, C1 =
.
Muốn dòng điện trong mạch cực đại thì phải ghép thêm với tụ điện C1 một tụ điện
có điện dung C2 bằng bao nhiêu và ghép thế nào?
A. Ghép song song và C2 =
C. Ghép song song và C2 =

3

.10−4 (F)
π

5
.10−4 (F)
π

B. Ghép nối tiếp và C2 =

3
.10−4 (F)
π

D. Ghép nối tiếp và C2 =

5
.10−4 (F)
π

Câu 12. Cho một đoạn mạch điện xoay chiều AB gồm R, L, C mắc nối tiếp có R =
200Ω. Đặt vào hai đầu đoạn mạch này một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng
220V và tần số thay đổi được. Khi thay đổi tần số, công suất tiêu thụ có thể đạt giá
trị cực đại bằng


A. 200W.
484W.

B. 220

2

W.

C. 242 W

D.

Câu 13. Cho đoạn mạch RLC nối tiếp có giá trị các phần tử cố định. Đặt vào hai
đầu đoạn này một điện áp xoay chiều có tần số thay đổi. Khi tần số góc của dòng
điện bằng ω0 thì cảm kháng và dung kháng có giá trị Z L = 100Ω và ZC = 25Ω. Để
trong mạch xảy ra cộng hưởng, ta phải thay đổi tần số góc của dòng điện đến giá trị
ω bằng
A. 4ω0.
B. 2ω0.
C. 0,5ω0.
D. 0,25ω0.
p

W

Câu14 : uAB = 200cos100 t (V); R= 100 ; C = 0,318.10-4F.Cuộn dây có độ tự cảm
L thay đổi được. Xác định Độ tự cảm L để hệ số công suất của mạch lớn nhất?
Công suất tiêu thụ lúc đó là bao nhiêu? Hãy chọn đáp án đúng trong các đáp án
sau:
A.L =

1
π

H;P = 200W B.L =

1
2π

H; P = 240W C.L =

2
π

H; P =150W D.Một

cặp

giá trị khác.
Câu 15: Đặt điện áp xoay chiều u = U0cos(ωt + ϕ) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm
thuần L, tụ điện C và điện trở thuần R mắc nối tiếp. Ban đầu mạch có tính dung kháng.
Cách nào sau đây có thể làm mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện?
A. Giảm L.
B. Giảm C.
C. Tăng ω.
D. Tăng R.
Câu 16: Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp một hiệu điện thế u = U 0 sin(ωt + ϕ )(V ) ,
thì dòng điện chạy qua cuộn dây là i = I 0 sin(ωt + π 4)( A) , đồng thời hiệu điện thế hiệu
dụng trên R đạt cực đại. Giá trị của ϕ là
A.
B.
C.
D.
Ôn

Câu 1: Một đoạn mạch RLC mắc nối tiếp. Biết U0L = U0C/2. So với hđt u ở hai đầu đoạn
mạch, cường độ dòng điện i qua mạch sẽ:


A. cùng pha
B. sớm pha
C. trễ pha
D. vuông pha
0
Câu 2: Mạch R,L,C đặt vào hđt xoay chiều tần số 50Hz thì hđt lệch pha 60 so với dòng
điện trong mạch. Đoạn mạch không thể là:
A. R nối tiếp L
B. R nối tiếp C
C. L nối tiếp C
D. RLC nối
tiếp
Câu 3: Trong một đọan mạch R,L,C mắc nối tiếp, lần lượt gọi U0R ,U0L, U0C là hiệu điện
thế cực đại giữa hai đầu điện trở, cuộn dây, tụ điện. Biết 2U0R = U0L = 2U0C . Xác định độ
lệch pha giữa cường độ dòng điện và hiệu điện thế
A. u sớm pha hơn i góc π/4
B. u trễ pha hơn i góc π/4
C. u sớm pha hơn i góc π/3
D. u sớm pha hơn i góc π/3
Câu 4: Một cuộn dây có điện trở R, độ tự cảm L ghép nối tiếp với một tụ điện có điện
dung C vào nguồn điện có hiệu điện thế u = U cos2πt V. Ta đo được các hiệu điện thế
hiệu dụng hai đầu cuộn dây, hai đầu tụ điện và hai đầu mạch điện là như nhau: U = U = U.
Khi này góc lệch pha giữa các hiệu điện thế tức thời u và u có giá trị là?
A. π/6 rad
B. π/3 rad
C. π/2 rad

D. 2π/3 rad
Câu 5: Mạch RC mắc nối tiếp vào hđt xoay chiều có U = 120V. Hđt giữa hai đầu tụ là
60V. Góc lệch pha của u ở hai đầu mạch so với i là:
A. π/6 rad
B. - π/6 rad
C. π/2 rad
D. - π/2 rad.
Câu 6: Một đoạn mạch xoay chiều gồm 2 trong 3 phần tử R,L,C mắc nối tiếp. Hđt ở hai
2

2

đầu mạch và dòng điện trong mạch có biểu thức u = 200 cos(100πt - π/4) (V), i = 10
cos(100πt - π/2) (A). Hai phần tử đó là những phần tử:
A. R,C
B. R,L
C. L,C
D. Cả 3 câu
đều sai
Câu 7: Đoạn mạch RLC nối tiếp, cuộn dây có r. Biết R = 80Ω, r = 20Ω, L = 2/π(H), tụ C
2

có thể thay đổi được. Hđt u = 120 sin 100πt(V). C nhận giá trị nào thì cường dòng điện
chậm pha hơn u một góc π/4? Cường độ dòng điện khi đó bằng bao nhiêu?
2

A. C = 10-4/π(F); I = 0,6 A
C. C =2.10-4/π(F); I = 0,6A

B. C =10-4/4π(F); I = 6

2

A
D. C =

2

3.10-4/π(F); I = A
Câu 7: Đoạn mạch RLC nối tiếp, cuộn dây có r. Biết R = 80Ω, r = 20Ω; L = 2/π(H), C
2

biến đổi được. Hiệu điện thế u = 120 cos100πt (V). Điện dung C nhận giá trị nào sau
đây thì cường độ dòng điện chậm pha hơn u một góc 450? Cường độ dòng điện khi đó bao
nhiêu?
A. C = 10-4/π(F); I = 0,6

2

(A)

B. C = 10-4/4π(F); I = 6

2

(A)


2

C. C = 2.10-4/π(F); I = 0,6(A)
D. C = 3.10-4/2π(F); I = (A)
Câu 8: Đoạn mạch r,R,L,C mắc nối tiếp. Trong đó r = 60Ω, C = 10-3/5π(F); L thay đổi
được. Đặt vào hai đầu mạch một hđt xoay chiều luôn ổn định u =100

2

cos100πt (V). Khi

2

đó cường độ dòng điện qua L có dạng i = cos100πt (A). Điện trở R và độ tự cảm của
cuộn dây L là:
A. R = 100Ω; L = 1/2π(H)
B. R = 40Ω; L = 1/2π(H)
C. R =
80Ω; L = 2/π(H)
D. R = 80Ω; L = 1/2π(H)
Câu 9: Mạch R,L,C mắc nối tiếp: cuộn dây thuần cảm có L = 1/π (H), tụ điện có C thay
2

đổi được. Hđt hai đầu mạch là: u = 120 cos100πt (V). Điều chỉnh điện dung tụ điện đến
giá trị Co sao cho uC giữa hai bản tụ điện lệch pha π/2 so với u. Điện dung Co của tụ điện
khi đó là:
A. 10-4/π(F)
B. 10-4/2π(F)
C. 10-4/4π(F)
D. 2.104
/π(F)
Câu 10: Mạch gồm cuộn dây có ZL = 20Ω và tụ điện có C = 4.10-4/π(F) mắc nối tiếp.

Dòng điện qua mạch là i =
R có giá trị là:
A. 0 Ω

2

sin(100πt + π/4)(A). Để Z = ZL+ZC thì ta mắc thêm điện trở

B. 20 Ω

C. 25 Ω

D. 20

5

Ω