bài tập máy phát điện, động cơ lý 12 nhiều dạng có đáp án

CHỦ ĐỀ 13.
MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU-ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU.
A. MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU.
I. Tóm tắt Lý thuyết:
 Từ thông cực đại: 0  BS  Nếu cuộn dây có N vòng: 0  NBS
Suất điện động cảm ứng:

d
 NBS  sin( t   ) = E0 sin( t   ) với E0  NBS   0
dt
e  E0cost
 Suất điện động cảm ứng:
e=-

 Với SĐĐ cực đại:

E0  NBS

( nếu có n cuộn dây mắc nối tiếp thì suất điện động cực đại là n E0
+ Tần số dòng điện do máy phát điện xoay chiều tạo ra: f  n. p
n: tốc độ quay (vòng /s); p: số cặp cực từ
+ Nếu roto quay với tốc độ vòng/phút thì phát ra dòng điện có tần số: f 
+ Điện áp đặt vào hai đầu mạch U = E =

NBS .2f
2

np
(Hz)
60

Chú ý:
II. Các ví dụ và dạng bài tập:
Loại 1: Bài Toán Liên Quan Đến Các Công Thức Tính Cơ Bản Của Máy Phát
Điện
a. Phương pháp: Đối với dạng toán này các em chỉ cần sử dụng các công thức
cơ bản như đã trình bày ở phần lý thuyết để giải.
b. Trắc nghiệm có hướng dẫn.
Ví dụ 1: Hai máy phát điện xoay chiều một pha: máy thứ nhất có 2 cặp cực, rôto
quay với tốc độ 1600 vòng/phút. Máy thứ hai có 4 cặp cực. Để tần số do hai máy
phát ra như nhau thì rôto máy thứ hai quay với tốc độ là bao nhiêu?
A. 800 vòng/phút. B. 400 vòng/phút.
C. 3200 vòng/phút. D. 1600 vòng/phút.
Hướng dẫn:
n p 1600.2
Khi f1 = f2 thì n1 p1  n2 p2  n2  1 1 
 800 vòng/phút. Đáp án A.
p2
4
Ví dụ 2: Một máy phát điện phần cảm có 12 cặp cực quay với vận tốc
300vòng/phút. Từ thông cực đại qua các cuộn dây lúc đi ngang qua đầu cực là
0,2Wb và mỗi cuộn dây có 5 vòng dây (số cuộn bằng số cực từ).
a.Tính tần số của dòng điện xoay chiều phát ra.
b.Viết biểu thức của suất điện động cảm ứng và tính suất điện động hiệu dụng của
máy phát. (  =0)
Hướng dẫn:

1


Thầy Hoàng Michael (Hoàng Sư Điểu).

n
300
p; Với: n=300 (vòng/phút);
p=12. Vậy f=
.12 =60 Hz.
60
60
b. Ta có  =2  f=2  60=120  rad/s. Suất điện động cảm ứng: e=E0cos  t
E0=NBS  =N  0  =24.5.0,2.120  = 2880  (V); Vậy: e=2880  cos120  t (V)
E
2880
 6407 (V)
Suất điện động hiệu dụng: E= 0 =
2
2
Ví dụ 3: Một máy phát điện xoay chiều có mười hai cặp cực. Phần ứng gồm 24
cuộn dây mắc nối tiếp. Từ thông do phần cảm sinh ra đi qua mỗi cuộn dây có giá
trị cực đại 3.10-2 Wb. Roto quay 300 vòng/phút.
a. Tính tần số của dòng điện phát ra.
b. Viết biểu thức của suất điện động sinh ra.
c. Tính công suất của máy phát, biết cường độ hiệu dụng của dòng điện là 2A và hệ
số công suất là 0,8.
Hướng dẫn:
a. Phần ứng gồm 24 cuộn dây, suy ra máy phát có 12 cặp cực.
300
n
Tần số của dòng điện phát ra: f= p =
.12 = 60 Hz.
60
60

b. Ta có e= E0cos  t. Suất điện động cực đại của một cuộn dây là:
E1o=   0=2  f  0= 2  60.3.10-2  11,3 V với  =2  f=120  rad/s
Suất điện động cực đại trong máy phát là E0=24E1o  271 V.
Vậy e=271cos120  t (V)
c. Công suất máy phát là: P = EIcos  (điện trở trong không đáng kể U=E)
E
Lại có E = 0 =151,6 V. Suy ra P=151,6.2.0,8= 306 W
2
Vi dụ 4: Phần ứng của một máy phát điện xoay chiều có 200 vòng dây giống nhau.
Từ thông qua một vòng dây có giá trị cực đại là 2mWb và biến thiên điều hoà với
tần số 50Hz. Suất điện động của máy có giá trị hiệu dụng là bao nhiêu?
A. E = 88858V. B. E = 88,858V.
C. E = 12566V.
D. E = 125,66V.
Hướng dẫn:
0 là từ thông cực đại qua một vòng dây của cuộn dây trong phần ứng:
Ф0 = 2mWb = 2.10-3Wb. Suất điện động cực đại giữa hai đầu cuộn dây phần ứng:
E0 = N.B.S.ω =N.Ф0.ω =N.Ф0.2πf.  E = E0 / 2 . Chọn B.
Vi dụ 5: Một máy phát điện xoay chiều có công suất 1000kW. Dòng điện nó phát
ra sau khi tăng thế lên 110kV được truyền đi bằng một đường dây có điện trở 20.
Công suất hao phí trên đường dây là
A. 6050W.
B. 5500W.
C. 2420W.
D. 1653W.
Hướng dẫn:
R
20
Ta có: P  P 2 2  1012
 1653W .

U
121.108
Chọn D.
a. Ta có f=

2


Ví dụ 6:Một máy phát điện xoay chiều có điện trở trong không đáng kể. Mạch ngoài
là tụ điện có điện dung C được mắc nối tiếp với ampe kế nhiệt có điện trở nhỏ. Khi
rôto quay với tốc độ góc 25 (rad/s) thì ampe kế chỉ 0,1A. Khi tăng tốc độ quay của rôto
lên gấp đôi thì ampe kế chỉ:
A. 0,1 A.
B. 0,05 A.
C. 0,2 A.
D. 0,4 A.
Hướng dẫn:
* Suất điện động hiệu dụng của máy phát là : E = NBS/ 2


 I1 


I 
 2


NBSC.12
I


NBS
 1
E
I1 12
12
2

2





 0, 25
2
2
2
E
I

NBSC
.

2



2
2
I 

2
1
 2
ZC 2
2

E
Z C1

I1 0,1
I 2  4I1 
 I 2  0, 4  A Chọn D.

Ví dụ 7: (QG – 2016). Hai máy phát điện xoay chiều một pha đang hoạt động bình
thường và tạo ra hai suất điện động có cùng tần số f. Roto của máy thứ nhất có p 1
cặp cực và quay với tốc độ n1 = 1800 vòng/phút. Roto của máy thứ hai có p2 cặp
cực và quay với tốc độ n2. Biết n2 có giá trị trong khoảng từ 12 vòng/giây đến 18
vòng/giây. Giá trị của f là:
A.60Hz.
B.48Hz.
C.50Hz.
D.54Hz.
Hướng dẫn:
Hai máy có cùng tần số f nên:
f  pn
f1  f 2 
 p1n1  p2 n2 

1800
p1  4.n2  n2  7,5 p1

60

n2  7,5 p1
1, 6  p1  2, 4 , Vì p nguyên nên chọn p1  2
Do 12  n2  18 

Suy ra f1  pn1  2.

1800
 60  Hz  Chọn A.
60

Loại 2: Chuẩn Hóa Số Liệu Đối Với Máy Phát Điện.
a. Phương pháp:
Đối với phương pháp chuẩn hóa số liệu thì các em đã được học và làm bài tập
ở bài tập mạch điện RLC, đến bây giờ lại một lần nữa phương pháp này vận dụng
được vào bài toán của máy phát điện khi có số vòng quay của roto thay đổi.
Cần chú ý rằng, khi tốc độ n của roto thay đổi kéo theo những thông số khác
cũng thay đổi theo, cụ thể như sau:

3


Thầy Hoàng Michael (Hoàng Sư Điểu).

* f  p.n  n

 Z L  2 fL
 ZL n



 ZC  1
1
f 
 ZC
2 fC
n


2

fN


0
U  E 
U n

2

Chú ý: Khi đoạn mạch RLC được nối vào hai cực của máy phát điện xoay chiều 1
pha thì khi tốc độ roto thay đổi thì hiệu điện thế U hai đầu đoạn RLC cũng thay đổi
theo. Đây chính là sự khác biệt rõ nhất so với đoạn mạch RLC nối vào nguồn có
hiệu điện thế ổn định.
b. Trắc nghiệm có hướng dẫn:
Ví dụ 1. (ĐH-2010): Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào
hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần. Bỏ
qua điện trở các cuộn dây của máy phát. Khi roto của máy quay đều với tốc độ n
vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là 1A. Khi roto của
máy quay đều với tốc độ 3n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong

đoạn mạch là 3 A. Nếu roto của máy quay đều với tốc độ 2n vòng/phút thì cảm
kháng của đoạn mạch AB là
2R
R
A.
B. R 3
C.
D. 2R 3
3
3
Hướng dẫn:
Cách 1: Cách truyền thống:
pn
NBS .2 f
Điện áp đặt vào hai đầu mạch U = E =
; tần số dòng điện f 
60
2
pn
NBS .2 f1
 U1  I1Z1  1 R 2  Z L12
* f1 
; U1=
(1)
60
2
U  3U1
pn
 3 f1   2
 U 2  3.U1  I 2 Z 2  3 R 2  9Z L12 (2)

* f2  3
Z

3
Z
60
L1
 L2
R
*Từ (1) và (2)  3 R 2  Z L12  3 R 2  9Z L12  Z L1 
3
pn
R
 2 f1  Z L 2  2Z L1  2
* f3  2

Chọn C
60
3
Bảng chuẩn hóa
ZL
U
R
Cách 2: Chuẩn hóa số liệu.

I

U

Z

I1 U1

I2 U2

U
R 2  Z L2



n
3n
2n

I1 U1 Z 2

.
I 2 U 2 Z1

1
1
1

x
3x
2x

Y
3y
2y

2
R22  Z L22
1 1 1   3x 
1


Từ đó tính được: x 
.
2
2
2
R1  Z L1
1 x
3 3
3
2

4


Từ bảng chuẩn hóa ta thấy khi tốc độ 2n thì R  2 xZ L 3 nên
1

x
R
R
2
3
Chọn C.

 2 x 


Z L3
Z L3
3

Bình luận: Qua hai cách giải trên thì các em đã biết được sự lợi hại khi dùng
phương pháp chuẩn hóa số liệu.
Vi dụ 2: Một máy phát điện xoay chiều một pha có một cặp cực, mạch ngoài
được nối với một mạch RLC nối tiếp gồm cuộn thuần cảm L = 10/25(H), tụ điện
C và điện trở R. Khi máy phát điện quay với tốc độ 750 vòng/phút thì dòng điện
hiệu dụng qua mạch là 2 A, khi máy phát điện quay với tốc độ 1500vòng/phút thì
trong mạch có cộng hưởng và dòng điện hiệu dụng qua mạch là 4A. Giá trị của R
và C trong mạch là:
A. R = 25 (), C = 10-3/25(F).
B. R = 30 (), C = 10-3/(F).
C. R = 25 (), C = 10-3/(F).
D. R = 30 (), C = 10-3/25(H).
Hướng dẫn:
*Khi tốc độ roto thay đổi lần 2 thì mạch
Bảng chuẩn hóa:
cộng hưởng nên:
R ZL ZC
U
n

ZL2

1

x

y

z

2n 1 2x 0,5y 2z
y

 Z L 2  ZC 2  2 x  2
 x  1/ 3

 ZC 2  


2
2
2
2
y  4 / 3
 I2  U 2 R  ZL2  4  2 1   x  y 
I
R
1
2
 1 U1

Khi tốc độ roto ở lần 1:

 Z L1 x 1
1
1
10 3
  C 


F 

412 L 4  2 pn1 2 L

 Z C1 y 4
Chọn B.

R
1

  3  R  3L  2 pn1   30   
Z
 L1 x
Ví dụ 3: Mạch RLC mắc vào máy phát điện xoay chiều. Khi tốc độ quay của roto
là n (vòng/phút) thì công suất là P, hệ số công suất 0,5 3 . Khi tốc độ quay của
roto là 2n (vòng/phút) thì công suất là 4P. Khi tốc độ quay của roto là n 2
(vòng/phút) thì công suất bằng bao nhiêu?
B. P 3 .

A. 8P/3.

C. 9P.

D. 24P/13.

Hướng dẫn:
Bảng chuẩn hóa
n
2n
n

2

R
1
1
1

ZL
x
2x
x

ZC
y
0,5y

2

y/

2

U
z
2z
z

2
5


Thầy Hoàng Michael (Hoàng Sư Điểu).

2

Z L1  Z C1
1
1  x  y

 
 tan 1 
R
3
1
3

2
2
2

2
 P2   I 2    U 2 . Z1   4  4. 1   x  y 

 P1  I1   U1 Z 2 
12  2 x  y / 2






2


x


y 


1
3
1
2
3

*Khi tốc độ quay là 2n thì:

12   x  y 
P3  I 3   U 3 Z1 
     .   2.
P1  I1   U1 Z3 
12  2 x  y / 2

2

2

2





2

8
1

 P3  P1 Chọn A.
3

Ví dụ 4: Nối hai cực của máy phátt điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn
mạch AB gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Bỏ qua
điện trở các cuộn dây của máy phát. Khi rôto của máy quay đều với tốc độ n
vòng/phút thì cường độ hiệu dụng trong mạch là 1 A và dòng điện tức thời trong
mạch chậm pha  /3 so với điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch. Khi roto của
máy quay đều với tốc độ 2n vòng/phút thì dòng điện trong mạch cùng pha với điện
áp tức thời giữa hai đầu AB. Cường độ hiệu dụng khi đó là
A. 2 2 (A).

B. 8 (A).

C. 4 (A).

Hướng dẫn:

Ở tốc độ roto n thì:;

tan 1  3 

Z L1  Z C1 x  y

 x  y  3 1
R
1

Ở tốc độ roto 2n thì: Z L 2  ZC1  2 x 

I 3 U 3 Z1 2 z

. 
I1 U1 Z 3
z

R 2   Z L3  ZC 3 
R

D. 2 (A).
Bảng chuẩn hóa:
n
2n

R
1

1

ZL
x
2x

ZC
y
0,5y

U
z
2z

y 1 
 x  3/3
 
 2
2
y

4
3
/
3



2

2

12   x  y 
1

2

 

 I3 =4I1  8  A 
2

Chọn B.

6


Loại 2: Bài Toán Liên Quan Đến Cực Trị Của Máy Phát.
a. Phương pháp:
Khi máy phát điện xoay chiều 1 pha mắc vơi mạch RLC, tốc độ quay của rôt thay
đổi sẽ dẫn đến tần số góc  thay đổi, khi đó U = E tỉ lệ với 
L

 Z L  L
C
R


2


f


f  np  

 ZC  1
Từ 
C


N  0 N 2 f  0
E 


2
2

E, f

* Dòng hiệu dụng.
Kết quả:

I

  0  I  0

NBS
I
     I  
 I max 

2

2.L
1  nt2
1 

2

R   L 

  0  nt CH
C 

NBS
2

1
2
 1
 2  2  2
1
2
0
Khi I1  I 2  
 1
1
1
 2 2  2
 1 2 CH

 I 
1  
I 


2

Chứng minh.

Từ biểu thức: I 

E
R   Z L  ZC 
2



NBS
2
1 

R   L 

C 


2

2

*Nhận xét: từ biểu thức trên cho ta thấy khi điều chỉnh tốc độ quay của roto để
mạch cộng hưởng thì cường độ hiệu dụng không cực đại và khi cường độ hiệu
dụng đạt giá trị cực đại thì mạch không cộng hưởng. Như vậy nó khác hoàn toàn
với mạch
*Bây giờ ta đi khảo sát I theo 

7


Thầy Hoàng Michael (Hoàng Sư Điểu).

I

NBS
2
1 

R 2   L 

C 


2

NBS
2.L
 CR 2  1
1 1
. 4  2 1 
1


LC 
2L   2




CR 2
*Đặt n  1 
 n  1 , nt là hằng số có ý nghĩa vật lý hết sức to lớn, nó
2L
1
t

gắn kết chặt chẽ các phần cực tri với nhau. (các em đã gặp ở phần cực trị).
Chú ý: Để phân biệt giữa tóc độ quay của roto với hằng số trên nên người ta kí
hiệu nt và n.
2

Tần số góc cộng hưởng Z L  Z C  CH

I được ghi lại: I 

*Vậy khi
*Khi

I

1
LC

NBS
2.L
 CH 
1  CH 
    2nt     1




4

2

 tiến đến 0 thì mẫu số tiến đến vô cùng do đó I = 0

 tiến đến vô cùng thì mẫu số bằng 1 do đó I  
NBS
2.L

NBS
2.L

2

 CH 
1  CH 
    2nt     1





4

2

 
 max   CH   nt 1  0  nt CH
 0 

 CH 
 nt 1 vào pt của I ta được: I max

  
2

*Thay 

NBS
I
2.L 

2
1  nt
1  nt 2

*Phương trình của I được ghi lại:
2

 CH 

 I 
1  CH 
    2nt     1   L.I  . Vói hai giá trị của  cho cùng I, tức






là khi   1 hoặc   2 cho cùng cường độ hiệu dụng I. Theo định lý Viet
4

2

ta có:

8


2
   2    2
 CH 
1
2
 1
1
CH
CH
 2  2



 
  2nt  2 
2

 2 0
 1   2 
 0 
 1


2
2
2
 1
1
1
  CH   CH 
 NBS 
 2  2

.

1

2


      
 1 2 CH

 2.L.I 
  1   2 

 I 
1  
I 


2

1. Điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm, trên tụ đạt cực đại.
*Điện áp trên tụ đạt giá trị cực đại:

U C  ZC .

U Cmax

U
1

Z C

NBS
2

2

NBS
2



1 
1 


R   L 
R 2   L 


C 
C 


1
(Mạch xảy ra cộng hưởng)
 Z L  ZC  CH 
LC

2

2

*Điện áp trên cuộn cảm đat giá trị cực đại:

UL  ZL

U
 L
Z

NBS
2

1 

R 2   L 

C 


2



NBS
2
1
 CH 
1  CH 
    2n      2




6

4

 CH 

 nên cực đại và cực
  
2

Biểu thức dưới dấu căn là hàm bậc ba với biến số 

tiểu phụ thuộc vào các khoảng xác định của  .
b.Trắc nghiệm có hướng dẫn:
Vi dụ 1: Nối 2 cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào 2 đầu đoạn
mạch ngoài RLC nối tiếp. Bỏ qua điện trở dây nối, coi từ thông cực đại gửi qua các
cuộn dây của máy phát không đổi. Khi roto của máy quay với tốc độ n0 (
vòng/phút) thì công suất tiêu thụ mạch ngoài cực đại. Khi roto của máy quay với
tốc độ n1 ( vòng /phút) và n2 (vòng/phút) thì công suất tiêu thụ ở mạch ngoài có
cùng một giá trị. Hệ thức quan hệ giữa n0, n1, n2 là
n2n2
2n 2 n 2
n2n2
2n 2 n 2
A. n02  2 1 2 2
B. n02  2 1 22
C. n02  2 1 2 2
D. n02  2 1 22
n1  n2
n1  n2
n1  n2
n1  n2
Hướng dẫn:
Cách 1: Cách giải truyền thống:
E
*Suất điện động hiệu dụng do máy phát phát ra: E  0   NBS / 2

2
E
 NBS / 2
Cường độ dòng điện trong mạch: I  
2
Z
R2   Z  Z 
L

C

9


Thầy Hoàng Michael (Hoàng Sư Điểu).
 Khi n  n0   0  :

 NBS / 2 
PI R

 NBS / 2 

2

0

2

R 2   Z L  ZC 

2

.R 

2

1 1  2 2L  1
2
. R 
.  L
C 2 04 
C  02

.R

2L
R2 
 1 1  2 2L  1
1
2
C
L   2 
Để P  Pmax thì  2 . 4   R 
.
1
C  02
0
 C 0 
 min
2. 2

C
1
(*)
 02 
R2 
2 L
C  

C 2 
 Khi



 NBS / 2 

2

1


1 
R 2   1L 

1C 

12

2

.R 

 NBS / 2 

2

2


1 
R 2   2 L 

2 C 

22

2

.R



2
2




1
1
R 2   1 L 

R 2   2 L 



C
2 C 
1




2 L 12  22 
L R 2 12  22
12  22  R 2 
 2 2 2 0  

C 2 21222C 2
C 1 2 C 






n  n1 và n  n2 ;   1 ,   2  : P1  P2



21222
2n12 n22

2
n


0
12  22
n12  n22
Cách 2: Cách giải hiện đại:

Từ (*) và (**): 02 

*Ta có f  pn 


 p.n  
2

(**)

Chọn B.

n

Áp dụng công thức giải nhanh.

  1
1
1
2
1 1

2
 n
 2 2 2
    P1  P2  I1  I 2   2   2   2 
n1 n2 nCH
2

1
2
CH
2n12 n22
Chọn B.
n12  n22
Ví dụ 2.(ĐH -2013): Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào
hai đầu đoạn mạch A, B mắc nối tiếp gồm điện trở 69,1  , cuộn cảm thuần có độ
tự cảm L và tụ điện có điện dung 176,8 F . Bỏ qua điện trở thuần của các cuộn
dây của máy phát. Biết rôto máy phát có hai cặp cực. Khi rôto quay đều với tốc độ

*Từ đó suy ra: n02 

10


n1  1350 vòng/phút hoặc n 2  1800 vòng/phút thì công suất tiêu thụ của đoạn
mạch AB là như nhau. Độ tự cảm L có giá trị gần giá trị nào nhất sau đây?
A. 0,8 H.
B. 0,7 H.
C. 0,6 H.
D. 0,2 H.
Hướng dẫn:

Cách 1: Cách truyền thống.
* Tần số của dòng điện ứng với hai tốc độ góc của rôto:
f1  45Hz; f 2  60 Hz 

4
3
f1  Z C1  20; Z C 2  Z C1  15
3
4

Đặt x = Lω1. Ta có công suất tiêu thụ của mạch ngoài ứng với hai tần số f1 và f2
là bằng nhau nên:
P1  12

k2
R 2   x  20 

2

 P2 

16 2
k2
1
2
9
R 2   4 x / 3  15 

với k 

NBS

R

2

2

2
4

Hay : 9  x  15   7 R 2  16  x  20  Thay giá trị của R, được x = 135 Ω. Độ
3


tự cảm: L = 0,447 H
Cách 2: Cách hiện đại.
Ta có: P1  P2  I1  I 2 

1



2
1



1



2
2



2



2
0

n 



1
1
2
 2  2
2
n1 n2 n0

2 p . n

Thay số:

0

0 
2
1
1
60


 n0  1527 
 0  320  rad / s 
2
2
2
n0 1350 1800

2
*Áp dụng tiếp công thức: CH
 02 .nt1 

L

1  CR 2  2
 1 
 0
LC 
2L 

1
CR 2
1
176,8.106.69,12




 0, 477  H 
C02
2
176,8.106.3202
2

Chọn C
Bình luận: Qua hai cách giải ta thấy cách 2 phù hợp với hình thức thi trắc
nghiệm.
Vi dụ 3: Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn
mạch ngoài RLC nối tiếp. Bỏ qua điện trở dây nối, coi từ thông cực đại gửi qua các
cuộn dây của máy phát không đổi. Khi rôto của máy phát quay với tốc độ n 1 = 30

11


Thầy Hoàng Michael (Hoàng Sư Điểu).
vòng/phút và n2 = 40 vòng/phút thì công suất tiêu thụ ở mạch ngoài có cùng một
giá trị. Hỏi khi rôto của máy phát quay với tốc độ bao nhiêu vòng/phút thì công
suất tiêu thụ ở mạch ngoài đạt cực đại?
A. 50vòng/phút B. 24 2 vòng/phút C. 20 3 vòng/phút
D. 24 vòng/phút
Hướng dẫn:
2n2 .n2 2.302.402
Áp dụng công thức giải nhanh n02  2 1 22  2
 n0  24 2 vòng/phút.
n1  n2 30  402

Chọn B.
Ví dụ 4: Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn
mạch A, B mắc nối tiếp gồm ampe kế lý tưởng, điện trở R, cuộn cảm thuần có độ
tự cảm L và tụ điện có điện dung C sao cho L = R2 C. Bỏ qua điện trở thuần của
các cuộn dây của máy phát. Khi tốc độ quay của roto tăng dần đến giá trị rất lớn thì
số chỉ ampe kế tiến đến giá trị 6 A. Tìm số chỉ cực đại của ampe kế?
A. 5 3 A.

B. 3 A.

C. 4 A.
Hướng dẫn:

D. 4 3 A.

Ta có:
2

I
CR 2 CRL 1
6
n  1
 nt1  0,5  I max 

 4 3  A

2
2L
1  0, 25
1  nt

1
t

Chọn A.
Ví dụ 5: Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu
đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm điện trở R = 160  , cuộn cảm thuần có độ tự
cảm L = 3,95 H và tụ điện có điện dung 180  F. Bỏ qua điện trở thuần của các
cuộn dây của máy phát. Khi rôto quay đều với tốc độ 3 vòng/s thì trong mạch có
cộng hưởng. Để công suất tiêu thụ trong trong đoạn mạch AB đạt cực đại thì tốc
độ roto là:
A. 4,65 vòng/s.

B. 5,35 vòng/s.

C. 6,75 vòng/s.

D.10,8 vòng/s.

Hương dẫn:
*Tính nt1  1 

CR 2
180.106.1602
 1
 nt  1,55
L
2.3,95

Dòng điện hiệu dụng cực đại khi:
 n

0  CH nt 
 n0  nCH n t  3.1,55  4, 65 vòng/s Chọn A.

Ví dụ 6: Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn
mạch A, B mắc nối tiếp gồm ampe kế lý tưởng, điện trở R = 100  , cuộn cảm
thuần có độ tự cảm L = 2/  H và tụ điện có điện dung C = 80 /    F . Bỏ qua
điện trở thuần của các cuộn dây của máy phát. Khi tốc độ quay của roto tăng dần

12


đến giá trị rất lớn thì số chỉ ampe kế tiến đến giá trị 6 A. Khi rôto quay đều với tốc
độ n1 = 1350 vòng/phút hoặc n2 = 1800 vòng/phút thì công suất tiêu thụ của đoạn
mạch AB đều bằng P. Nếu rôto máy phát có hai cặp cực thì P là
A. 6465 A.

B. 400 W.
C. 5413 W.
Hướng dẫn:

D.400 3 W.

2 pn1 2 .2.1350

 90  rad / s 
 1  2 f1  60 
60
Ta có: 
  2 f  2 pn2  2 .2.1800  120  rad / s 
2

 2
60
60
1
1
2
CH


 61685
LC  2 /  80 /   .106
Cùng P tức là cùng I nên áp dụng công thức:
2

1  I 
 2  2 1   
2
1 2 CH 
I 
  6 2 
1
1


1     .61685
2
2
 90  120    I  
1

1

P  RI
 I 2  54,13 
 P  5413 W 
2

Chọn C.
Vi dụ 7: Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha có 5 cặp cực từ
vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở thuần R=100, cuộn cảm thuần có độ tự
41
10 4
cảm L=
H và tụ điện có điện dung C =
F. Tốc độ rôto của máy có thể thay
3
6
đổi được. Khi tốc độ rôto của máy là n hoặc 3n thì cường độ dòng điện hiệu dụng
trong mạch có cùng giá trị I. Giá trị của n bằng bao nhiêu?
A. 3 .vòng/s.
B. 4 vòng/s.
C.5 vòng/s.
D.6 vòng/s.
Hướng dẫn:
Cách 1: giải cách truyền thống:
*Suất điện động cực đại của nguồn điện: E0 = N0 = 2fN0
E
 U = E = 0 (coi điên trở trong của máy phát không đáng kể).
2
U

*Cường độ dòng điện qua mạch I =
Z
 NBS
Cường độ dòng điện chạy qua mạch: I 
=
 2
1 2
2  R  ( L 
)
 C 


13


Thầy Hoàng Michael (Hoàng Sư Điểu).
NBS



NBS



L
1
R

 1


1
2  2 4  (2  R 2 ) 2  L2 
2  2  ( L  2 )2 
C

C



C 

*Do 2  cho cùng một giá trị của I, Áp dụng Viét : x1+x2=-b/a
1
1
L
4.103
(*)
 2  2 = (2 - R2 )C2 =
9 2
1 2
C
2



10
4.103
=
  =50  =2  np 
9 2

9 2

n = 5 vòng /s.

Cách 2: giải theo quan điểm cực trị.
2
2n 2 n 2 2.n .  3n 
*Áp dụng n  2 1 22 
 1,8n 2
2
2
n1  n2 n   3n 
2

2
0

 1
CR 2 40

 nt  1 
2L
41

 f =p.n
CH
 CH

 fCH

 

2
 CH  pnCH  nCH
  CH 
2
 2 p 

2

2

1
2
CH

 
1
LC

 nt1n02
*Tính n  n n   CH   nt1n02 
2

p
2

p
.
LC

 


1
40
.  .1,8n2  n  5 (vòng/s) Chọn C.
*Thay số:
4
2 41 10
41
 2 .5 . .
6 3
2
CH

1 2
t
0

Ví dụ 8: (THPT Lý Tự Trọng – Nam Định 2016). Một máy phát điện xoay
chiều một pha có roto là một nam châm điện có một cặp cực, quay đều với tốc
độ n (vòng/s). Một đoạn mạch RLC nối tiếp được mắc vào hai cực của máy
phát. Khi roto quay với tốc độ n1 = 60 (vòng/s) thì dung kháng của tụ bằng R;
khi roto quay với tốc độ n2 = 80 (vòng/phút) thì điện áp hiệu dụng hai đầu tụ
điện đạt giá trị cực đại. Bỏ qua điện trở thuần cuộn dây phần ứng máy phát. Để
cường độ hiệu dụng qua mạch đạt giá trị cực đại thì roto phỉ quay với tốc độ
bằng bao nhiêu?
A.240 vòng/phút.

B.120 vòng/ phút.

C.48 vòng/phút.

D.68 vòng/phút.

14


Hướng dẫn:
*Tại tốc độ n2  U Cmax mạch xảy ra
cộng hưởng nên:
nCH  n0  80 (vòng/phút).Lúc này

Z L  ZC 

nt1  1 

n

n1

4
3
9
x x
3
4
16

n2 

2

R
1
  nt  9
Z L ZC 9

Bảng chuẩn hóa.
R
ZL
1

ZC

x

1

4
x
3

3
4

1
4
n1
3

*Để I max thì n0  nCH nt  80. 9  240 (vòng/phút). Chọn A.
Bình luận: Cách giải trên kết hợp vừa phương pháp chuẩn hóa vừa kết hợp kết
quả cực trị đẹp nên bài toán giải vô cùng ngắn gọn.
Ví dụ 9: (Chuyên Vinh lần 1– 2016).Một máy phát điện xoay chiều một pha có
điện trở trong không đáng kể nối với mạch ngoài là mạch điện RLC nối tiếp, biết .
2L>CR2. Khi rô to quay với các tốc độ n1 = 30 vòng/phút và n2 = 40 vòng/phút
thì cường độ dòng điện trong mạch có cùng giá trị hiệu dụng. Khi rô to quay với
tốc độ n vòng/phút thì cường độ dòng điện trong mạch có giá trị hiệu dụng cực
đại. Giá trị của n là:
A. 24 2 vòng/phút.

B. 18 3 vòng/phút.
D. 20 3 vòng/phút.
Hướng dẫn:

C. 36 vòng/phút.
Áp dụng công thức giải nhanh:

1

12



1

22



2

02

 n0 =

2n12 n22
2.302.402
=
 24 2 (vòng/phút) Chọn A.
n12  n22
302  402

B. ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1 PHA:
I. Lý thuyết:
*Động cơ điện có thể ghép với đoạn mạch RLC nên ta kí hiệu U AB là điện áp
tổng, còn U DC là hiệu điện áp hai đầu động cơ.
*Hiệu suất của động cơ: H 

PCI
PDC

P U DC I cos 

*Công suất tiêu thụ điện: P  U AB cos  AB
*Điện năng tiêu thụ: A  P.t  U AB I cos  AB .t
*Trong đó: PCI là công suất có ích, hay là công suất cơ học mà động cơ sản sinh
ra.
3

5
*Đổi đơn vị: 1 kWh   10  J  .60.60  s   36.10  J .s 

15


Thầy Hoàng Michael (Hoàng Sư Điểu).
Chú ý: Công suất có ích hay còn gọi là công suất của động cơ: PCI  PDC
*Mạch chỉ có động cơ (không ghép động cơ với bất kì phần tử nào) thì
cos   cos  AB , U AB  U DC
II.Các ví dụ và dạng bài tập.
Loại 1:Bài Toán Liên Quan Đến Các Công Thức Tính Cơ Bản.
a. Phương pháp:
Đối với dạng này chủ yếu áp dụng các công thức cơ bản để giải toán.

b. Ví dụ và hướng dẫn giải.
Ví dụ 1: (ĐH 2014): Một động cơ điện tiêu thụ công suất điện 110 W, sinh ra công
suất cơ học bằng 88 W. Tỉ số của công suất cơ học với công suất hao phí ở động cơ
bằng
A. 3.
B. 4.
C. 2.
D. 5.
Hướng dẫn:
Từ công thức:

PCI
PCI
88


 4 Chọn A.
P P  PCI 110  88

Ví dụ 2: (ĐH - 2012). Một động cơ điện xoay chiều hoạt động bình thường với
điện áp hiệu dụng 220V, cường độ dòng điện hiệu dụng 0,5A vàhệ số công suất của
động cơ là 0,8. Biết rằng công suất hao phí của động cơ là 11W. Hiệu suất của
động cơ (tỉ số giữa công suất hữu ích và công suất tiêu thụ toàn phần) là
A. 80%.
B. 90%.
C. 92,5%.
D. 87,5 %.
Hướng dẫn:

H

PCI P  P U AB I cos  AB  P
11


 1
 0,875  87,5%
P
P
U AB I cos  AB
220.0,5.0,8

Chọn D.
Vi dụ 3: Một động cơ điện xoay chiều khi hoạt động bình thường với điện áp hiệu
dụng 220 V thì sinh ra công suất cơ học là 80 W. Biết động cơ có hệ số công suất
0,8, điện trở thuần của dây cuốn là 32 Ω, công suất toả nhiệt nhỏ hơn công suất cơ

học. Bỏ qua các hao phí khác, cường độ dòng điện cực đại qua động cơ là
A.

2 A.

B. 1,25 A.

C. 0,5 A.

D.

2
A.
2

Hướng dẫn:
Theo định luật bảo toàn năng lượng: UIcos = PC + I2R
Giải phương trình bậc 2 với ẩn I, ta được I  0,5  A ( lấy giá trị nhỏ để công
suất tỏa nhiệt nhỏ hơn PC) suy ra I0 =

2
A.
2

16


Vi dụ 4: Đặt một điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng U = 100V vào hai đầu một
động cơ điện xoay chiều thì công suất cơ học của động cơ là 160W . Động cơ có
điện trở thuần R = 4Ώ và hệ số công suất là 0,88 . Biết hiệu suất của động cơ không

nhỏ hơn 50%. Cường độ dòng điện hiệu dụng qua động cơ là:
C.I = 2 2 A
D. I = 2A hoặc I = 20A
Hướng dẫn:
Theo định luật bảo toàn năng lượng:
UIcos = PC + I2R  88I = 160 + 4I2
Hay: I2 -22I+40 = 0
Giải phương trình bậc 2 với ẩn I, ta được I = 20A hoặc 2A. Không chọn
Đáp án D vì theo đề: hiệu suất của động cơ không nhỏ hơn 50%.
Suy ralấy giá trị I nhỏ để công suất tỏa nhiệt nhỏ hơn PC
Suy ra chọn I = 2A.
Chọn A
Vi dụ 5: Một động cơ điện xoay chiều khi hoạt động bình thường với điện áp hiệu
dụng 220 V thì sinh ra công suất cơ học là 170 W. Biết động cơ có hệ số công suất
0,85 và công suất toả nhiệt trên dây quấn động cơ là 17 W. Bỏ qua các hao phí
khác, cường độ dòng điện hiệu dụng qua động cơ là
A. I = 2A

2A

B. I = 20A

C. 2 A
D. 3A
Hướng dẫn;
*Theo định luật bảo toàn năng lượng: UIcos = PC + I2R
*Thế số: 220.I.0,85= 170+ 17= 187 => I= 187/220.0,85 = 1A .Chọn B
Ví dụ 6: Một động cơ điện xoay chiều có điện trở dây cuốn là 16 Ω. Khi mắc vào
mạch điện có điện áp hiệu dụng 220 V thì sản ra công suất cơ học là 160 W. Biết
động cơ có hệ số công suất 0,8. Bỏ qua các hao phí khác. Hiệu suất của động cơ là:

A. 95%
B. 70%
C. 91%
D. 80%
Hướng dẫn:
A.

B. 1 A

 I  10  A
U AB I cos  AB  PCI  RI 2  220.I .0,8  160  16.I 2  
P
 I  1 A 
P
P
160
Hiệu suất: H  CI 
 0,91  91% Chọn C.
P 220.12.0,8

Chú ý: Do nghiệm I = 10 A có công suất hap phí lớn hơn công suất có ích nên ta
loại.
Ví dụ 7: Một động cơ điện xoay chiều mà dây cuốn của động cơ có điện trở thuần
là R = 30 Ω. Khi mắc động cơ vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng
200V thì động cơ sinh ra công suất 82,5W. Hệ số công suất của động cơ là 0,9.
Cường độ cực đại của dòng điện qua động cơ là
A. 1,5 2 A

B. 5,5 2 A
C. 0,5 2 A

Hướng dẫn:

D.9 2 A

* P  PDC  P  U AB I cos   PDC  RI 2  200.I .0,9  82,5  30.I 2
*Từ đó tính được I  0,5  A và I  5,5  A ,
Nhận I  0,5  A  I 0  0,5 2  A , Loại I = 5,5 A vì P  PCI Chọn C.

17


Thầy Hoàng Michael (Hoàng Sư Điểu).
Chú ý: Mạch chỉ có động cơ nên cos   cos  AB
Ví dụ 8: Một động cơ điện xoay chiều hoạt động liên tục trong một ngày đêm tiêu
thụ lượng điện năng là 24kWh . Biết hệ số công suất của động cơ là 0,8. Động cơ
tiêu thụ điện năng với công suất tức thời cực đại bằng
A. 1,8kW.
B. 1,0kW.
C. 2,25kW.
D. 1,1kW.
Hướng dẫn:
P = A/t = 1kW=UIcos, Pmax=U.I(1 + cos) = P/cos +P = 2,25kW
Vi dụ 9: Một động cơ 200W – 50V, có hệ số công suất 0,8 được mắc vào hai đầu
cuộn thứ cấp của máy hạ áp có tỉ số giữa số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp
bằng 4. Mất mát năng lượng trong máy biến áp không đáng kể. Nếu động cơ hoạt
động bình thường thì cường độ hiệu dụng trong cuộn sơ cấp là
A. 0,8 A.
B. 1 A.
C. 1,25 A.
D. 1,6 A.

Hướng dẫn:
P
 5A
P = UIcos => Dòng điện định mức của động cơ I2 = I = 
U cos
I1 N 2 1
I

  I1   1, 25 A Chọn C
I N1 4
4
Ví dụ 10: Một động cơ 200W- 50V, có hệ số công suất 0,8 được mắc vào hai đầu
thứ cấp của một máy hạ áp có tỉ số giữa số vòng dây cuộn sơ cấp và thứ cấp bằng k
= 5. Mất mát năng lượng trong máy biến thế là không đáng kể. Nếu động cơ hoạt
động bình thường thì cường độ hiệu dụng trong cuộn dây sơ cấp là
A. 0,8A.
B. 1A.
C. 1,25A.
D. 2A
Hướng dẫn:
Ta có : I 

Đề cho

PDC
200

 5  A  I 2
U DC cos 50.0, 8

N 2 U 2 I1 1

   I1  5 A
N1 U1 I 2 5

Chọn B.

Loại 2: Động Cơ Điện Ghép Nối Tiếp Với Đoạn Mạch RLC
a. Phương pháp:
Nếu đoạn mạch xoay chiều AB mắc nối tiếp với một động cơ điện 1 pha thì biểu
thức điện áp trên RLC và trên động cơ lần lượt là:
R

C

L
ĐC

18


Nếu

 uRLC  U RLC 2 cos t   RLC 
i  I 2 cos  t  
uDC  U DC 2 cos t   

Z L  ZC

 tan  RLC 

R
;
 P  U I cos   PCI
DC
 DC
H

*Điện áp hai đầu đoạn mạch là tổng hợp hai dao động điều hòa:

u  u AB  uDC  U AB 2 cos t   AB 

*Cũng như tổng hợp của chương dao động cơ ta cũng có:
2
2
2
U AB
 U RLC
 U DC
 2U RLCU DC cos    RLC 

U RLC sin  RLC  U DC sin 

 tan  AB  U cos   U cos 
RLC
RLC


Nếu đoạn mạch RLC khuyết phần tử nào thì t xem như phần tử đó bằng không.
b.Ví dụ minh họa
Vi dụ 1: Một quạt điện mà trên đó ghi 200V-100W. để quạt hoạt động bình

thường dưới điện áp 220V người ta mắc nối tiếp với nó 1 điện trở thuần R. Biết
rằng hệ số công suất của quạt là 0,88. Xác định cường độ dòng điện trong mạch và
điện trở R.
A.20 
B. 30
C. 40
D. 50
Hướng dẫn:
U
P
100
25
200

  A  Z dc  DC 
 352
P = UI cos  I 
U DC cos 200.0,88 44
I
25 / 44
Áp dụng:



2
2
U AB
 U DC
 U R2  2U DCU R cos     R   2202  2002  U R2  2.200.U R 0,88



0 

R

UR
I

I 
Suy ra U R  22, 4    

22, 4
 39, 42    Chọn C.
25 / 44

Vi dụ 2: Một động cơ điện có ghi 220V-176W, hệ số công suất bằng 0,8 được
mắc vào mạch điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 380V. Để động cơ hoạt động
bình thường, phải mắc động cơ nối tiếp với một điện trở thuần có giá trị:
A. 180
B. 300
C. 220
D. 176
Hướng dẫn:
U
P
176
220

 1 A  Z dc  DC 
 220

P = UI cos  I 
U DC cos 220.0,8
I
1
Áp dụng:

19


Thầy Hoàng Michael (Hoàng Sư Điểu).



2
2
U AB
 U DC
 U R2  2U DCU R cos     R   3802  2202  U R2  2.220.U R 0,8


0 

U
R R
180
I
I 
 180    Chọn A.
Suy ra U R  180    
1

Vi dụ 3: Một động cơ điện xoay chiều sản ra công suất cơ học 7,5kW và có hiệu
suất 80%. Mắc động cơ nối tiếp với một cuộn cảm rồi mắc chúng vào mạng điện
xoay chiều. Giá trị hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu động cơ là UM biết rằng dòng
điện qua động cơ có cường độ hiệu dụng I = 40A và trễ pha với uM một góc  / 6 .
Hiệu điện thế ở hai đầu cuộn cảm UL = 125V và sớm pha so với dòng điện qua
cuộn cảm là  / 3 . Tính điện áp hiệu dụng của mạng điện và độ lệch pha của nó so
với dòng điện.
A. 384V; 400
B. 834V; 450
C. 384V; 390
D. 184V; 390
Hướng dẫn:

PCI
9375
 9375  W   U DC I cos   U DC 
 270, 6 V 
H
40.cos 30
2
 U DC
 U L2  2U DCU L cos 2  1   270,62  1252  2.270,6.125cos30

*P 
2
U AB

U AB  384 V 
U sin  RLC  U DC sin  125.sin 60  270, 6sin 30
an  AB  RLC


 0,82
U RLC cos  RLC  U cos  125cos 60  270, 6 cos 30
*Từ đó tính được:   390 Chọn C.
Ví dụ 4: (Chuyên Vinh lần 2 – 2016). Trong một giờ thực hành một học sinh
muốn một quạt điện loại 180 V - 120W hoạt động bình thường dưới điện áp xoay
chiều có giá trị hiệu dụng 220 V, nên mắc nối tiếp với quạt một biến trở. Ban đầu
học sinh đó để biến trở có giá trị 70  thì đo thấy cường độ dòng điện hiệu dụng
trong mạch là 0,75A và công suất của quạt điện đạt 92,8%. Muốn quạt hoạt động
bình thường thì phải điều chỉnh biến trở như thế nào?
A. giảm đi 12  B. tăng thêm 12 
C. giảm đi 20 
D. tăng thêm 20 
Hướng dẫn:
*Ban đầu:

 I 2 Rq  120.h%  0, 752 Rq  120.92,8%  R q  198   

2
Z1   R1  Rq   Z L2
U AB 220

Z



293


 Z L  118   

 
 1
I1
0, 75


*Khi quạt hoạt hoạt động bình thường:

I2 

U DC
Rq2  Z L2



180
1982  1182

Z2 

U AB
I2

 0, 78  A  
 Z 2  282   

20


Z2 

R

2

 Rq   Z L2  282 
2

 R2  198

2

 1182  R2  58   

R  R2  R1  70  58  12   Chọn A.
Bình luận: Cách giải trên ngắn hơn rất nhiều mà các cách giải hiện hành của các
sách khác.
Ví dụ 5: (ĐH – 20110) .Trong giờ học thực hành, học sinh mắc nối tiếp một quạt
điện xoay chiều với điện trở R rồi mắc hai đầu đoạn mạch này vào điện áp xoay chiều
có giá trị hiệu dụng 380V. Biết quạt điện này có các giá trị định mức: 220 V - 88 W
và khi hoạt động đúng công suất định mức thì độ lệch pha giữa điện áp ở hai đầu
quạt và cường độ dòng điện qua nó là φ, với cosφ = 0,8. Để quạt điện này chạy
đúng công suất định mức thì R bằng
A. 267 Ω.
B. 354 Ω.
C. 180 Ω.
D. 361 Ω
Hướng dẫn:
*Công suât của động cơ: PDC  U DC I cos   88  220.I .0,8  I  0,5  A
2

2
U AB
 U R2  U DC
 2U RU DC cos   3802  U R2  2202  2U R .220.0,8

Từ đó tính được: U R  180,337  R 

U R 180,337

 361   Chọn D.
I
0,5

Ví dụ 6: Xét một mạch điện gồm một động cơ điện ghép nối tiếp với một tụ điện.
Đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U= 100V thì
mạch có hệ số công suất là 0,9. Lúc này động cơ hoạt động bình thường với hiệu
suất 80% và hệ số công suất 0,75. Biết điện trở trong của động cơ là 10Ω. Điện áp
hiệu dụng hai đầu động cơ và cường độ dòng điện hiệu dụng qua động cơ lần lượt:
A. 85V, 6A
B. 80V, 6A
C. 96V, 1,8A
D. 88V, 1,8A
Hướng dẫn:

P  P U AB I cos  AB  rI 2
100.I .0,9  10.I 2
H

 0,8 
 I  1,8  A

P
U AB I cos  AB
100.I .0,9

PCI  PDC  H .U AB I cos  AB  0,8.100.1,8.0,9  129,6  W 
P
129, 6
U DC  CI 
 96 V  Chọn C.
I cos  1,8.0, 75

Ví dụ 7: Một động cơ điện có công suất P không đổi khi được mắc vào nguồn xoay
chiều tần số f và giá trị hiệu dụng U không đổi. Điện trở của cuộn dây động cơ là R
và hệ số tự cảm là L với 2.f.L = 3 R. Ban đầu động cơ chưa được ghép nối tiếp
với tụ C thì hiệu suất động cơ đạt 60%. Hỏi nếu mắc nối tiếp với động cơ một tụ
điện có điện dung C thỏa mãn 2.C.L = 1 thì hiệu suất của động cơ là bao nhiêu?
Coi hao phí của động cơ chủ yếu do cuộn dây động cơ có điện trở R.
A. 90%
B. 84%
C. 86%
D. 76%
Hướng dẫn:
ZL = 2πfL = 3 R

21


Thầy Hoàng Michael (Hoàng Sư Điểu).

*Khi chưa ghép tụ: Z  R 2  Z L2  2 R  cos AB =

*Cường độ dòng điện qua động cơ: I 

P
U AB cos AB

R 1

Z 2
2P

U

Công suất hao phí: P = I2R
* Khi ghép tụ với 2.C.L = 1  ZL = ZC  Z’ = R  cos  AB  1
Cường độ dòng điện qua động cơ: I  
Công suất hao phí: P '  RI ' 2 

P
P I
 
'
U AB cos AB U 2

RI 2 P

4
4

Hiệu suất động cơ:


P
 1  H  P  H .P
 H 
1  H 4H
1  0, 6 2, 4
P  P







H
1 H  H 
 H   P  1  H   P  H .P  H  P 1  H

P  P
4

H' 

6
 0,86  86% Chọn C.
7

C. Trắc nghiệm:
1.MÁY PHÁT ĐIỆN
Câu 1. Phát biểu nào đúng khi nói về máy phát điện xoay chiều một pha
A. Máy phát điện xoay chiều một pha biến điện năng thành cơ năng và ngược lại.

B. Máy phát điện xoay chiều một pha kiểu cảm ứng hoạt động nhờ vào việc sử
dụng từ trường quay.
C. Máy phát điện xoay chiều một pha kiểu cảm ứng hoạt động dựa trên hiện tượng
cảm ứng điện từ.
D. Máy phát điện xoay chiều một pha có thể tạo ra dòng điện không đổi.
Câu 2. Một máy phát điện xoay chiều một pha cấu tạo gồm nam châm có 5 cặp cực
quay với tốc độ 24 vòng/giây. Tần số của dòng điện là
A. 120 Hz.
B. 60 Hz.
C. 50 Hz.
D. 2 Hz.
Câu 3. Một máy phát điện xoay chiều có hai cặp cực, rôto quay mỗi phút 1800
vòng. Một máy phát điện khác có 6 cặp cực, nó phải quay với vận tốc bằng bao
nhiêu để phát ra dòng điện cùng tần số với máy thứ nhất?
A. 600 vòng/phút. B. 300 vòng/phút C. 240 vòng/phút. D.120 vòng/phút.
Câu 4. Máy phát điện xoay chiều một pha có phần cảm là một nam châm gồm 6
cặp cực, quay với tốc độ góc 500 vòng/phút. Tần số của dòng điện do máy phát ra l
A. 42 Hz.
B. 50 Hz.
C. 83 Hz.
D. 300 Hz.
Câu 5. Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần cảm là rôto gồm 4 cặp cực
(4 cực nam và 4 cực bắc). Để suất điện động do máy này sinh ra có tần số 50 Hz thì
rôto phải quay với tốc độ
A. 750 vòng/phút.
B. 75 vòng/phút.
C. 25 vòng/phút. D. 480 vòng/phút.

22

Câu 6: Một máy phát điện mà phần cảm gồm hai cặp cực từ quay với tốc độ 1500
vòng/min và phần ứng gồm hai cuộn dây mắc nối tiếp, có suất điện động hiệu dụng
220V, từ thông cực đại qua mỗi vòng dây là 5mWb. Mỗi cuộn dây phần ứng gồm
bao nhiêu vòng ?
A. 198 vòng.
B. 99 vòng.
C. 140 vòng.
D. 70 vòng.
Câu 7: Một khung dây dẫn hình chữ nhật có 100 vòng, diện tích mỗi vòng 600
cm2, quay đều quanh trục đối xứng của khung với vận tốc góc 120 vòng/phút trong
một từ trường đều có cảm ứng từ bằng 0,2T. Trục quay vuông góc với các đường
cảm ứng từ. Chọn gốc thời gian lúc vectơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây
ngược hướng với vectơ cảm ứng từ. Biểu thức suất điện động cảm ứng trong khung



A. e  48 sin(40 t  )(V ).
2

B. e  4,8 sin(4 t   )(V ).

C. e  48 sin(4 t   )(V ).

D. e  4,8 sin(40 t  )(V ).
2

Câu 7: E0  NBS  4,8 V 



t  0  n  B     ,
Chú ý: Từ thông thì viêt dưới dạng hàm cos còn suất điện động thì lại là hàm sin,
pha ban đầu không thay đổi.
Câu 8: Một máy dao điện một pha có stato gồm 8 cuộn dây nối tiếp và rôto 8 cực
quay đều với vận tốc 750 vòng/phút, tạo ra suất điện động hiệu dụng 220V. Từ
thông cực đại qua mỗi vòng dây là 4mWb. Số vòng của mỗi cuộn dây là
A. 25vòng.
B. 28vòng.
C. 31vòng.
D. 35vòng
Câu 9: Phần cảm của một máy phát điện xoay chiều có 2 cặp cực và quay 25
vòng/s tạo ra ở hai đầu một điện áp có trị hiệu dụng U = 120V. Dùng nguồn điện
mày mắc vào hai đầu một đoạn mạch điện gồm cuộn dây có điện trở hoạt động R =
10  , độ tự cảm L = 0,159H mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C = 159 F .
Công suất tiêu thụ của mạch điện bằng:
A. 14,4W.
B. 144W.
C. 288W.
D. 200W.
Câu 10: Một máy phát điện xoay chiều một pha phát ra dòng điện có tần số 60 Hz.
Nếu thay roto của nó bằng một roto khác có nhiều hơn một cặp cực, muốn tần số
vẫn là 60 Hz thì số vòng quay của roto trong một giờ thay đổi 7200 vòng. Tính số
cặp cực của roto cũ.
A. 10.
B. 4.
C. 15.
D. 5.
Câu 11: Cho mạch điện RC với R = 15 . Đặt vào hai đầu đoạn mạch một máy
phát điện xoay chiều một pha. Khi rô to quay với tốc độ n vòng/phút thì cường độ

dòng điện hiệu dụng I1 = 1A Khi rô to quay với tốc độ 2n vòng/phút thì cường độ
dòng điện hiệu dụng trong mạch I2 =
dung kháng của tụ là

6 A. Nếu roto quay với 3n vòng/phút thì

A. 22,5 5 .
B. 18 5 .
C. 13 .
D. 10,5 5 .
Câu 12: Mạch RLC mắc vào máy phát điện xoay chiều. Khi tốc độ quay của roto
là n (vòng/phút) thì công suất là 30 W, hệ số công suất 0,5 3 . Khi tốc độ quay

23


Thầy Hoàng Michael (Hoàng Sư Điểu).
của roto là 2n (vòng/phút) thì công suất là 400W. Khi tốc độ quay của roto là n 2
(vòng/phút) thì công suất bằng bao nhiêu?
A. 80W.
B.70W .
C. 90W.
D.100W.
Ví dụ 13: Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn
mạch A, B mắc nối tiếp gồm ampe kế lý tưởng, điện trở R, cuộn cảm thuần có độ
tự cảm L và tụ điện có điện dung C sao cho L = 2R2 C. Bỏ qua điện trở thuần của
các cuộn dây của máy phát. Khi tốc độ quay của roto tăng dần đến giá trị rất lớn thì
số chỉ ampe kế tiến đến giá trị

7 A. Tìm số chỉ cực đại của ampe kế?

A. 5 3 A.
B. 3 A.
C. 4 A.
D. 4 3 A.
2.ĐỘNG CƠ ĐIỆN
Câu 1: Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 100kW và có
hiệu suất 80%. Mắc động cơ vào mạng điện xoay chiều đúng định mức thì điện
năng tiêu thụ của động cơ trong một giờ là:
A.80 kW h
B. 100 kWh
C. 125 kWh
D. 360 MJ
Câu 2: Một động cơ điện mắc vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng
220V tiêu thụ công suất 2,64kW. Động cơ có hệ số công suất 0,8 và điện trở thuần
2  . Hiệu suất động cơ bằng:
A. 85%.
B. 90%.
C. 80%.
D. 83%.
Câu 3: Một động cơ điện xoay chiều tiêu thụ công suất 2kW và có hiệu suất 75%.
Công cơ học hữu ích do động cơ sinh ra trong 20 phút bằng:
A. 180J.
B. 1800kJ.
C. 1800J.
D. 180kJ.
Câu 4: Một động cơ điện xoay chiều khi hoạt động bình thường với điện áp hiệu
dụng 220 V thì sinh ra công suất cơ học là 170 W. Biết động cơ có hệ số công suất
0,85 và công suất tỏa nhiệt trên dây quấn động cơ là 17 W. Bỏ qua các hao phí
khác, cường độ dòng điện cực đại qua động cơ là

A. 2 A.
B. 3 A.
C. 1 A.
D. 2 A.
Câu 5: Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 810 kW vàcó
hiệu suất 85%. Mắc động cơ với cuộn dây rồi mắc chúng vào mạch xoay chiều.
Biết dòng điện có giá trị hiệu dụng 50 (A) và trễ pha so với điện áp hai đầu động cơ
là  /6. Điện áp hai đầu cuộn dây có giá trị hiệu dụng 125 (V) và sớm pha so với
dòng điện là  / 3 . Xác định điện áp hiệu dụng của mạng điện.
A. 331 V.
B. 345 V.
C. 231 V.
D. 565 V.
Câu 6: Trong giờ học thực hành, học sinh mắc nối tiếp một quạt điện xoay chiều
với điện trở R = 352 Ω rồi mắc hai đầu đoạn mạch này vào điện áp xoay chiều có
giá trị hiệu dụng 380 V. Biết quạt điện này hoạt động ở chế độ định mức với điện
áp định mức đặt vào quạt là 220 V và khi ấy thì độ lệch pha giữa điện áp ở hai đầu
quạt và cường độ dòng điện qua nó là φ, với cosφ = 0,8. Hãy xác định công suất
định mức của quạt điện.
A. 90 W.
B. 266 W.
C. 80 W.
D. 160 W.
Câu 7: Trong một giờ thực hành một học sinh muốn một quạt điện loại 110 V –
100 W hoạt động bình thường dưới một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220
V, nên mắc nối tiếp với quạt một biến trở. Ban đầu học sinh đó để biến trở có giá
trị 100  thì đo thấy cường độ hiệu dụng trong mạch là 0,5 A và công suất của

24

quạt điện đạt 80%. Tính hệ số công suất toàn mạch, hệ số công suất của quạt và
điện áp hiệu dụng trên quạt lúc này. Muốn quạt hoạt động bình thường thì phải
điều chỉnh biến trở như thế nào? Biết điện áp giữa hai đầu đoạn mạch sớm pha hơn
dòng điện trong mạch.
A.Tăng 255 
B. Giảm 225 
C. Tăng 210 
D.Tăng 210 
Hướng dẫn giải:
1. MÁY PHÁT ĐIỆN.
Câu 1: Chọn C.
D. Máy phát điện xoay chiều một pha có thể tạo ra dòng điện không đổi.
Câu 2: Chọn A.
Câu 3: f1  f 2  p1n1  p2 n2  2.1800  6.n2  n2  600 (Vòng/phút).

p.n 6.500

 50  Hz  Chọn B
60
60
pn
4.n
 50 
 n  75 Chọn A.
Câu 5: f 
60
60
NBS N  0 .2 p.n
Câu 6: E 


 n  99 (Vòng/phút)
2
2.60
Câu 7: E0  NBS  4,8 V 
Câu 4: f 

t  0  n  B     ,
Chú ý: Từ thông thì viêt dưới dạng hàm cos còn suất điện động thì lại là hàm sin,
pha ban đầu không thay đổi.
Câu 8: E 

N  0 .2 .p.n
 n  31 vòng. Chú ý đổi đơn vị nhé!.
2.60

Câu 9:

 Z L  L
I 
 Z C  1/ C

  2 pn  

U

P  RI

 P  144  W 
2

R 2   Z L  ZC 

2

Chọn B.
Câu 10

f1  p1n1  60  n1 

7200
60
 2 (vòng/s)
; n 
60.60
p1

 60

p2  p1  1 f1  f 2  n2  n1  2  f 2   n 1 2  p1  1    2   p1  1
 p1

f 2  60  Hz   p1  5 cặp cực. Chọn D.
Câu 11:
Bảng chuẩn hóa
ZC
R

Dùng phưong pháp Chuẩn hóa số liệu.
n

2n
3n

1
1
1

x
0,5x
x/3

U
y
2y 25
3y