CÔNG SUẤT ĐIỆN XOAY CHIỀU-CỘNG HƯỞN ĐIỆN

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (111.49 KB, 5 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

BÀI 15. CÔNG SUẤT TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU.

HỆ SỐ CÔNG SUẤT. CỘNG HƯỞNG ĐIỆN.

I.BÀI TẬP TỰ LUẬN.

Bài 1.

Một mạch điện xoay chiều RLC có điện trở thuần R = 110



được mắc vào điện áp

220 2 os(100 )

u c t

(V). Biết hệ số cơng suất của mạch có giá trị lớn nhất

a.Tính CĐDĐ hiệu dụng, tổng trở đoạn mạch và độ lệch pha giữa u so với i.

b.Tính cơng suất tiêu thụ của mạch.

ĐS:a.2(A); 110Ω;

 0

b. 440W.

Bài 2.

Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm một tụ điện có dung kháng

Z

C

 200



và một cuộn dây

mắc nối tiếp. Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch trên một điện áp xoay chiều có biểu thức

)
)(
3
100
cos(
2

120 t V

u  

thì thấy điện áp giữa hai đầu cuộn dây có giá trị hiệu dụng là 120V và sớm

pha

2


so với điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch.

a.Chứng tỏ cuộn dây khơng thuần cảm. Tính cường độ dịng điện hiệu dụng trong mạch và tổng trở của

cuộn dây.

b.Tính cơng suất tiêu thụ của cuộn dây.

ĐS:a.

0,6 2(A);100 2()

b.72 W.

Bài 3.

Đặt điện áp

u100 2 cos100 t (V)

vào hai đầu đoạn mạch RLC khơng phân nhánh với C, R có

độ lớn khơng đổi và

L2H



. Khi đó điện áp hiệu dụng ở hai đầu mỗi phần tử R, L, C có độ lớn như nhau.

a.Tính cường độ dịng điện hiệu dụng trong mạch

b.Tính cơng suất tiêu thụ của đoạn mạch.

ĐS:a.0,5(A) b. 50W

Bài 4. Đặt điện áp xoay chiều u=120

cos(100t+/3)(V) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây thuần

cảm L,một điện trở R và một tụ điện có C=

F mắc nối tiếp.Biết điện áp hiệu dụng trên cuộn dây L và

trên tụ điện C bằng nhau và bằng một nửa trên R. Tính cơng suất tiêu thụ trên đoạn mạch đó.

ĐS: 360W .

Bài 5.

Cho đoạn mạch RLC như hình vẽ . R=100



, cuộn dây thuần cảm

có độ tự cảm

L = 2H

và tụ điện có điện dung C. Biểu thức điện áp tức thời

giữa hai điểm A và N là:

u = 200cos100πt (V)

. Tính cơng suất tiêu thụ

trong đoạn mạch.

ĐS: 80W.

Bài 6.

Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn AM gồm điện trở thuần R =

100



mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần

L 1( H )





. Đoạn MB là tụ điện có điện dung C. Biểu thức điện

áp trên đoạn mạch AM và MB lần lượt là:

100 2 cos(100 )( )
4
AM

u  t V

và

200 cos(100 )( )
2
MB

u  t V

.Tính hệ số công suất của đoạn mạch AB.

2 

2

10

R L C

A M N B

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

ĐS:

2
2
cos 

Bài 7.

Một mạch điện AB gồm một điện trở R = 50 Ω, mắc nối tiếp với một cuộn dây có độ tự cảm

)

(
1

H
L





và điện trở hoạt động r = 50 Ω. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều

)
)(
100
cos(
2

100 t V

uAB  

.

a. Tính cơng suất tỏa nhiệt của đoạn mạch.

b. Muốn cho cường độ dòng điện tức thời cùng pha với điện áp tức thời ở hai đầu đoạn mạch thì phải mắc

nối tiếp thêm vào đoạn mạch nói trên một tụ điện có điện dung C bằng bao nhiêu ? Tính cơng suất tỏa

nhiệt của đoạn mạch điện lúc đó.

ĐS: a. P = 50 (W) b.

10 (

)

F

C







P

Max

= 100 (W)

Bài 8.

Mạch điện gồm điện trở thuần R = 50Ω một cuộn đây thuần cảm có L = 1/π(H) và một tụ điện

)

(

10 .

2 F

C







mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp

u 220 2cos100t(V)

a.Tính cường độ hiệu dụng của mạch

b.Cần mắc thêm với tụ C một tụ điện C’ như thế nào để điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở bằng điện áp

hiệu dụng hai đầu đoạn mạch.

ĐS: a. I=2,2 2 (A), b.mắc nt C’= 2.10

-4

/πF.

Bài 9.

Mạch điện gồm điện trở thuần R = 100Ω một cuộn đây thuần cảm có L = 1/πH và một tụ điện

)

(

2

10 F

C







mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp

)( )
3
100
cos(
2

220 t V

u  

a.Tính cường độ hiệu dụng của mạch

b.Cần mắc thêm với cuộn thuần cảm L một một cuộn thuần cảm

L khác như thế nào để tổng trở hai đầu

đoạn mạch đạt giá trị cực tiểu .Tính

L .

ĐS: a. I=1,1 2 (A), b.mắc nt

L = 1/π(H).

II.BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM.

Câu 1:

Một cuộn dây khi mắc vào hiệu điện thế xoay chiều 50V–50 Hz thì cường độ dòng điện qua

cuộn dây là 0,2 A và công suất tiêu thụ trên cuộn dây là 1,5W. Hệ số công suất của mạch là

A. 0,15

B. 0,25

C. 0,50

D. 0,75

Câu 2:

Một tụ điện có điện dung C=5,3

F

mắc nối tiếp với điện trở R=300

 thành một đoạn

mạch. Mắc đoạn mạch này vào mạng điện xoay chiều 50Hz. Hệ số công suất của mạch là

A. 0,3331

B. 0,447

C. 0,499

D. 0,666

Câu 3:

Một đoạn mạch điện gồm điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Điện áp

hiệu dụng trên các phần tử nói trên lần lượt là: 40V, 80 V, 50 V. Hệ số công suất của đoạn mạch bằng:

A. 0,8.

B. 0,6.

C. 0,25.

D. 0,71.

Câu 4:

Một đoạn mạch gồm một cuộn dây có điện trở

r  5

và độ tự cảm

L



25 .

10

2

H



mắc nối

tiếp với một điện trở thuần

R 20

. Đặt vào hai đoạn mạch một điện áp xoay chiều

)

(
)
100
cos(
2

100 t V

u 

.Cường độ dòng điện qua mạch và cơng suất của đoạn mạch lần lượt có giá trị:

A. I = 2 A, P = 50 W

B. I = 2 A, P = 50 2 W

C. I = 2 2 A, P = 100 W

D.

I = 2 2 A, P = 200 W

Câu 5:

Tính cơng suất tiêu thụ trong một mạch điện xoay chiều có điện áp cực đại

U

0



100 V

,

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

A. 9W

B. 41 W

C. 82 W

D. 123 W

Câu 6:

Một tụ điện dung C = 5,3

F

mắc nối tiếp với điện trở R=300

 thành một đoạn mạch. Mắc

đoạn mạch này vào mạng điện xoay chiều 220V – 50Hz. Điện năng mà đoạn mạch tiêu thụ trong một phút

là

A. 32,22,J

B. 1047 J

C. 1935 J

D. 2148 J

Câu 7:

Một đoạn mạch gồm một cuộn dây và một điển trở thuần mắc nối tiếp. Nếu đặt vào hai đầu

đoạn mạch điện áp một chiều 24 V thì cường độ dịng điện qua cuộn dây là 0,48 A. Nếu đặt điện áp xoay

chiều vào hai đầu đoạn mạch thì cường độ hiệu dụng của dịng điện qua đoạn mạch là 1A. Công suất tiêu

thụ của đoạn mạch lúc mắc với điện áp xoay chiều là:

A. 100 W.

B. 200 W.

C. 50 W.

D. 11,52 W.

Câu 8:

Một đoạn mạch gồm một điện trở R mắc nối tiếp với một tụ điện. Hệ số công suất của đoạn

mạch là 0,5. Tỉ số giữa dung kháng của tụ điện và điện trở R là:

A.

2 .

B. 3 .

C.1/ 2 .

D.1 / 3 .

Câu 9:

Cho đoạn mạch AB gồm một điện trở

R

 12



và một cuộn cảm L . Điện áp giữa hai đầu

của R là

U

1



4 V

và giữa hai đầu AB là

U

AB



5 V

. Công suất tiêu thụ trong mạch là:

A. 1,25W

B. 1,3W

C. 1,33W

D. 2,5W

Câu 10: Đoạn mạch xoay chiều như hình vẽ R =100Ω, C =

10 F





, f =50Hz, U

=200V

U

=100 2 (V), u

lệch pha

5

12 rad



so với u

Tính cơng suất của mạch

A. 275,2W

B.373,2W

C. 327W

D.273,2W

Câu 11: Cho mạch điện như hình vẽ:.u

= 200cos100πt (V);

R= 100W; C = 0,318.10

-4

F.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? Cơng suất tiêu thụ lúc đó là bao

nhiêu? Hãy chọn đáp án đúng trong các đáp án sau:

A.L =

π

1 H;P = 200W

B.L =

1 2π

H; P = 240W C.L =

π

2 H; P =150W

D.Một cặp giá trị khác.

Câu 12: Cho mạch điện gồm R, L, C mắc nối tiếp. Cho L = 1/π

H, C = 100μF. Đặt vào hai đầu mạch

điện một hiệu điện thế xoay chiều u = 100cos(2πft)V, trong đó tần số f thay đổi được. Khi công suất trong

mạch đạt giá trị cực đại thì tần số là

A. f = 100 Hz

B. f = 60 Hz

C. f = 100π Hz

D. f = 50Hz.

Câu 13: Mạch RLC mắc nối tiếp có R = 100 (

 ); L = 1 /

(H); C =



2

10

4

(F). Đặt vào hai đầu đầu

đoạn mạch một hiệu điện thế xoay chiều u

= 120

2 sin (

 t) (V), trong đó tần số góc



thay đổi

được.Để cơng suất tiêu thụ điện của đoạn mạch cực đại thì tần số góc



nhận giá trị

A.100



(rad/s) .

B. 100

2 (rad/s) . C. 120



(rad/s) . D. 100

2



(rad/s)

Câu 14: Cho mạch điện R, L ,C ghép nối tiếp nhau. Cho R = 10 Ω, L = 1/10 H, tần số dòng điện f =

50 Hz, hỏi tụ C có giá trị là bao nhiêu thì cơng suất tiêu thụ trong mạch đạt cực đại:

A. C = /100 F

B. C = 1/1000 F C. C = 1/10000 F

D. C = 1/10 F

Câu 15: Đặt vào hai đầu một tụ điện một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng U khơng đổi

và tần số 50Hz thì cường độ hiệu dụng qua tụ là 4A. Để cường độ hiệu dụng qua tụ bằng 1A thì tần số của

dòng điện phải bằng:

A. 25Hz;

B. 100Hz;

C. 12,5Hz;

D. 400Hz.

R C

L,

r M N B

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

Câu 16: Cho một đoạn mạch RLC nối tiếp. Biết

(

)

4

10 ),

(

1 F

C

H

L







. Đặt vào hai đầu đoạn

mạch một hiệu điện thế xoay chiều có biểu thức:

u 120 2sin100t(V)

với R thay đổi được. Điều chỉnh

R để cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch đạt cực đại. Khi đó câu nào trong các câu dưới đây sai:

A. Cường độ hiệu dụng trong mạch là I

max

=2A;

B. Công suất mạch là P = 240 W.

C. Điện trở R = 0.

D. Công suất mạch là P = 0.

Câu 17: Cho hiệu điện thê hai đầu đoạn mạch là :

và cường

độ dịng điện qua mạch :

. Tính công suất tiêu thụ của đoạn mạch?

A. P=180(W)

B. P=120(W)

C. P=100(W)

D. P=50(W)

Câu 18: Cho đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh. Điện trở R=50(

), cuộn dây thuần cảm

và tụ

. Điện áp hai đầu mạch:

. Công suất toàn mạch:

A. P=180(W)

B. P=200(W)

C. P=100(W)

D. P=50(W)

Câu 19: Điện áp hai đầu đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp là

200 2 os 100
t-3

u c    V

 

, cường độ

dòng điện qua đoạn mạch là

i 2 cos100t A( )

Công suất tiêu thụ của đoạn mạch bằng

A. 200W.

B. 100W.

C. 143W.

D. 141W.

Câu 20: Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ. R=50(

);

;

.Cơng suất tiêu thụ của đoạn mạch là

A. P=180(W)

B. P=240(W)

C. P=280(W)

D. P=50(W)

Câu 21: Cho mạch R, L, C mắc nối tiếp, cuộn dây thuần cảm.

. Biết cường

độ dịng điện trong mạch có giá trị hiệu dụng là

(A), và lệch pha so với điện áp hai đầu mạch một góc

36,8

. Tính cơng suất tiêu thụ của mạch ?

A. P=80W

B. P=200W

C. P=240W

D. P=50W

Câu 22: Đặt một điện áp xoay chiều

)( )

6
100
cos(
2

200 t V

u  

vào hai đầu một đoạn mạch

RLC mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện trong mạch là

)( )
6
100
cos(
2

2 t A

i  

. Công suất tiêu thụ

trong mạch là

A. P = 400W

B. P =

400

3 W

C. P = 200W

D. P =

200

3 W

Câu 23: Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R, cuộn dây có hệ số tự cảm L và điện

trở hoạt động r, tụ điện có điện dung C. Điện trở R có giá trị có thể thay đổi được, điều chỉnh R để công

suất tiêu thụ của mạch đạt giá trị lớn nhất. Khi đó

A. hệ số cơng suất của mạch bằng 1.

B. hệ số công suất của mạch bằng

2 .

C. điện áp và dòng điện lệch pha nhau góc π/2.

D. điện áp và dịng điện cùng pha với nhau.

Câu 24: Cho mạch điện xoay chiều gồm biến trở R, cuộn dây không thuần cảm và tụ C mắc nối tiếp,

với Z

> Z

. Điều chỉnh R để cơng suất tiêu thụ trên mạch lớn nhất, khi đó

A. tổng trở của mạch lớn gấp

2 lần điện trở R.

B. tổng trở của mạch lớn gấp

2 lần dung kháng Z

.

)

)(

4 .

100 cos(

2

10 t

V

U

AB



 



)
)(
12
.
100
cos(

3 t A

i   


)
(
1
H
L



(

)

22

10 F

C







U260 2.cos(100.t)



)

(

100 V

U

ñ



r



20 (



)

)(

.

100 cos(

100 t

V

U





2

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5></div>

CÔNG SUẤT ĐIỆN XOAY CHIỀU-CỘNG HƯỞN ĐIỆN

<b>BÀI 15. CÔNG SUẤT TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU.</b>

<b>HỆ SỐ CÔNG SUẤT. CỘNG HƯỞNG ĐIỆN.</b>

<b>I.BÀI TẬP TỰ LUẬN.</b>

<b>Bài 1.</b>

Một mạch điện xoay chiều RLC có điện trở thuần R = 110

được mắc vào điện áp

(V). Biết hệ số cơng suất của mạch có giá trị lớn nhất

a.Tính CĐDĐ hiệu dụng, tổng trở đoạn mạch và độ lệch pha giữa u so với i.

b.Tính cơng suất tiêu thụ của mạch.

<b>ĐS:a.2(A); 110Ω;</b>

<b>b. 440W.</b>

<b>Bài 2.</b>

Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm một tụ điện có dung kháng

<i>Z</i>

 200



và một cuộn dây

mắc nối tiếp. Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch trên một điện áp xoay chiều có biểu thức

thì thấy điện áp giữa hai đầu cuộn dây có giá trị hiệu dụng là 120V và sớm

pha

so với điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch.

a.Chứng tỏ cuộn dây khơng thuần cảm. Tính cường độ dịng điện hiệu dụng trong mạch và tổng trở của

cuộn dây.

b.Tính cơng suất tiêu thụ của cuộn dây.

<b>ĐS:a.</b>

<b>b.72 W.</b>

<b>Bài 3.</b>

Đặt điện áp

vào hai đầu đoạn mạch RLC khơng phân nhánh với C, R có

độ lớn khơng đổi và

. Khi đó điện áp hiệu dụng ở hai đầu mỗi phần tử R, L, C có độ lớn như nhau.

a.Tính cường độ dịng điện hiệu dụng trong mạch

b.Tính cơng suất tiêu thụ của đoạn mạch.

<b>ĐS:a.0,5(A) b. 50W</b>

<b>Bài 4. Đặt điện áp xoay chiều u=120</b>

cos(100t+/3)(V) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây thuần

cảm L,một điện trở R và một tụ điện có C=

F mắc nối tiếp.Biết điện áp hiệu dụng trên cuộn dây L và

trên tụ điện C bằng nhau và bằng một nửa trên R. Tính cơng suất tiêu thụ trên đoạn mạch đó.

<b>ĐS: 360W .</b>

<b>Bài 5.</b>

Cho đoạn mạch RLC như hình vẽ . R=100



, cuộn dây thuần cảm

có độ tự cảm

và tụ điện có điện dung C. Biểu thức điện áp tức thời

giữa hai điểm A và N là:

. Tính cơng suất tiêu thụ

trong đoạn mạch.

<b>ĐS: 80W.</b>

<b>Bài 6.</b>

Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn AM gồm điện trở thuần R =

100

mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần

. Đoạn MB là tụ điện có điện dung C. Biểu thức điện

áp trên đoạn mạch AM và MB lần lượt là:

và

.Tính hệ số công suất của đoạn mạch AB.

2

<i></i>

2

10

<b>ĐS:</b>

<b>Bài 7.</b>

Một mạch điện AB gồm một điện trở R = 50 Ω, mắc nối tiếp với một cuộn dây có độ tự cảm

và điện trở hoạt động r = 50 Ω. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều

.

a. Tính cơng suất tỏa nhiệt của đoạn mạch.

b. Muốn cho cường độ dòng điện tức thời cùng pha với điện áp tức thời ở hai đầu đoạn mạch thì phải mắc

nối tiếp thêm vào đoạn mạch nói trên một tụ điện có điện dung C bằng bao nhiêu ? Tính cơng suất tỏa

nhiệt của đoạn mạch điện lúc đó.

<b>ĐS: a. P = 50 (W) b.</b>

10

(

)

<i>F</i>

<i>C</i>

<i></i>

