phụ đạo lí 12- tuần 13

CÔNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
(Phụ đạo Vật lí 12)
I- KIẾN THỨC CẦN NẮM
1. Công suất của dòng điện xoay chiều
- Công suất tức thời
p ui=
- Công suất tỏa nhiệt
2
( )P R r I= +
- Công suất tiêu thụ
cosP UI
ϕ
=
Hệ số công suất:
/
cos
R
u i
U R
U Z
ϕ
= =
2. Sự cộng hưởng điện
- Hiện tượng cộng hưởng điện là hiện tượng cường độ dòng điện trong mạch đạt giá trị cực đại.
- Điều kiện của hiện tượng cộng hưởng điện:
L C
Z Z
=
hay
L C
U U

=
* Hệ quả
o
1
LC
ω
=
hay
2
1LC
ω
=
o
/
0 cos 1
u i
ϕ ϕ
= ⇒ =

⇒

u
cùng pha với
i
o
Min
Z Z R= =
o
R
U U=

o
Max
U
I I
R
= =
o
2
.
Max
P P R I= =
II- BÁI TẬP:
Bài 1: Cho mạch điện xoay chiều gồm một điện trở thuần, một cuộn dây và một tụ điện. Biết
60R = Ω
;
4
10
L H
π
=
;
20r = Ω
;
100
C F
µ
π
=
Đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều
120 2 cos100 ( )u t V

π
=
.
a. Viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch.
b. Viết biểu thức điện áp hai đầu mạch gồm cuộn dây và tụ điện.
c. Xác định điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở thuần, cuộn dây và tụ điện.
d. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch điện. (Biết rằng dây nối và dụng cụ đo không ảnh hưởng đến mạch điện).
Đáp án: a.
1,2 2 cos(100 0,2 ) ( )i t A
π π
= +
b.
48 5 cos(100 0,2 ) ( )u t V
π π
= −
c.
72 ; 13,7 ; 120
R d C
U V U V U V= = =
d.
115,2P W=
Bài 2: Một mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần và tụ điện. Khi đặt và mạch một điện áp xoay chiều có tần số 50
Hz. Thì cường độ dòng điện qua mạch 0,5A , điện áp hai đầu điện trở thuần 75V, điện áp hai đầu tụ điện là 100V. Tính:
a. Giá trị của R và C.
b. Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu mạch.
Đáp án:
150 ; 15,9 ; 125R C F U V
µ
= Ω = =
Ngày soạn: 08/1012010

Phụ đạo Tuần: 13
Bài 3: Cho mạch điện xoay chiều gồm một cuộc cảm và một tụ điện. Biết điện áp giữa hai đầu cuộn dây là 20V, điện
áp giữa hai đầu tụ điện là 28V và điện áp hai đầu mạch là
12 2 V
. Dòng điện xoay chiều chạy trong mạch có biểu thức
2 2 cos100 ( )i t A
π
=
.
a. Tính r, L, C
b. Viết biểu thức điện áp giữa hai đầu mạch.
Đáp án:
2227,4 ; 6 ; 0,025 ; 24cos 100
4
C F r L H u t V
π
µ π
 
= = Ω = = −
 ÷
 
Bài 4: Cho mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp. Biết hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là
( )
120 2 cos 100u t V
π
=
, cường độ dòng điện qua mạch là
2 2 cos 100
6
i t A

π
π
 
= −
 ÷
 
và điện áp giữa hai đầu tụ điện
là 80V. a. Tìm giá trị của R, L, C.
b. Viết biểu thức điện áp giữa hai đầu mạch gồm cuộn dây và tụ điện.
Đáp án:
51,6 ; 79,6 ; 0,223 ; 60 2 cos 100
3
LC
R C F L H u t V
π
µ π
 
= Ω = = = +
 ÷
 
Bài 5: Cho mạch RLC nối tiếp. Biết
20 ; 30 ; 15
R L C
U V U V U V= = =
. Tính
a. Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch.
b. Độ lệch pha giữa điện áp hai đầu mạch và cường độ dòng điện.
Đáp án:
0
25 ; 37U V

ϕ
= =
Bài 6: Cho mạch điện xoay chiều gồm một cuộn cảm và một tụ điện. Biết
( )
50 2 cos 100 ; 50 ; 60
d C
u t V U V U V
π
= = =
a. Tính độ lệch pha của điện áp hai đầu mạch với cường độ dòng điện.
b. Cho
10,6C F
µ
=
. Tính R và L.
c. Viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch.
Đáp án:
( )
0,2 ( ) ; 200 ; 0,48 ; 0,2 2 cos 100 0,2rad R L H i t A
ϕ π π π
= − = Ω = = +
IV. RÚT KINH NGHIỆM
Bài tập bổ sung:
HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG
5.9. Cho mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp, trong đó điện dung C thay đổi được. Biết
1
50 ;R L H
π
= Ω =
. Đặt vào

hai đầu mạch một hiệu điện thế xoay chiều
( )
220 2 cos 100u t V
π
=
a. Định C để điện áp hai đầu mạch cùng pha với cường độ dòng điện.
b. Viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch.
Đáp án:
31,8 ; 4,4 2 cos100C F i t
µ π
= =
5.10. Cho mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp. Biết
4
2 10
200 ; ;R L H C F
π π
−
= Ω = =
. Đặt vào hai đầu đoạn mạch
một điện áp xoay chiều
( )
100cos 100u t V
π
=
.
a. Tính cường độ dòng điện hiệu dụng của mạch.
b. Khi R, L, C không đổi để cường độ dòng điện hiệu dụng đặt giá trị cực đại thì tần số dòng điện phải có giá trị
bằng bao nhiêu? Tính cường độ dòng điện hiệu dụng trị cực đại đó.
Đáp án:
0,32 ; 35,25 ; 0,36 ( )

Max
I A f Hz I A= = =
Tổ trưởng kí duyệt
08/11/2010
HOANG ĐỨC DƯỠNG