Gián án CÁC DẠNG BT TỰ LUẬN CHƯƠNG 3

GV: Lờ Vn Nguyờn Trng THPT Phan Bi Chõu Trang1
dòng điện xoay chiều
I. HIU IN TH DAO NG IU HềA
1. T thụng:
0
cos( ) cos( ) ( )NBS t t Wb

= + = +
2. Sut in ng tc thi:
'
d
e
dt

= =
;
0
sin( ) ( ) sin( )e NBS t V E t

= + = +
0 0
sin( ) cos( )
2
e E t E t


= + = +
;
sin cos( )
2

=
3. Hiu in th tc thi:
0
cos( )
u
u U t

= +
II. DềNG IN XOAY CHIU
1. Cng dũng in tc thi:

= +
0
cos( ) (A)
i
i I t
2. Cỏc giỏ tr hiu dng:
0 0 0
; ;
2 2 2
I U E
I U E
= = =
3. Tn s gúc ca dũng in xoay chiu:
2
2 (rad/s)f
T

= =
Chỳ ý: Nu dũng in xoay chiu dao ng vi tn s
f
thỡ trong
1s
i chiu
2 f
ln.
Nam chõm in c to ra bng dũng in xoay chiu dao ng vi tn s
f
thỡ nú rung vi tn s
' 2f f=
. Hoc t trng ca nú bin thiờn tun hon vi tn s
' 2f f=
4. Cỏc phn t tiờu th in
a. in tr:
( )R
nh lut Ohm:
0 0
;
R R
U IR U I R
= =

cuứng pha vụựi i: 0
R
u

=
b. Cm khỏng:

2 ( )
L
Z L L f

= =
nh lut Ohm:
0 0
;
L L L L
U IZ U I Z
= =

nhanh pha vụựi i:
2
L
u


=
c. Dung khỏng:
1 1
( )
2
C
Z
C C f

= =

nh lut Ohm:

0 0
;
C C C C
U IZ U I Z
= =

chaọm pha vụựi i:
2
C
u


=
5. c im on mch thun RLC ni tip:
a. Tng tr:
2 2
( )
L C
Z R Z Z
= +
b. lch pha (u so vi i):
: u sụựm pha hụn i
tan : u cuứng pha vụựi i
: u treó pha hụn i
L C
L C L C
L C
R
L C
Z Z

Z Z U U
Z Z
R U
Z Z

>



= = =


<

c. nh lut Ohm:
= =
0
0
;
U
U
I I
Z Z
R
L
C


GV: Lê Văn Ngun Trường THPT Phan Bội Châu Trang2
d. Cơng suất tiêu thụ trên đoạn mạch:

cos ; Hệ số công suất:cos
R
UR
P UI
Z U
ϕ ϕ
= = =
Chú ý: Với mạch hoặc chỉ chứa L, hoặc chỉ chứa C, hoặc chứa LC khơng tiêu thụ cơng suất (
0P =
)

ω ω ϕ
ϕ ϕ ϕ ϕ
ω ω ϕ
= =

= − =−

= =

0 0
u i
0 0
Nếu cos t thì cos( t+ )
;
Nếu cos t thì cos( t- )
i u i u
i I u U
u U i I
e. Giản đồ véc tơ: Ta có:

0 0 0 0
R L C
R L C
u u u u
U U U U
= + +



= + +


uur uuur uuur uuur
6. Liên hệ giữa các hiệu điện thế hiệu dụng trong đoạn mạch thuần RLC nối tiếp:
Từ
2 2
( )
L C
Z R Z Z
= + −
suy ra
2 2
( )
R L C
U U U U
= + −
Tương tự
2 2
RL L
Z R Z

= +
suy ra
2 2
RL R L
U U U
= +
Tương tự
2 2
RC C
Z R Z
= +
suy ra
2 2
RC R C
U U U
= +
ng tự
LC L C
Z Z Z
= −
suy ra
LC L C
U U U= −
III. BÀI TỐN CỰC TRỊ
1. Hiện tượng cộng hưởng:
Điều kiện cộng hưởng
2
1
0
L C

u
i
Z Z
LC
ω
ϕ

=


=


=


thì
min Max
min
I
U U
Z R
Z R
= ⇒ = =
.
Suy ra
2
2
min
cos 1

Max M M
U
P I R UI
R
R
Z
ϕ
= = =
= =
. Chú ý
0 0
0 0
R
U U
U I

↑↑

↑↑


uuur uur
uur uur
2. Khi L,C khơng đổi R thay đổi:
Cơng suất
2
2
2
2
( )

( )
L C
M
L C
m
Z z
U
P I R P R
Z Z
R
R
R
 
−
= = ⇒ ⇔ +
 
−
 
+
R
L
C
•
•
0
U
R
uuur
0

U
L
uuur
0
U
C
uuur
0
U
LC
uuuur
0
U
AB
uuuur
0
I
uur
O
i
0
U
R
uuur
0
U
L
uuur
0
U

C
uuur
0
U
LC
uuuur
0
U
AB
uuuur
0
I
uur
O
i
0
U
R
uuur
0
U
L
uuur
0
U
C
uuur
0
U
AB

uuuur
0
I
uur
O
i
X
GV: Lê Văn Nguyên Trường THPT Phan Bội Châu Trang3
2 2
2
2 2
R
( ) ( )
Maø . ( ) const, neân
2 U
suy ra ; cos khi ñoù U =
2 2 2
2
L C L C
L C
L C M
L C
Z z Z Z
R Z Z R
R R
U U
R Z Z P
R Z Z
ϕ
− −

= − = =
⇒ = − = = =
−
3. Khi R,L không đổi C thay đổi:
Hiệu điện thế
2 2 2 2
2
2
( ) 2
1
C C
L C L L
C C
C
U U
U IZ
R Z Z R Z Z
Z Z
Z
= = =
+ − +
− +
Khi
2 2
2
( )
2
( 1)
C M
L L

m
C C
U
U
R Z Z
Z Z
=
+
− +
Suy ra

+
=



+

=


2 2
2 2
( )
L
C
L
L
C M
R Z

Z
Z
U R Z
U
R
4. Khi R,C không đổi L thay đổi: :
Hiệu điện thế
2 2 2 2
2 2
( ) 2
1
L L
L C C C
L L L
U U
U IZ
R Z Z R Z Z
Z Z Z
= = =
+ − +
− +
Khi
2 2
2
( )
2
( 1)
L M
C C
m

L L
U
U
R Z Z
Z Z
=
+
− +
Suy ra

+
=



+

=


2 2
2 2
( )
C
L
C
C
L M
R Z
Z

Z
U R Z
U
R
5. Liên quan độ lệch pha:
a. Trường hợp 1:
1 2 1 2
tan .tan 1
2
π
ϕ ϕ ϕ ϕ
+ = ⇒ =

b. Trường hợp 2:
1 2 1 2
tan .tan 1
2
π
ϕ ϕ ϕ ϕ
− = ⇒ =−

c. Trường hợp 3:
1 2 1 2
tan .tan 1
2
π
ϕ ϕ ϕ ϕ
+ = ⇒ =±

IV. BÀI TOÁN HỘP KÍN (BÀI TOÁN HỘP ĐEN)

1. Mạch điện đơn giản:
a. Nếu
NB
U
cùng pha với
i
suy ra chỉ chứa
0
R
R
L
C
•
•
X•
A N B
X
X
X
X
X
X
X
X
GV: Lê Văn Nguyên Trường THPT Phan Bội Châu Trang4
b. Nếu
NB
U
sớm pha với
i

góc
2
π
suy ra chỉ chứa
0
L
c. Nếu
NB
U
trễ pha với
i
góc
2
π
suy ra chỉ chứa
0
C
2. Mạch điện phức tạp:
a. Mạch 1
Nếu
AB
U
cùng pha với
i
suy ra chỉ chứa
0
L
Nếu
AN
U

và
NB
U
tạo với nhau góc
2
π
suy ra chỉ chứa
0
R
Vậy chứa (
0 0
, LR
)
b. Mạch 2
Nếu
AB
U
cùng pha với
i
suy ra chỉ chứa
0
C
Nếu
AN
U
và
NB
U
tạo với nhau góc
2

π
suy ra chỉ chứa
0
R
Vậy chứa (
0 0
, CR
)
V. SẢN XUẤT VÀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG
1. Dòng điện xoay chiều một pha, máy phát điện xoay chiều một pha:
a. Suất điện động tức thời:
'
d
e
dt
Φ
= − = −Φ
;
π π
ω ω ϕ ω ϕ
= + − = + −
0
cos( ) ( ) cos( )
2 2
e NBS t V E t
b. Tần số dao động:
; n (voøng/s)
; n (voøng/phuùt)
60
f np

np
f
=



=


; p: số cặp cực từ
Chú ý: Một máy phát điện có
1
cặp cực từ muốn phát ra với tần số
50Hz
thì phải quay với tốc độ
50 voøng/sn =
;
có
10
cặp cực từ muốn phát ra với tần số
50Hz
thì phải quay với tốc độ
5 voøng/sn =
. Số cặp cực tăng lên bao
nhiêu lần thì tốc độ quay giảm đi bấy nhiêu lần.
R
L
•
•X
•

A N B
R
C
•
•
X•
A
N B
GV: Lờ Vn Nguyờn Trng THPT Phan Bi Chõu Trang5
2. Dũng in xoay chiu ba pha, mỏy phỏt in xoay chiu ba pha:
Dũng in: Dũng in xoay chiu ba pha l h thng gm ba dũng in xoay chiu, c to ra bi ba sut in
ng xoay chiu cú cựng tn s, cựng biờn nhng lch pha nhau tng ụi mt mt gúc
2
3

.
Cỏc biu thc sut in ng:







=


=

= +


1 0
2 0
3 0
cos
2
cos( )
3
2
cos( )
3
e E t
e E t
e E t
Mc sao
0
0
3
d p
d p
I I
I
U U

=

=


=


Mc tam giỏc
3
d p
d p
I I
U U

=


=




3. Mỏy bin th, truyn ti in nng:
a. Mỏy bin th:
Bin i hiu in th
1 1
2 2
U N
k
U N
= =

Bin i dũng in
2 1
1 2
I N
k
I N
= =

b. Hao phớ khi truyn ti:
2
2 2
maứ
cos
P l
P R R
S
U


= =
4. Hiu sut:
t
r r
v c v
P
P U
H
P P U
= = =
Chỳ ý: Cỏc dng mch: RL ni tip, RC ni tip, RLC ni tip m cun dõy cú in tr trong v cụng

thc tng tr, nh lut Ohm, lch pha, h s cụng sut, liờn h gia cỏc hiu in th hiu dng,
Dạng 1 : Viết biểu thức c ờng độ dòng điện - điện áp
Bài 1: Một mạch điện gồm điện trở thuần R = 75 (W) mắc nối tiếp với một cuộn thuần cảm có độ tự cảm
5
( )
4
L H

=
và một tụ điện có điện dung
3
10
( )
5
C F


=
. Dòng điện xoay chiều trong mạch có biểu thức;
2sin100 ( )i t A

=
.
a) Tính cảm kháng, dung kháng, tổng trở của đoạn mạch.
b) Viết biểu thức điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở, giữa hai đầu cuộn cảm, giữa hai đầu tụ điện.
c) Tính độ lệch pha giữa điện áp và cờng độ dòng điện.
d) Viết biểu thức tức thời vủa điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.
Bài 2: Cho đoạn mạch nh hình vẽ. Biết
3
1 10

( ); ( )
10 4
L H C F


= =
và một bóng đèn ghi ( 40V 40W )
Đặt vào hai đầu A và N một điện áp xoay chiều
120 2 100 ( )
AN
u cos t V

=
. Các dụng cụ đo không làm ảnh hởng đến
mạch điện.
a) Tìm số chỉ của các dụng cụ đo.
b) Viết biểu thức cờng độ dòng điện qua mạch.
c) Viết biểu thức của điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AB.
A B
N
L
C
Đ
GV: Lờ Vn Nguyờn Trng THPT Phan Bi Chõu Trang6
Bài 3: Cho mạch điện xoay chiều nh hình vẽ. Biết
4
1 10
( ); 100( ); ( )
2
L H R C F

= = =
và biểu thức điện áp giữa
hai đầu đoạn mạch là
200 2 100 ( )
AB
u cos t V

=
. Viết biểu thức điện áp giữa hai đầu: điện trở, cuộng thuần cảm, tụ
điện.
Bài 4: Cho mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp
trong đó: R = 40 (

);
3
3 10
( ); ( )
10 7
L H C F


= =
.
Biểu thức điện áp
120 100 ( )
AF
u cos t V

=
. Cho tan37
0
= 0,75.
Lập biểu thức của:
a) Cờng độ dòng điện qua mạch.
b) Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.
Bài 5: Cho mạch điện xoay chiều nh hình vẽ. Biết R = 10

; cuộn dây có hệ số tự cảm
0,2
; 10L H r

= =
. Điện áp
giữa hai đầu đoạn mạch là
20 2 100 ( )u cos t V

=
. Viết biểu thức cờng độ dòng điện chạy trong mạch và điện áp ở
hai đầu cuộn dây.
Bài 6: Cho mạch điện xoay chiều nh hình vẽ. Biết tụ điện có điện dung
4
10
( )
1, 2
C F


=

nối tiếp với một biến trở R. Điều chỉnh R để
công suất ở hai đầu đoạn mạch 160W. Viết biểu thức cờng độ dòng điện qua mạch.
Bài 7: Một mạch điện xoay chiều gồm điện trở R, tụ điện C và cuộn dây thuần cảm L mắc nối tiếp. Hiệu
điện thế tức thời gian giữa hai đầu đoạn mạch là
200
.
2
u cos t

=
. Khi tần số dòng điện xoay chiều có giá trị
cực đại là 50 Hz thì cờng độ hiệu dụng của dòng điện có giá trị cực đại là 2,5 A. Khi tần số dòng điện xoay
chiều là 100Hz thì cờng độ hiệu dụng của dòng điện là 2 A.
a) Tìm R, L, C.
b) Viết biểu thức điện áp ở hai đầu các phần tử R, L, C
Bài 8: Cho mạch R,L,C, u = 240
2
cos(100t) V, R = 40, Z
C
= 60 , Z
L
= 20 .Viết biểu thức của dòng điện trong
mạch
A. i = 3
2
cos(100t) A B. i = 6cos(100t)A
C. i = 3
2
cos(100t + /4) A D. i = 6cos(100t + /4)A
Bài 9: Cho mạch điện R,L,C cho u = 240

2
cos(100t) V, R = 40 , Z
L
= 60 , Z
C
= 20, Viết biểu thức của cờng
độ dòng điện trong mạch
A. i = 3
2
cos(100t)A. B. i = 6cos(100t) A.
C. i = 3
2
cos(100t /4)A D. i = 6cos(100t - /4)A
Bài 10: Cho mạch R,L,C, R = 40, Z
L
= Z
C
= 40 , u = 240
2
cos(100t). Viết biểu thức i
A. i = 6
2
cos(100t )A B. i = 3
2
cos(100t)A
C. i = 6
2
cos(100t + /3)A D. 6
2
cos(100t + /2)A

Bài 11: Cho mạch R,L,C, u = 120
2
cos(100t)V. R = 40, L = 0,3/ H. C = 1/3000 F, xác định = ? để mạch có
cộng hởng, xác định biểu thức của i.
A. = 100, i = 3
2
cos(100t)A. B. = 100, i = 3
2
cos(100t + )A.
C. = 100, i = 3
2
cos(100t + /2)A. D. = 100, i = 3
2
cos(100t /2)A.
Bài 12: Cho mạch R,L,C, u = 120
2
cos(100t)V. R = 30 , Z
L
= 10
3
, Z
C
= 20
3
, xác định biểu thức i.
A B
R LC
A B
L
C

R
F
R
L, r
B
A
R C
BA