Chuyên đề Bài tập về Xác định các phần tử điện chứa trong hộp đen

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (864.69 KB, 7 trang )

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

1. Đề bài

Bài 1

Cho mạch điện như hình vẽ. Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch có biểu thức
là

u

MN



200 2 sin100



t

(V). Cường độ dòng điện i nhanh pha hơn điện áp
hai đầu đoạn mạch. X là hộp kín chứa cuộn thuần cảm hoặc tụ điện. R là biến

trở. Điều chỉnh R thấy công suất của mạch cực đại khi

I



2

A. Xác định phần tử điện trong X và giá trị
của nó.

Bài 2

Cho mạch điện như hình vẽ. Tụ điện C1 có điện dung thay đổi được.

Điện trở R1 = 100, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L1 = 0,318H. Hộp

kín X chứa hai trong ba phần tử điện (thuần Ro, thuần Lo, thuần Co). Đặt

vào hai đầu đoạn mạch AB điện áp xoay chiều có U = 200V, f = 50Hz.

- Khi C1 = 1,59.10-5F thì uMB nhanh pha hơn uAM một góc

5

12 





rad.

- Nếu điều chỉnh C1 để uAM trùng pha với dịng điện thì cơng suất tiêu thụ của mạch là P = 200W. Hãy xác

định các phần tử chứa trong hộp kín X và giá trị của chúng.

Bài 3

Cho đoạn mạch AB như hình vẽ. Mỗi hộp X và Y chỉ chứa hai
trong ba phần tử: điện trở thuần, cuộn dây thuần cảm và tụ điện
mắc nối tiếp. Các vôn kế V1, V2 và ampe kế đo được cả dòng xoay

chiều và một chiều, điện trở các vôn kế rất lớn, điện trở ampe kế
không đáng kể.

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

nhưng uAM và uMB lệch pha nhau

2 

. Hai hộp X và Y chứa những phần tử nào? Tính giá trị của chúng.

2. Hướng dẫn giải và giải

:

Bài 1:

Tóm tắt:

200 2 sin100

MN

u





t

(V)

i nhanh pha hơn u

X chứa tụ điện hoặc cuộn thuần cảm Pmax khi

I



2

X là gì? Tính giá trị của X.

Bài giải:

Cường độ dòng điện i nhanh pha hơn điện áp u hai đầu đoạn mạch nên X chứa tụ điện.

Công suất tiêu thụ của đoạn mạch:

2 2

.

C
C

U R

U

P

I R

Z

R

Z

R







Ta thấy, Pmax khi

C

Z

R















min. Theo bất đẳng thức Cô-si, ta có:

2 2 2

2 .

2

C C C

C

Z

R

Z

R





 



Dấu = xảy ra khi và chỉ khi R = ZC.

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

1

10 100 .100

C

Z







 



Bài 2:

Tóm tắt:

R1 = 100

L1 = 0,318H

X chứa hai trong ba phần tử điện (Ro, Lo, Co)

U = 200V

f = 50Hz

C1 = 1,59.10-5F 

5

12 





rad
AM = 0  P = 200W

X là gì? Giá trị của X = ?

Bài giải:

Ta có:

1 1

2 .

2 .50.0,318 100

L

Z





L





f L









1 5

1 1

1

200

2 .

2 .50.1,59.10

C

Z

C

f C











1 1

100

200 tan

1

100

4

L C

Z

R













  



 

rad

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

Vì

  



1



2



  

2

 

1

2

5

12

4

6   







 

rad

Vậy hộp kín X chứa Ro nối tiếp Lo.

Ta có:

tan

2

1

3

Lo Lo

o o

Z

R











R

o



Z

Lo

3

(1)

Điều chỉnh C1 để uAM đồng pha với dòng điện thì trên đoạn AM xảy ra cộng hưởng điện, nên ZL1 = ZC1 =

100.

Công suất của mạch:









2
2

1 o 2 1 o

U

P

I

R

Z

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

Từ (1) và (2) 

R

o



50 3



và

Z

Lo

 

50 0,159

2 .50

Lo
o

Z

L









Vậy hộp kín X chứa

R

o



50 3



nối tiếp cuộn thuần cảm

L

o



0,159

H.
Bài 3:

Tóm tắt:

Mắc A, M vào nguồn một chiều: I1 = 2A, U1 = 60V.

Mắc A, B vào nguồn xoay chiều: f = 50Hz, I2 = 1A,

'
1

U

= U2 = 60V.

uAM vuông pha uMB

X, Y là gì? Giá trị của X = ?, Y = ?

Bài giải:

Khi mắc hai đầu hộp X với nguồn điện một chiều, ampe kế chỉ 2A  trong mạch có dịng điện có cường độ
I1 = 2A, chứng tỏ trong hộp kín X khơng có tụ điện. Vậy hộp kín X chứa điện trở R nối tiếp cuộn cảm L.

Khi đó ta có: 1

60

30

2

AM

U

Z

R

I

 



 

(vì ZL = 0).

Khi mắc A và B vào nguồn điện xoay chiều, ta có:

1
2

60

1

AM

U

Z

I



 

Vì

Z

AM



R



Z

L2



R



Z

L2



60 

Z

L



60 

30 

30 3



30 3

0,165

2 2 .50

L

Z

L

f



</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

Ta có:

tan

30 3

3

30

3

L

AM AM

Z

R













rad

Ta có hình vẽ như ở bên dưới. Theo hình, uMB trễ pha so với dòng điện nên  hộp kín Y chứa điện trở R’ nối

tiếp tụ điện C.

Đối với đoạn mạch MB: 2
2

60

1

MB

U

Z

I



 

Mà

Z

MB



R

' 2



Z

C2

 

60 

R



Z

C2



60

2 (1)
Vì uAM vng pha uMB nên ta có:

tan



AM

.tan



MB

 

1 Z

L

.

Z

'C

1 R













 





.

1

L C

Z

R R





30 3

.

'

1

30

C

Z

R







R



Z

C

3

(2)
Giải (1) và (2)  '

30 3

R





;

Z

C

 

30

1 1,06.10

2 .

C

2 .50.30

C

f Z





 



(F).

Vậy hộp X chứa

R

 

30

nối tiếp

L



0,165

hộp Y chứa

R



30 3



nối tiếp

C



1,06.10

4F.

MB

U

AM

U

AM



MB



O

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thơng minh, nội

dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm,

giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên

danh tiếng.

I.

Luyện Thi Online

- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng xây dựng

các khóa luyện thi THPTQG các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học.

- Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn: Ơn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các trường

PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên khác cùng

TS.Trần Nam Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn.

II.

Khoá Học Nâng Cao và HSG

- Tốn Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Toán Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho các em HS THCS lớp 6,
7, 8, 9 u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt điểm tốt ở các kỳ
thi HSG.

- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng 5 phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành cho

học sinh các khối lớp 10, 11, 12. Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS. Lê Bá Khánh Trình, TS. Trần Nam

Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn cùng đôi HLV đạt thành
tích cao HSG Quốc Gia.

III.

Kênh học tập miễn phí

- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn
học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo
phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất.

- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi miễn phí
từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các mơn Tốn- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh.

Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai

Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%

Học Toán Online cùng Chuyên Gia

</div>

Chuyên đề Bài tập về Xác định các phần tử điện chứa trong hộp đen

<b>1. Đề bài </b>

<i>u</i>



200 2 sin100



<i>t</i>

<i>I</i>



2

5

12







2



<b>2. Hướng dẫn giải và giải</b>

:

200 2 sin100

<i>u</i>





<i>t</i>

<i>I</i>



2

.

<i>U R</i>

<i>U</i>

<i>P</i>

<i>I R</i>

<i>Z</i>

<i>R</i>

<i>Z</i>

<i>R</i>

<i>R</i>









<sub></sub>

<i>Z</i>

<i>R</i>

<i>R</i>















2

.

2

<i>Z</i>

<i>Z</i>

<i>Z</i>

<i>R</i>

<i>R</i>

<i>R</i>

<i>Z</i>

<i>R</i>

<i>R</i>

<i>R</i>





 



1

1

10

100 .100

<i>C</i>

<i>Z</i>







 

