Tài liệu ĐÁP ÁN ĐỀ MẠCH ĐIỆN - LỚP ĐCN.2 pdf

1
ĐÁP ÁN ĐỀ MẠCH ĐIỆN. LỚP ĐCN.2
I. Lý thuyết:
Câu 1: (2đ)
1. Định nghĩa dòng điện:
- Giả sử đặt vật dẫn trong điện trường, dưới tác dụng của điện trường các điện tích dương
sẽ di chuyển từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp hơn, còn các điện tích âm di
chuyển ngược lại, tạo thành dòng điện.
- Vậy dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các điện tích dưới tác dụng của lực
điện trường.
- Chiều dòng điện là chiều chuyển dời có hướng của các điện tích dương.
2. Cường độ dòng điện:
- Cường độ dòng điện đặc trưng cho độ lớn của dòng điện, là lượng điện tích qua tiết diện
thẳng của vật dẫn trong một đơn vị thời gian.
I = dQ/ dt
+ Nếu I = const thì I gọi là dòng điện ko đổi.
+ Nếu I = const thì I gọi là dòng điện biến thiên.
Với I ko đổi ta viết: I = Q/t
Trong đó:
Q – là lượng điện tích qua tiết diện dây dẫn trong thời gian t (culomb – c)
t – đơn vị thời gian (s)
I – là cường độ dòng điện (A)
Ampe là cường độ dòng diện cứ mỗi giây có 1 culomb qua tiết diện dây dẫn:
1A = 1C / 1s.
Câu 2: (2đ)
- Có 3 loại công suất: cs tác dụng, cs phản kháng, cs biểu kiến
- CS tác dụng: là cs trung bình trong 1 chu kỳ, bằng thành phần ko đổi của cs tức thời.
P = UIcosϕ = U
R
I = I
2

R = 0
- CSPK: cs tức thời có phần dương, phần âm, nghĩa là nhánh có trao đổi năng lượng giữa
nguồn với từ trường của cuộn cảm L và điện trường của tụ C.
Q = I
2
X = I
2
X
L
– I
2
X
C
= Q
L
- Q
C
- CSBK: đặc trưng cho khả năng chứa công suất của thiết bị:
S = UI = I
2
Z (VA)
- Từ tam giác tổng trở, nếu ta nhan mỗi cạnh tam giác với bình phương trị hiệu dụng dòng
điện ta được 1 tam giác đồng dạng có 3 cạnh là 3 loại công suất gọi là tam giác cong suất.
Q = I
2
X
2
II. Bài tập
Bài 1: (4đ)
E1 = 120V

R1 = R5 = 1Ω R2 = 9Ω R3 = 2Ω
E2 = 110V
R4 = 4Ω
a/ tính pp mạch vòng b/ tính I pp nút
a/ Giải bằng pp mạch vòng:
Mạch điện có n = 4 nút và m = 6 nhánh; Giả sử dòng điện đi vào mỗi nhánh có chiều như hình
vẽ.
Xác định m – n +1 = 3 mạch vòng độc lập trên đó chọn chiều dòng điện ở mỗi vòng như hình vẽ.
Áp dụng định luật K
2
cho mỗi vòng ta có
E
1
= R
1
.I
v1
+ R
2
.I
v1
- R
2
.I
v2

0 = - R
2
.I
V1

+ R
2
.I
V2
+ R
3
.I
V2
+ R
4
.I
V2
– R
4
.I
V3
- E
2
= -R
4
.I
V2
+ R
4
.I
V3
+ R
5
.I
V3

Giải hệ phương trình trên ta sẽ có các dòng điện vòng:
E
1
= (R
1
+ R
2
).I
v1
- R
2
.I
v2

0 = -R
2
.I
V1
+ (R
2
+ R
3
+ R
4
).I
V2
– R
4
.I
V3

- E
2
= -R
4
.I
V2
+ (R
4
+ R
5
).I
V3
120 = (1+9). I
v1
– 9.I
v2
 0 = - 9.I
v1
+ (9 + 2 + 4).I
v2
– 4.I
v3
110 = - 4.I
v2
+ (4 + 1).I
v3
I
v2
= (-120 + 10.I
v1

)/9 = - 13,33 + 1,11.I
V1
 0 = - 9.I
v1
+ 15.I
v2
– 4.I
v3
110 = - 4.I
v2
+ 5.I
v3
= 53,33 – 4,44.I
V1
+ 5.I
v3

I
v2
= - 13,33 + 1,11.I
V1
 0 = - 9.I
v1
+ 15.I
v2
– 4.I
v3
110 = 53,33 – 4,44.I
V1
+ 5.I

v3

3
I
v2
= - 13,33 + 1,11.I
V1
 0 = - 9.I
v1
+ 15.I
v2
– 4.I
v3
I
v3
= 11,33 + 0,89.I
V1

 0 = 9.I
v1
+ 15.(- 13,33 + 1,11.I
V1
) – 4.(11,33 + 0,89.I
V1
)
 0 = 9.I
v1
+ 200 + 16,67.I
V1
– 45,33 + 3,56.I

V1
 I
V1
= 154,67/ 29,22 = 5,29
=> I
v2
= - 13,33 + 1,11.5,29 = - 7,45 (A)
=> I
v3
= 11,33 + 0,89.5,29 = 16,04 (A)
Tính dòng điện các nhánh theo các dòng điện vòng
I
1
= I
V1
= 5,29 (A)
I
3
= I
V2
= -7,45 (A)
I
5
= I
V3
= 16,04 (A)
Nút A: I
2
= I
1

– I
3
= 5,29 + 7,45 = 12,75 (A)
Nút B: I
4
= I
3
– I
5
= - 7,45 – 16,04 = - 23,49 (A)
b/ Giải bằng pp điện thế nút:
Bài giải:
Mạch điện có 3 nút A,B,C (C trùng D) tương ứng với các điện thế điểm nút là
Ψ
A
, Ψ
B,
Ψ
C
Giả sử Ψ
C
= 0, có 2 ẩn là Ψ
A
và Ψ
B
Điện dẫn riêng của các nút:
g
AA
= g
1

+ g
2
+ g
3
= 1/
1
+ 1/9 +1/2 = (18

+ 2 +9)/18 = 29/18 = 1.61 (S)
g
BB
= g
3
+ g
4
+ g
5
= ½ +1/
4
+1/
1
= (2 +1 + 4)/ 4 = 7/4 = 1.75 (S)
g
AB
= g
3
= ½ = 0.5 (S)
Nguồn dòng đến các nút A & B:
ΣEg
A

= E
1
g
1
= 120 (A)
ΣEg
B
= E
2
g
5
= 110 (A)
Lập hệ phương trình:
g
AA.
V
A
- g
AB
. V
B
= ΣEg
A

g
BB.
V
B
- g
AB

. V
A
= ΣEg
B

4
1.61V
A
– 0.5V
B
= 120
(3.22) - 0.5V
A
+1.75V
B
= 110
1.61V
A
– 0.5V
B
= 120
-1.61V
A
+ 5.635V
B
= 354.2
 V
B
= 474.2/5.135 = 92.35 (V)
=> V

A
= (120 + 0,5. 92,35)/1,61 = 166,17/1,61 = 103.21 (V)
Dòng điện trong các nhánh:
I
1
= (E
1
– V
A
)/ R
1
= (120 – 103.21)/1 = 16,79 (A)
I
2
= V
A
/ R
2
= 103.21/ 9 = 11.467 (A)

I
3
= (V
B
– V
A
)/ R
3
= (92.35 – 103.21)/2 = - 5.43 (A)
I

4
= V
B
/ R
4
= 92.35/ 4 = 23.09 (A)
I
5
= (E
2
– V
B
)/R
5
= (110 – 92.35)/1 = 17.65 (A)
Dòng điện tổng:
Bài 2: (2đ)
Cho mạch điện có các thông số sau: R = 10 Ω , X
L
= 16 Ω , X
C
= 11 Ω mắc nối
tiếp nhau. Biết điện áp nguồn u = 200√2 sin (100πt + 75
0
), V. Tính dòng điện
i(t) chạy trong mạch?
Giải:
Tổng trở phức của mạch:
Z = R + j(X
L

- X
C
) = 10 + j(16 - 11) = 10 + j5 = 11,18 ∠26,56
0

Điện áp phức của nguồn: U = 200∠75
0
Áp dụng định luật ohm: I = U/ Z = 200∠75
0

/ 11,18 ∠26,56
0
= 17,88 ∠23,44
0
Trị hiệu dụng và góc pha đầu của dòng điện là: I = 17.88 (A); ϕ = ∠23,44
0
Trị số tức thời của dòng điện là: i = 17.88√2 sin (100πt + 23,44
0
), A