ĐIỆN XOAY CHIỀU
I. Dòng điện xoay chiều
Dòng điện không đổi có chiều và cường độ không đổi, dòng điện một chiều có chiều không
đổi nhưng cường độ dòng điện có thể thay đổi. Tác dụng nổi bật của dòng điện là tác dụng từ và tác
dụng sinh lý.
1. Định nghĩa: Dòng điện xoay chiều có bản chất là dòng dao động cưỡng bức của các hạt mang
điện dưới tác dụng của điện trường biến thiên tạo bởi suất điện động xoay chiều, dòng điện xoay
chiều có chiều luôn thay đổi và có cường độ biến thiên tuần hoàn theo quy luật hàm cos hoặc hàm
sin với thời gian i = I
o
cos(2πf.t + φ
i
) hoặc i = I
o
sin(2πf.t + φ
i
).
2. Tính chất một số linh kiện
a. Điện trở R:
Điện trở R có tác dụng cản trở dòng điện theo định luật ôm
Tiêu hao điện năng do tỏa nhiệt với công suất là P = I².R.
b. Tụ điện C: Không cho dòng điện không đổi đi qua. Cho dòng điện xoay chiều “đi qua” nhưng cản
trở dòng xoay chiều, đại lượng đặc trưng cho mức cản trở của tụ C với dòng xoay chiều gọi là dung
kháng Z
C
=
1
Cω
.
Dòng điện có tần số càng nhỏ càng bị tụ C cản trở nhiều và ngược lại. Tụ C cản trở dòng
xoay chiều nhưng không tiêu hao điện năng.
= = = = = =
+ −
3. Tính độ lệch pha giữa hiệu điện thế u so với cường độ dòng điện i là φ:
tan φ =
L C L C
R
U U Z Z
U R
− −
=
(–π/2 ≤ φ ≤ π/2)
4. Tính chất mạch điện:
Mạch có tính cảm kháng Z
L
> Z
C
thì u nhanh pha hơn i. Mạch có tính dung kháng Z
L
< Z
C
thì
u chậm pha hơn i. Khi Z
L
= Z
C
hay LCω² = 1 thì u cùng pha với i. Lúc đó I
max
= U/R gọi là hiện
tượng cộng hưởng điện.
Mạch chỉ có điện trở thì i và u luôn cùng pha; mạch chỉ có tụ điện thì u chậm pha hơn i góc
0R
cos(ω.t + φ
i
).
Nếu biết biểu thức i = I
0
cos(ω.t + φ
i
) suy ra u = U
0
cos(ω.t + φ
i
+ φ). Nếu biết biểu thức u =
U
0
cos(ω.t + φ
u
) thì i = I
0
cos(ω.t + φ
u
– φ).
Trong đó: φ là độ lệch pha của u so với i tính theo biểu thức tan φ ở trên.
b. Một số quan hệ cố định trong mạch RLC nối tiếp
i = i
R
= i
L
= i
C
TRẮC NGHIỆM
Câu 1. Phát biểu nào sau đây sai khi nói về dòng điện xoay chiều?
A. Dòng điện xoay chiều có trị số biến thiên theo thời gian theo quy luật của hàm sin hoặc
cosin.
B. Dòng điện xoay chiều có chiều luân phiên thay đổi.
C. Dòng điện xoay chiều thực chất là một dao động điện cưỡng bức.
D. Dòng điện xoay chiều có trị số biến thiên nên giá trị hiệu dụng cũng biến thiên.
Câu 2. Bản chất của dòng điện xoay chiều trong dây kim loại là
A. dòng chuyển dời có hướng của các eléctron tự do trong dây kim loại dưới tác dụng của
điện trường đều.
B. dòng dao động cưỡng bức của các eléctron tự do trong dây kim loại dưới tác dụng của
điện trường được tạo nên bởi một hiệu điện thế xoay chiều.
C. sự lan truyền điện trường trong dây kim loại khi giữa hai đầu dây dẫn có một hiệu điện thế
xoay chiều.
D. sự lan truyền điện từ trường biến thiên trong dây kim loại.
Câu 3. Điều nào sau đây là đúng khi nói về dung kháng của tụ điện
A. Tỉ lệ nghịch với tần số của dòng điện xoay chiều qua nó.
B. Tỉ lệ thuận với hiệu điện thế hai đầu tụ.
C. Tỉ lệ nghịch với cường độ dòng điện xoay chiều qua nó.
D. Có giá trị như nhau đối với cả dòng xoay chiều và dòng điện không đổi.
Câu 4. Điều nào sau đây là đúng khi nói về cảm kháng của cuộn dây:
A. Tỉ lệ nghịch với tần số dòng điện xoay chiều qua nó.
B. Tỉ lệ thuận với hiệu điện thế xoay chiều áp vào nó.
C. Tỉ lệ thuận với tần số của dòng điện qua nó.
D. Có giá trị như nhau đối với cả dòng xoay chiều và dòng điện không đổi.
Câu 5. Đối với dòng điện xoay chiều, cuộn cảm có tác dụng:
A. Cản trở dòng điện, dòng điện có tần số càng nhỏ càng bị cản trở nhiều.
B. Cản trở dòng điện, dòng điện có tần số càng lớn càng ít bị cản trở.
C. Ngăn cản hoàn toàn dòng điện.
D. Cản trở dòng điện, dòng điện có tần số càng lớn càng bị cản trở nhiều.
2
cos 100πt (A) thì trong 1s dòng điện đổi
chiều
A. 100 lần B. 50 lần C. 25 lần D. 2 lần
Câu 13. Một dòng điện xoay chiều có cường độ hiệu dụng là 2 A thì cường độ dòng diện có giá trị
cực đại bằng:
A. 1,0 A B. 2,0 A C. 2,8 A D. 0,5 A
Câu 14. Một dòng điện xoay chiều có cường độ i = 2
2
cos(100πt + π/2) (A) có
A. cường độ hiệu dụng là 2A. B. Tần số dòng điện là 50Hz.
C. pha nhanh hơn pha của u góc π/2. D. Pha ban đầu là π/2.
Câu 15. Một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L, mắc vào một mạng điện xoay chiều với tần số
50Hz. Nếu đặt ở hai đầu cuộn dây nói trên một hiệu điện thế xoay chiều tần số 100Hz thì dòng điện
đi qua cuộn dây thay đổi như thế nào?
A. Dòng điện tăng 2 lần B. Dòng điện tăng 4 lần
C. Dòng điện giảm 2 lần D. Dòng điện giảm 2
2
lần
Câu 16. Mạch RLC nối tiếp có hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu mạch là U
AB
= 100
2
V. Hiệu
điện thế hiệu dụng giữa hai đầu điện trở là U
R
= 100V. Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu cuộn
cảm và tụ liên hệ với nhau theo biểu thức U
L
= 2U
Câu 20. Đặt vào hai đầu điện trở R = 50 Ω một hiệu điện thế xoay chiều có biểu thức: u = 100
2
cos 100πt (V). Cường độ dòng điện hiệu dụng là
A. I = 2
2
A B. I = 2 A C. I = 2A D. 4A
Câu 21. Một cuộn dây có độ tự cảm L, điện trở thuần không đáng kể mắc vào mạng điện có tần số f
= 60Hz. Phải thay đổi tần số của hiệu điện thế đến giá trị nào sau đây để dòng điện tăng gấp đôi với
hiệu thế hiệu dụng không đổi?
A. Tăng 4 lần, tức f’ = 240Hz B. Giảm 4 lần, tức f’ = 15Hz
C. Tăng 2 lần, tức f’ = 120Hz D. Giảm 2 lần, tức f’ = 30Hz
Câu 22. Ở hai đầu một tụ điện có một hiệu điện thế xoay chiều U, f = 50Hz. Dòng điện đi qua tụ
điện có cường độ bằng I. Muốn cho dòng điện đi qua tụ điện có cường độ bằng 0,5I phải thay đổi
tần số dòng điện đến giá trị là
A. 100Hz B. 50Hz C. 25Hz D. 200Hz
Câu 23. Giữa hai đầu đoạn mạch chỉ có cuộn thuần cảm được duy trì một hiệu điện thế: u =
U
0
cos(ωt + π). Vậy dòng điện trong mạch có pha ban đầu là
A. φ = 0. B. φ = π/2. C. φ = 3π/2. D. φ = π.
Câu 24. Mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ C và cuộn cảm L thì
A. i luôn lệch pha với u một góc π/2. B. i và u luôn ngược pha.
C. i luôn sớm pha hơn u góc π/2. D. u và i luôn lệch pha góc π/4.
Câu 25. Với mạch điện xoay chiều chỉ chứa điện trở R và cuộn cảm L thì:
A. i luôn sớm pha hơn u. B. i và u luôn ngược pha.
C. i luôn chậm pha hơn u D. u và i luôn lệch pha góc π/4.
Câu 26. Trong mạch điện xoay chiều gồm R, L và C nối tiếp, cho biết R = 100Ω và cường độ chậm
pha hơn hiệu điện thế góc π/4. Có thể kết luận là
A. Z
L
+
B.
2 2
0
0
ωL
Z (R R) (ωL) , tan φ
R R
= + + =
+
C.
2 2
0
0
2.ωL
Z R R (ωL) , tan φ
R R
= + + =
+
D.
2 2 2
o
2 2
0
Rω L
Z (R R) (ωL) , tan φ
R
+
= + + =
Câu 28. Trong mạch điện RLC nếu tần số f và hiệu điện thế U của dòng điện không đổi thì khi R
của nó một góc π/4 thì chứng tỏ cuộn dây có
A. điện trở bằng không. B. cảm kháng lớn hơn điện trở trong.
C. cảm kháng bằng với điện trở trong. D. cảm kháng nhỏ hơn điện trở trong.
Câu 31. Một đoạn mạch gồm một điện trở thuần R nối tiếp với một cuộn dây có điện trở hoạt động
R
0
và hệ số tự cảm L được mắc vào hiệu điện thế xoay chiều u = U
0
cosωt. Kết luận nào sau đây là
đúng.
A. Hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn dây sớm pha hơn dòng điện trong mạch một góc nhọn.
B. Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R cùng pha với dòng điện trong mạch.
C. Hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn dây nhanh pha hơn hiệu điện thế hai đầu điện trở.
D. Cả A, B, C đều đúng.
Câu 32. Dùng vôn kế khung quay để đo điện áp xoay chiều thì vôn kế đo được
A. không đo được B. giá trị tức thời C. giá trị cực đại D. giá trị hiệu dụng
Câu 33. Cho dòng điện xoay chiều đi qua đoạn mạch RLC nối tiếp. hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch
U thỏa mãn
A. U ≥ U
R
. B. U ≥ U
L
. C. U < U
R
. D. U ≥ U
C
.
Câu 34. Một đoạn mạch gồm cuộn dây chỉ có độ tự cảm L = 1/π H và điện trở thuần R = 100 Ω mắc
nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một nguồn điện không đổi có hiệu điện thế U = 50
2
AB
= 200
2
cos 100πt (V). Cường độ hiệu
dụng dòng điện qua mạch là
A. 4,0 A B. 4
2
A C. 2
2
A D. 8,0 A
Câu 38. Một đoạn mạch điện xoay chiều A, B gồm hai cuộn dây mắc nối tiếp, cuộn thứ nhất có điện
trở thuần R
1
= 10Ω và độ tự cảm L
1
= 0,0636H, cuộn thứ hai có điện trở thuần R
2
= 20Ω và độ tự
cảm L
2
có thể thay đổi được. Phải thay đổi L
2
như thế nào để độ lệch pha của u và i là φ = π/4? Cho
tần số dòng điện là f = 50Hz.
A. 0,1/π H B. 0,1π H C. 0,01π H D. 1,0 H
Câu 39. Một điện trở thuần R = 200 Ω và một tụ điện có điện dung C = 0,5.10
–4
/π F mắc nối tiếp
vào mạng điện xoay chiều có giá trị điện áp hiệu dụng 200
2
2
+ =
B.
2 2
2 2
0 0
u i
0
U I
− =
C.
0 0
u i
2
U I
+ =
D.
2 2
2 2
0 0
u i
1
U I
+ =
Câu 43. Đặt điện áp u = U
o
cos ωt vào hai đầu một tụ điện thì cường độ dòng điện qua nó có giá trị
hiệu dụng là I. Tại thời điểm t, điện áp ở hai đầu tụ điện là u và cường độ dòng điện qua nó là i. Hệ
thức liên hệ giữa các đại lượng là
A.
2
V và đang
giảm. Sau thời điểm đó 1/300s nữa, điện áp này có giá trị là
A. –100V. B. 173 V C. 141 V D. 200 V
Câu 45. Giữa hai bản tụ điện có điện áp xoay chiều 220V, 60Hz. Dòng điện qua tụ điện có cường độ
0,5A. Để dòng điện qua tụ điện có cường độ bằng 8A thì tần số của dòng điện là
A. 15Hz. B. 240Hz. C. 480Hz. D. 960Hz.
Câu 46. Hiệu điện thế giữa hai đầu một đoạn mạch xoay chiều chỉ có cuộn thuần cảm có độ tự cảm
L = 0,318 H có biểu thức: u = 200cos(100πt + π/3) (V). Biểu thức của cường độ dòng điện trong
mạch là
A. i = 2,0cos(100πt + π/2) A B. i = 2,0cos(100πt + 5π/6) A
C. i = 2,0cos(100πt – π/2) A D. i = 2,0cos(100πt – π/6) A
Câu 47. Dòng điện xoay chiều có dạng: i = 2cos (100πt – π/4) (A) chạy qua một cuộn dây thuần
cảm có cảm kháng là 100 Ω thì hiệu điện thế hai đầu cuộn dây có dạng:
A. u = 200cos(100πt – π/4) V B. u = 200cos(100πt + π/4) V
C. u = 200cos(100πt – 3π/4) V D. u = 200cos(100πt + π/2) V
Câu 48. Một mạch điện xoay chiều gồm một điện trở R = 100
3
Ω, tụ có điện dung C = 31,8 μF
mắc nối tiếp. Hiệu điện thế giữa hai đầu mạch là u = 200cos(100πt + π/6)V. Biểu thức dòng điện
qua mạch khi đó là
A. i = 2cos(100πt + π/6) (A) B. i = 2cos(100πt + π/3) (A)
C. i = 2cos(100πt) (A) D. i = cos(100πt) (A)
Câu 49. Một đoạn mạch gồm cuộn dây chỉ có độ tự cảm L = 1/π H và điện trở thuần R = 100 Ω mắc
nối tiếp. Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế xoay chiều u = 200
2
cos 100πt V. Biểu
thức nào sau đây là đúng với biểu thức dòng điện trong mạch?
A. i = 2cos(100πt + π/4) (A) B. i = 4cos(100πt + π/2) (A)
C. i = 4cos(100πt – π/2) (A) D. i = 2cos(100πt – π/4) (A)
giữa A và C trên mạch với u
AB
= cos 100πt V và u
BC
=
3
cos(100πt – π/2) V. Biểu thức hiệu điện
thế tức thời hai đầu đoạn mạch AC là
A. u
AC
= cos(100πt) V B. u
AC
= cos(100πt + π/3) V
C. u
AC
= 2cos(100πt + π/3) V D. u
AC
= 2cos(100πt – π/3) V
Câu 54. Một đèn nêon được đặt dưới hiệu điện thế xoay chiều có dạng u = 100 sin100πt (V). Đèn sẽ
tắt nếu hiệu điện thế tức thời đặt vào đèn có giá trị nhỏ hơn hoặc bằng 50V. Khoảng thời gian đèn
tắt trong mỗi nửa chu kỳ của dòng điện xoay chiều là
A. 1/100 s B. 1/200 s C. 1/75 s D. 1/150 s
Câu 55. Một đèn ống mắc vào mạng điện xoay chiều 100V – 50Hz. Đèn sáng khi hiệu điện thế tức
thời giữa hai đầu đèn u ≥ 50
2
V. Tỉ lệ thời gian đèn sáng và thời gian đèn tắt trong mỗi chu kì là
A. 2 lần B. 0,5 lần C. 1 lần D. 4 lần
Câu 56. Cho mạch điện gồm R, cuộn dây không thuần cảm (r, L), và tụ điện C nối tiếp. Biết R = 80
Ω; r = 20 Ω; L = 2/π (H). Tụ C có điện dung biến đổi được. Hiệu điện thế: u = 200 cos (100πt) (V).
Điện dung C nhận giá trị nào sau đây thì cường độ dòng điện chậm pha hơn u
2
giữa hai đầu cuộn dây chỉ 50
2
V. Tìm giá trị
điện trở R, R
o
và độ tự cảm L.
A. R = R
o
= 50Ω và L = 0,2 H
B. R = R
o
= 100Ω và L = 1/π H
C. R = R
o
= 50Ω và L = 0,5/π H
D. R = R
o
= 50Ω và L = 1/π H
Câu 59. Đặt một hiệu điện thế xoay chiều vào hai đầu một cuộn dây chỉ có độ tự cảm L = 0,25/π (H)
thì cường độ dòng điện qua cuộn dây có biểu thức: i = 2cos(100πt + π/6) (A). Nếu đặt hiệu điện thế
xoay chiều nói trên vào hai bản tụ của tụ điện có điện dung C = 31,8 μF thì biểu thức của cường độ
tức thời là
A. i = 0,5cos(100πt + π/6) A B. i = 0,5cos(100πt – π/2) A
C. i = 0,5cos(100πt – 5π/6) A D. i = sin(100πt – π/3) A
Câu 60. Đặt điện áp xoay chiều vào vào hai đầu một cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 0,5/π (H) thì
cường độ dòng điện qua cuộn cảm có biểu thức i = I
o
cos(100πt – π/6) (V). Tại thời điểm cường độ
tức thời của dòng điện qua cuộn cảm có giá trị 1,5A thì điện áp tức thời hai đầu cuộn cảm là 100V.
A. 53,1 V. B. 13,3 V. C. 40V. D. 28,3 V
Câu 64. Cho đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Biết hiệu điện
thế hiệu dụng lần lượt là U
R
= 120V; U
L
= 50 V; U
C
= 100V. Nếu mắc thêm một tụ có điện dung
bằng giá trị và song song với tụ nói trên thì hiệu điện thế trên điện trở sẽ bằng
A. 120 V B. 130 V C. 140 V D. 150 V
Câu 65. Lần lượt mắc điện trở R, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C vào
điện áp xoay chiều u = U
0
cosωt thì cường độ hiệu dụng có giá trị lần lượt là 4A, 6A, 2A. Nếu mắc
nối tiếp các phần tử trên rồi mắc vào điện áp này thì cường độ hiệu dụng của dòng điện qua mạch là
A. 3,0 A. B. 2,0 A. C. 4,0 A. D. 2,4 A.
Câu 66. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở, hai đầu cuộn cảm thuần và hai đầu tụ điện lần lượt là
30
2
V, 60
2
V và 90
2
V. Khi điện áp tức thời ở hai đầu điện trở là 30V thì điện áp tức thời ở
hai đầu mạch là
A. 42,43V B. 81,96V C. 60V D. 90V
CÔNG SUẤT – CỘNG HƯỞNG
1. Công suất của dòng điện xoay chiều:
2
4. Nhiệt lượng tỏa ra trên mạch: Q = P.t = RI²t
Số chỉ của công tơ điện cho ta biết điện năng đã sử dụng chứ không phải công suất sử dụng.
Số chỉ của công tơ là số kWh đã sử dụng, 1 kWh = 3,6 MJ.
Khi mắc thiết bị tỏa nhiệt vao điện áp hiệu dụng U thì công suất tỏa nhiệt là P = U²/R.
5. Cộng hưởng: là hiện tượng tần số điện áp ngoài bằng tần số riêng của mạch: f = f
o
.
1
ω
LC
=
hay Z
L
= Z
C
; hoặc U
L
= U
C
hoặc LCω² = 1 và khi đó Z = R; I = U/R
* φ = 0 hiệu điện thế u hai đầu mạch cùng pha với cường độ dòng điện i.
* cosφ = 1: hệ số công suất cực đại. P = UI = U²/R
6. Một số bài toán
* Đoạn mạch RLC mắc nối tiếp với cuộn dây có điện trở trong r, có các biểu thức hiệu điện thế và
dòng điện là u = U
o
cos(ωt + φ
u
); i = I
o
+ P
Y
= U
X
Icos(φ
X
– φ
i
) + U
Y
Icos(φ
Y
– φ
i
) = I²R
* Mạch RLC mắc nối tiếp, cuộn dây có điện trở trong r và điện trở thuần R có thể thay đổi được.
Nếu với hai giá trị của biến trở R
1
và R
2
mà công suất P có cùng giá trị P
1
= P
2
và độ lệch pha u, i
trong hai trường hợp lần lượt là φ
1
, φ
2
thì ta luôn có
2 2
L C
1 2
U U
2 Z Z
2 (R r)(R r)
=
−
+ +
Giá trị R để công suất trên R cực đại là R
3
=
2 2 2
L C 1 2
r (Z Z ) r (R r)(R r)+ − = + + +
* Mạch RLC nối tiếp có f, R, C không đổi, L thay đổi thì công suất cực đại khi Z
L
= Z
C
. Hiệu thế
hiệu dụng trên R hoặc C khi đó cũng cực đại.
Để U
L
cực đại khi L thay đổi thì
2 2
C
L
C
R Z
Z
Z
+
=
và
2 2
L
Cmax
U R Z
U
R
+
=
Nếu mạch có thêm điện trở r của cuộn dây thì thay R thành R + r trong các công thức.
* Mạch RLC có C thay đổi. Nếu với 2 giá trị của C là C
1
và C
2
mà công suất P
1
= P
2
hay I
1
= I
2
thì
để xảy ra hiện tượng cộng hưởng ta phải có C =
1 2
1 2
2C C
= Z
C
=
L1 L2
Z Z
2
+
* Mạch RLC có ω thay đổi. Với ω = ω
1
hoặc ω = ω
2
mà (I; P; U
R
; cosφ) có cùng giá trị. Khi đó để
có cộng hưởng thì
1 2
ω ω ω=
* Mạch RLC mắc nối tiếp trong đó {L hoặc C hoặc f hoặc R} có thể thay đổi được. Đặt vào hai đầu
đoạn mạch một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi là U. Để U
R
không phụ thuộc vào
biến trở R thì mạch xảy ra cộng hưởng.
Để U
LR
không phụ thuộc vào biến trở R thì:
L C
LR
Z 2Z
U U
=
B. P =
1 2
1 2
P P
P P+
C. P =
1 2
P .P
D. P = P
1
+ P
2
.
Câu 5. Hệ số công suất của các thiết bị điện dùng điện xoay chiều
A. Cần có trị số nhỏ để tiêu thụ ít điện năng.
B. Cần có trị số lớn để tiêu thụ hết điện năng.
C. Không ảnh hưởng gì đến sự tiêu hao điện năng.
D. Cần có trị số lớn để tăng hiệu suất sử dụng.
Câu 6. Mạch điện gồm một điện trở thuần và một cuộn thuần cảm mắc nối tiếp và được nối với một
hiệu diện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng ổn định. Nếu tần số của dòng điện tăng dần từ 0 đến vô
cùng lớn thì công suất mạch sẽ
A. tăng. B. không thay đổi. B. giảm. D. tăng rồi giảm.
Câu 7. Trong mạch điện RLC nếu hiệu điện thế hiệu dụng U của mạch không đổi và khi ta tăng tần
số từ 0 Hz đến vô cùng lớn thì cường độ hiệu dụng sẽ
A. Tăng từ 0 đến vô cùng lớn.
B. Giảm từ vô cùng lớn đến 0.
C. Tăng từ 0 đến một giá trị lớn nhất I
max
rồi lại giảm về 0.
D. Tăng từ một giá trị dương đến khi lớn nhất rồi lại giảm về giá trị đó.
= Z
C
, điện áp hai đầu mạch có
giá trị là U, công suất tiêu thụ của mạch là P = RI². Kết luận nào sau đây là đúng?
A. P tỉ lệ với U. B. P tỉ lệ với R. C. P tỉ lệ với I. D. P tỉ lệ với U².
Câu 11. Một đoạn mạch xoay chiều R, L, C. Điện dung C thay đổi được và mạch đang có tính cảm
kháng. Cách nào sau đây không thể làm công suất mạch tăng đến cực đại?
A. điểu chỉnh để giảm dần điện dung của tụ điện C.
B. thay cuộn cảm L bằng cuộn cảm L’ < L thích hợp.
C. mắc nối tiếp với C tụ C’ có điện dung thích hợp.
D. mắc song song với C tụ C’ có điện dung thích hợp.
Câu 12. Một đoạn mạch RLC nối tiếp đang có tính cảm kháng, giữ nguyên các thông số khác nếu
giảm tần số dòng điện thì kết luận nào sau đây sai?
A. Công suất tiêu thụ tăng đến khi cực đại rồi giảm.
B. Tổng trở giảm, sau đó tăng.
C. độ lệch pha giữa điện áp hai đầu tụ điện và điện áp hai đầu mạch giảm.
D. độ lệch pha giữa điện áp hai đầu cuộn cảm và điện áp hai đầu mạch giảm.
Câu 13. Công suất tức thời của đoạn mạch xoay chiều không có tính chất nào sau đây?
A. Có giá trị cực đại bằng 2 lần công suất trung bình.
B. Biến thiên tuần hoàn với tần số gấp 2 tần số dòng điện.
C. Biến thiên tuần hoàn cùng pha với dòng điện.
D. Luôn có giá trị không âm.
Câu 14. Một ống dây được mắc vào một hiệu điện thế không đổi U thì công suất tiêu thụ là P
1
và
nếu mắc vào hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng U thì công suất tiêu thụ P
2
. So sánh P
1
và
o
D. 0,25I
o
.
Câu 16. Một ấm điện có hai dây dẫn R
1
và R
2
để đun nước. Nếu dùng dây R
1
thì nước trong ấm sẽ
sôi sau thời gian t
1
= 10 phút. Còn nếu dùng dây R
2
thì nước sẽ sôi sau thời gian t
2
= 40 phút. Nếu
dùng cả hai dây mắc song song thì nước sé sôi sau thời gian bao nhiêu phút? Biết rằng nguồn điện
xoay chiều sử dụng có giá trị hiệu dụng U không đổi.
A. 4 phút. B. 8 phút. C. 25 phút. D. 30 phút.
Câu 17. Cho dòng điện xoay chiều i = 2
2
cos 100πt (A) chạy qua điện trở R = 100 Ω thì sau thời
gian một phút nhiệt tỏa ra từ điện trở là
A. 240 kJ B. 12kJ C. 24 kJ D. 48kJ
Câu 18. Một bếp điện 200V – 1000W được sử dụng ở hiệu điện thế xoay chiều U = 200V. Điện
năng bếp tiêu thụ sau 30 phút là
A. 0,5 kWh B. 0,5 kJ C. 1,0 kWh D. 5,0 kJ
Câu 19. Cho mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp, trong đó cuộn dây thuần cảm. Điện trở thuần R =
200cos (100πt) (V). Cuộn dây có độ tự cảm thay đổi được. Độ tự cảm L phải nhận giá trị bao nhiêu
để hệ số công suất của mạch lớn nhất và công suất tiêu thụ lúc đó là bao nhiêu?
A. L = 1/π H; P = 200W B. L = 1/π H; P = 240W
C. L = 2/π H; P = 150W D. L = 1/π H; P = 283W
Câu 23. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số 50Hz vào hai đầu đoạn mạch
mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thay
đổi được. Điều chỉnh điện dung C đến giá trị 0,25.10
–4
/π F hoặc 0,5.10
–4
/π F thì công suất tiêu thụ
trên đoạn mạch đều có giá trị bằng nhau. Giá trị của L là
A. 0,5/π H B. 2/π H C. 1/(3π) H D. 3/π H
Câu 24. Cho mạch điện xoay chiều RLC với hiệu điện thế 2 đầu mạch u
AB
= U
o
cos ωt (V). Tần số
góc ω có thể thay đổi được. Khi ω = ω
1
= 80π rad/s hoặc ω = ω
2
= 180π rad/s thì cường độ dòng
điện qua mạch có cùng giá trị. Khi hiện tượng cộng hưởng xảy ra trong mạch thì tần số f của mạch
có giá trị là
A. 50Hz B. 60Hz. C. 25Hz D. 120Hz
Câu 25. Hiệu điện thế giữa hai đầu một mạch điện xoay chiều là u = 200cos(100πt – π/3) (V), cường
độ dòng điện qua mạch là i = 2cos(100πt – 2π/3) (A). Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là
A. 200W B. 400W C. 100W D. 173W
Câu 26. Đoạn mạch AB gồm hai đoạn AD và DB ghép nối tiếp. Điện áp tức thời trên các đoạn
–4
F, hiệu điện thế hai đầu
mạch có dạng u
AB
= 200
2
cos 100πt (V). Dòng điện lệch pha so với hiệu điện thế giữa A và B một
góc π/4. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là
A. 150W B. 75W C. 100W D. 200W
Câu 31. Cho một đoạn mạch RLC nối tiếp, có L = 1/π H, và điện áp hai đầu đoạn mạch là u = 100
2
cos 100πt (V). Mạch tiêu thụ công suất 100W. Nếu mắc vào hai đầu L một ampe kế nhiệt có
điện trở không đáng kể thì công suất tiêu thụ của mạch không đổi. Giá trị của R và C là
A. R = 100 Ω và C = 2.10
–4
/π F B. R = 50 Ω, C = 2.10
–4
/π F
C. R = 100 Ω, C = 3,18.10
–5
F D. R = 50 Ω, C = 31,8 μF
Câu 32. Đoạn mạch điện gồm cuộn dây mắc nối tiếp với tụ điện. Độ lệch pha giữa hiệu điện thế
giữa hai đầu cuộn dây và dòng điện là π/3. Gọi hiệu điện thế giữa hai đầu tụ điện là U
C
, ta có U
C
=
1,732U
d
. Hệ số công suất của mạch điện là
+ R
2
= 100Ω thì thấy công suất tiêu thụ của đoạn mạch ứng với hai
trường hợp này như nhau. Công suất này có giá trị là
A. 50 W. B. 100 W. C. 400 W. D. 200 W.
Câu 36. Một mạch điện gồm một tụ điện C, một cuộn cảm L thuần cảm và biến trở R được mắc nối
tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế xoay chiều u
AB
= 200
2
cos 100πt (V). Biết rằng
ứng với hai giá trị của biến trở là R
1
= 10Ω và R
2
= 40Ω thì công suất tiêu thụ P trên đoạn mạch là
như nhau. Công suất P của đoạn mạch bằng
A. 800W B. 80W C. 400W D. 900W
Câu 37. Cho một đoạn mạch RLC nối tiếp, cuộn dây thuần cảm và R thay đổi. Đặt vào hai đầu đoạn
mạch một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi và điều chỉnh R = R
o
để công suất
tiêu thụ trên mạch đạt cực đại và bằng 100W. Tính công suất tiêu thụ trên mạch khi điều chỉnh R =
1,732R
o
.
A. 100W B. 50W C. 25W D. 86,6W
Câu 38. Hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp, trong đó cuộn dây thuần cảm, được duy trì điện áp u
AB
=
2
cos(100πt + π/4) + 100 (V). Biết R = Z
L
= 100Ω và Z
C
= 200Ω. Tính công suất tỏa nhiệt
trong mạch.
A. 50 W B. 200 W C. 25 W D. 150 W
Câu 43. Mạch RLC nối tiếp có L = C.R
2
và tần số góc thay đổi được. Khi ω = ω
1
= 100π rad/s hoặc
ω = ω
2
= 200π rad/s thì hệ số công suất như nhau và bằng k. Tính giá trị của k.
A. 0,667 B. 0,816 C. 0,866 D. 0,707
Câu 44. Một mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp, cuộn dây thuần cảm. Mắc mạch điện trên vào
nguồn điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi thì thấy hiệu điện thế ở 2 đầu mỗi phần tử
là như nhau và công suất tiêu thụ của mạch là P. Hỏi nếu bỏ tụ C chỉ giữ lại R, L thì công suất tiêu
thụ của mạch là P’ sẽ bằng bao nhiêu theo P?
A. P’ = P B. P’ = 2P C. P’ = P/2 D. P’ = 0,707P
Câu 45. Đoạn mạch gồm một cuộn dây có điện trở r và độ tự cảm L nối tiếp với một tụ điện có điện
dung C thay đổi được. Hiệu điện thế xoay chiều ở hai đầu mạch là u = U
o
cos ωt (V). Khi C = C
1
thì
công suất mạch là P = 200W và cường độ đòng điện qua mạch là: i = I
o
mạch là 100 W. Khi chưa mắc thêm tụ thì công suất tiêu thụ trên mạch là
A. 50 W B. 86,6 W C. 75 W D. 70,7 W
Câu 48. Một động cơ điện có công suất P không đổi khi được mắc vào nguồn xoay chiều tần số f và
giá trị hiệu dụng U không đổi. Điện trở của cuộn dây động cơ là R và hệ số tự cảm là L với 2πfL =
R. Nếu mắc nối tiếp với động cơ một tụ điện có điện dung C thỏa mãn LCω² = 1 thì công suất hao
phí do tỏa nhiệt thay đổi thế nào?
A. Tăng lên 2 lần B. Giảm đi 2 lần C. Tăng lên 2 lần D. Giảm đi 2 lần.
Câu 49. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200V và tần số không đổi vào hai đầu A và B
của đoạn mạch nối tiếp theo thứ tự gồm biến trở R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có
điện dung C thay đổi. Gọi N là điểm nối giữa cuộn cảm thuần và tụ điện. Các giá trị R, L, C hữu hạn
và khác không. Với C = C
1
thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu biến trở R có giá trị không đổi khi
thay đổi giá trị R của biến trở. Với C = 0,5C
1
thì điện áp hiệu dụng giữa U
AN
bằng
A. 200 V. B. 141 V. C. 100 V. D. 283 V.
Câu 50. Cho mạch điện xoay chiều gồm biến trở R, cuộn dây thuần cảm L và tụ điện C theo thứ tự
mắc nối tiếp nhau. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 200
V và tần số f thay đổi được. Khi f = 50 Hz thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là I = 1,0
A, điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch chứa R và L không thay đổi khi R thay đổi. Điện dung
của tụ điện là
A. 31,8 μF B. 25/π μF C. 200/π μF D. 400/π μF
Câu 51. Trong giờ thực hành, một học sinh mắc đoạn mạch AB gồm điện trở thuần 40 Ω, tụ điện có
điện dung C thay đổi được và cuộn dây có độ tự cảm L nối tiếp nhau theo đúng thứ tự trên. Gọi M
là điểm nối giữa điện trở thuần và tụ điện. Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một điện áp xoay chiều
có giá trị hiệu dụng 200V và tần số 50 Hz. Khi điều chỉnh điện dung của tụ điện đến giá trị C
o
không đổi và ω cho trước. Khi L thay đổi để hiệu điện thế hiệu dụng
giữa hai đầu cuộn cảm cực đại, giá trị của L xác định bằng
A.
2
2 2
1
L R
Cω
= +
B.
2
2
1
L 2CR
Cω
= +
C.
2
2
1
L CR
2Cω
= +
D.
2
2
1
L CR
Cω
= +
U.
Z
+
Câu 56. Mạch xoay chiều RLC, có điện dung C thay đổi biết rằng ứng với 2 giá trị C
1
và C
2
thì U
C
có giá trị bằng nhau. Tìm C theo C
1
và C
2
để U
C
đạt cực đại.
A. C = C
1
+ C
2
B. C =
1 2
C C
2
+
C.
1 2
C C .C=
D. C =
1 2
= 50Ω. Tính giá trị R để công suất của mạch có giá trị
cực đại.
A. 25 Ω B. 250 Ω C. 50 Ω D. 100 Ω
Câu 60. Đặt điện áp u = U
o
cos ωt (U
o
và ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm
biến trở R, tụ điện có dung kháng 80
3
Ω, cuộn cảm có điện trở thuần 30 Ω và cảm kháng 50
3
Ω. Khi điều chỉnh trị số của biến trở R để công suất tiêu thụ trên biến trở cực đại thì hệ số công suất
của đoạn mạch bằng
A. 1,00. B. 0,756. C. 0,707. D. 0,866.
Câu 61. Cho mạch điện xoay chiều gôm biến trỏ R và cuộn dây không thuần cảm có điện trở r mắc
nối tiếp. Khi điều chỉnh giá trị của R thì nhận thấy với R = 20Ω thì công suất tiêu thụ trên R là lớn
nhất và khi đó điện áp ở hai đầu cuộn dây sớm pha π/3 so với điện áp hai đầu R. Điều chỉnh R để
công suất tiêu thụ trên toàn mạch đạt cực đại thì giá trị R là
A. 10 Ω B. 17,3 Ω C. 7,3 Ω D. 14,1 Ω
Câu 62. Cho mạch điện gồm một cuộn dây độ tự cảm L = 1/π H; và điện trở trong r = 50 Ω mắc nối
tiếp với một điện trở R có giá trị thay đổi được và tụ C = 0,5.10
–4
/π F. Đặt vào hai đầu đoạn mạch
một hiệu điện thế xoay chiều ổn định có f = 50Hz. Lúc đầu R = 25Ω. Khi tăng R thì công suất tiêu
thụ của mạch sẽ
A. Giảm B. Tăng C. Tăng rồi giảm D. Giảm rồi tăng
Câu 63. Một mạch điện gồm điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm và một tụ điện có điện dung thay
đổi được mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch trên một hiệu điện thế xoay chiều có biểu thức u
= U
, còn nếu cố định C và thay
đổi R để công suất đạt cực đại thì hiệu điện thế hiệu dụng 2 đầu điện trở R là U
R1
. Hãy so sánh U
R1
và U
R
.
A. U
R1
= U
R
B. U
R1
= 1,414U
R
C. U
R
= 1,414U
R1
D. U
R
= 2U
R1
.
Câu 67. Cho đoạn mạch RLC mắc nối tiếp, với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi được. Điện
áp xoay chiều giữa hai đầu đoạn mạch luôn ổn định. Cho L thay đổi. Khi L = L
1
thì điện áp hiệu
dụng giữa hai bản tụ điện có giá trị lớn nhất, điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở R bằng 220V.
Câu 70. Một mạch điện xoay chiều chỉ có một phần tử. Hiệu điện thế hai đầu mạch có biểu thức u =
100cos 100πt V. Dòng điện trong mạch có biểu thức i = cos100πt A. Phần tử đó là
A. Cuộn thuần cảm có L = 0,318 H B. Tụ điện có điện dung C = 31,8 μF
C. Điện trở R = 100Ω D. Điện trở R = 86,6 Ω
Câu 71. Cho đoạn mạch AB gồm 2 đoạn mạch X và Y mắc nối tiếp. Đoạn mạch X gồm điện trở R
1
mắc nối tiếp với tụ C
1
, đoạn mạch Y gồm điện trở R
2
mắc nối tiếp với tụ C
2
. Dùng vôn kế đo hiệu
điện thế hiệu dụng giữa các đoạn mạch ta thấy U
AB
= U
X
+ U
Y
. Biểu thức liên hệ đúng giữa các đại
lượng R
1
, R
2
, C
1
, C
2
là
A.
= 2R
1
nối tiếp C
2
. Nếu Z
AB
= Z
AM
+ Z
MB
thì
A. C
2
=
2
1
C
B. C
2
= C
1
. C. C
2
= 2C
1
. D. C
2
= 0,5C
1
.
1
= C.R
2
.
Câu 74. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U vào hai đầu một hộp đen X thì dòng điện hiệu
dụng trong mạch có giá trị là 0,25 A và sớm pha π/2 so với điện áp hai đầu hộp đen. Cũng đặt điện
áp đó vào hai đầu hộp đen Y thì dòng điện hiệu dụng trong mạch vẫn là 0,25A nhưng cùng pha với
điện áp hai đầu mạch. Nếu đặt điện áp trên vào hai đầu đoạn mạch X và Y mắc nối tiếp (X, Y chỉ
chứa một phẩn tử) thì cường độ hiệu dụng của dòng điện trong mạch là
A.
2
4
A. B.
2
8
A. C.
2
2
A. D.
2
A
Câu 75. Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. đoạn mạch AB có điện
trở thuần 50Ω mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 1/π H, Đoạn mạch MB chỉ có tụ
với điện dung thay đổi được. Đặt điện áp u = U
0
cos100πt V vào hai đầu đoạn mạch AB. Điều chỉnh
điện dung đến giá trị C
1
sao cho điện áp hai đầu đoạn mạch AB lệch pha π/2 so với điện áp hai đầu
đoạn mạch AM. Giá trị của C
u
Y
.
A. π/2 rad B. π/3 rad C. π/6 rad D. 2π/3 rad
Câu 79. Một đoạn mạch gồm một cuộn cảm có điện trở r = 50 Ω và độ tự cảm L =
3
2π
H mắc nối
tiếp với một điện trở thuần R = 100Ω. Đặt vào hai đầu mạch một hiệu điện thế xoay chiều có biểu
thức: u = 100
3
cos 100πt (V). Xác định biểu thức hiệu điện thế hai đầu cuộn cảm.
A. u = 100
2
cos(100πt + π/6) (V) B. u = 100cos(100πt + π/6) (V)
C. u = 100cos(100πt + π/3) (V) D. u = 100cos(100πt – π/4) (V)
Câu 80. Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm R và C mắc nối tiếp. Hiệu điện thế hai đầu mạch có
biều thức u = 100
6
cos 100πt (V), bỏ qua điện trở các dây nối. Biết cường độ dòng điện trong
mạch có giá trị hiệu dụng là 1,0 A và sớm pha π/3 so với hiệu điện thế hai đầu mạch. Xác định biểu
thức hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện.
A. u = 150cos(100πt – π/3) (V) B. u = 100cos(100πt – π/3) (V)
C. u = 150cos(100πt – 5π/6) (V) D. u = 100cos(100πt – π/6) (V)
Câu 81. Một đoạn mạch xoay chiều gồm một điện trở thuần R = 50 Ω, một cuộn thuần cảm có độ tự
cảm L = 1/π H và một tụ có điện dung C = 0,637.10
–4
F mắc nối tiếp giữa hai điểm có hiệu điện thế
u = 200cos 100πt (V). Hiệu điện thế tức thời hai đầu cuộn cảm là
A. u
C
cos(ωt + π/4) (V). D. u
C
= I
0
.Rcos(ωt – π/2) (V).
Câu 83. Một đoạn mạch xoay chiều gồm một điện trở thuần R = 100Ω, một cuộn thuần cảm có độ
tự cảm L = 2/π H và một tụ có điện dung C = 31,8 μF mắc nối tiếp giữa hai điểm có hiệu điện thế u
= 200cos 100πt (V). Hiệu điện thế hai đầu tụ là
A. u
C
= 200cos(100πt – π/2) V B. u
C
= 200cos(100πt + π/4) V
C. u
C
= 100cos(100πt + 3π/4) V D. u
C
= 100cos(100πt – π/4) V
Câu 84. Mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R = 30 Ω mắc nối tiếp với cuộn dây. Đặt vào hai
đầu mạch một hiệu điện thế xoay chiều u = U
o
cos 100πt (V). Hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu
cuộn dây là U
d
= 60V. Dòng điện trong mạch lệch pha π/6 so với u và lệch pha π/3 so với u
d
. Hiệu
điện thế hiệu dụng ở hai đầu mạch có giá trị là
A. 60
= f
1
2
thì điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở đạt cực đại.
Khi f = f
3
thì điện áp giữa hai đầu cuộn cảm đạt cực đại U
Lmax
. Giá trị của U
Lmax
gần giá trị nào nhất
sau đây?
A. 85 V B. 145 V C. 57 V D. 173 V
MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA
1. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều
* Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều tuân theo quy luật cảm ứng điện từ.
* Hoạt động: Khung dây có diện tích S bao gồm N vòng dây, chuyển động quay tương đối
với từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ B, vận tốc góc quay tương đối là ω, trục quay của khung
dây vuông góc với cảm ứng từ. Kết quả làm cho từ thông qua cuộn dây biến thiên tuần hoàn và
trong cuộn dây xuất hiện suất điện động cảm ứng.
* Từ thông qua khung dây có biểu thức Φ
(t)
= Φ
o
cos(ωt + φ) với Φ
o
= NBS là từ thông cực
đại. Theo quy luật cảm ứng điện từ ta có suất điện động e = –ωΦ
o
sin(ωt + φ) = ωNBScos(ωt + φ –
thì công suất tiêu thụ của mạch (hoặc I, U
R
, cosφ) có cùng giá trị. Khi tốc độ
quay là n
o
thì công suất tiêu thụ của mạch (hoặc I, U
R
, cosφ) đạt cực đại. Mối liên hệ giữa n
1
, n
2
, n
o
là
2 2
2
1 2
o
2 2
1 2
2n .n
n
n n
=
+
Câu 1. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều là dựa vào hiện tượng
A. tự cảm B. cảm ứng điện từ C. từ trường quay D. cả ba yếu tố
Câu 2. Cách tạo ra dòng điện xoay chiều nào sau đây là phù hợp với nguyên tắc của máy phát điện
xoay chiều?
A. Làm cho từ thông qua khung dây biến thiên điều hòa.
Câu 7. Một khung dây quay đều với vận tốc 3000 vòng/phút trong từ trường đều có từ thông cực đại
gửi qua khung là 1/π Wb. Chọn gốc thời gian lúc mặt phẳng khung dây hợp với cảm ứng từ một góc
30° thì suất điện động tạo ra là
A. e = 100cos(100πt – π/6) V. B. e = 100cos(100πt + π/3) V.
C. e = 100cos(100πt + 60°) V. D. e = 100cos(50πt – π/3) V.
Câu 8. Một khung dây hình chữ nhật, kích thước 20 cm x 50 cm, gồm 100 vòng dây, được đặt trong
một từ trường đều có cảm ứng từ 0,1 T. Trục đối xứng của khung dây vuông góc với từ trường.
Khung dây quay quanh trục đối xứng đó với vận tốc 3000 vòng/phút. Chọn thời điểm t = 0 là lúc
mặt phẳng khung dây vuông góc với các đường cảm ứng từ. Biểu thức nào sau đây là đúng của suất
điện động cảm ứng trong khung dây?
A. e = 314cos100πt (V) B. e = 314cos50πt (V)
C. e = 314cos(50πt) (V) D. e = 314cos(100πt – π/2) (V).
Câu 9. Một khung dây dẫn hình chữ nhật có 100 vòng, diện tích mỗi vòng 600 cm², quay đều quanh
trục đối xứng của khung với vận tốc góc 120 vòng/phút trong một từ trường đều có cảm ứng từ
bằng 0,2T. Trục quay vuông góc với các đường cảm ứng từ. Chọn gốc thời gian lúc vectơ pháp
tuyến của mặt phẳng khung dây ngược hướng với vectơ cảm ứng từ. Biểu thức suất điện động cảm
ứng trong khung là
A. e= 48πcos(40πt –π/2) (V). B. e =48πcos(4πt + π/2) (V).
C. e = 4,8πcos(4πt + π/2) (V). D. e=4,8πcos(40πt – π/2) (V).
Câu 10. Khung dây kim loại phẳng có diện tích S, có N vòng dây, quay đều với tốc độ góc ω quanh
trục vuông góc với đường sức của một từ trường đều có cảm ứng từ là B. Chọn gốc thời gian t = 0s
là lúc pháp tuyến của khung dây có chiều trùng với chiều của vectơ cảm ứng từ. Biểu thức suất điện
động cảm ứng là
A. e = ωNBScosωt B. e = ωNBSsinωt C. e = NBScosωt D. e = NBSsinωt
Câu 11. Máy phát điện xoay chiều một pha
A. biến điện năng thành cơ năng và ngược lại.
B. hoạt động dựa vào việc sử dụng từ trường quay.
C. hoạt động nhờ hiện tượng cảm ứng điện từ.
D. có thể tạo ra trực tiếp dòng điện không đổi.
Câu 12. Ưu điểm của dòng điện xoay chiều so với dòng điện một chiều không phải là
một từ trường đều B vuông góc với trục quay của khung thì tần số dòng điện xuất hiện trong khung
là
A. 25 Hz B. 50 Hz C. 100 Hz D. 12,5 Hz
Câu 20. Một máy phát điện mà phần cảm gồm 2 cặp cực và phần ứng gồm hai cặp cuộn dây mắc
nối tiếp có suất điện động hiệu dụng 200V, tần số 50Hz. Biết từ thông cực đại qua mỗi vòng dây là
1,25 mWb. Số vòng dây của mỗi cuộn dây trong phần ứng là
A. 720. B. 120. C. 180. D. 240.
Câu 21. Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn mạch A, B mắc
nối tiếp gồm điện trở R = 69,1 Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C = 176,8
µF. Bỏ qua điện trở thuần của các cuộn dây của máy phát. Biết roto máy phát có hai cặp cực. Khi
roto quay đều với tốc độ n
1
= 1350 vòng/phút hoặc n
2
= 1800 vòng/phút thì công suất tiêu thụ của
đoạn mạch AB là như nhau. Độ tự cảm L có giá trị gần giá trị nào nhất sau đây?
A. 0,7 H B. 0,8 H C. 0,6 H D. 0,2 H
Câu 22. Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn mạch AB gồm
điện trở thuần R mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần. Bỏ qua điện trở các cuộn dây của máy phát. Khi
rôto của máy quay đều với tốc độ n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là
1,0 A. Khi rôto của máy quay đều với tốc độ 3n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong
đoạn mạch là 1,732 A. Nếu rôto của máy quay đều với tốc độ 2n vòng/phút thì dòng điện qua đoạn
mạch là
A. 1,414 A B. 1,512 A C. 1,440 A D. 1,250 A
Câu 23. Một máy phát điện xoay chiều một pha có điện trở trong không đáng kể. Nối hai cực máy
phát với một cuộn dây thuần cảm. Khi rôto của máy quay với tốc độ góc n vòng/s thì dòng điện đi
qua cuộn dây có cường độ hiệu dụng I. Nếu rôto quay với tốc độ góc 3n vòng/s thì cường độ hiệu
dụng của dòng điện trong mạch là
A. I B. 2I C. 3I D. 1,732I
Câu 24. Một đoạn mạch gồm điện trở thuần R = 100 Ω mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C. Nối
A. 100 vòng/phút B. 67,9 vòng/phút C. 69,2 vòng/phút D. 48 vòng/phút
ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA
1. Động cơ điện xoay chiều một pha: P
hp
= I².R, P
ci
= P
tp
– P
hp
. Hiệu suất
ci
tp
P
H
P
=
2. Dòng điện xoay chiều ba pha: là hệ thống 3 dòng xoay chiều một pha và đôi một lệch pha nhau
góc 2π/3 với biểu thức lần lượt là i
1
= I
o
cos(ωt); i
2
= I
0
cos(ωt – 2π/3); i
3
= I
0
.
Tải tiêu thụ mắc hình tam giác: Điện áp hai đầu mỗi tải là U = U
d
và dòng điện qua mỗi tải là
I = I
p
.
Tải tiêu thụ không đối xứng ta nên mắc hình sao. Chỉ nên mắc hình tam giác khi các tải tiêu
thụ đối xứng.
4. Động cơ không đồng bộ 3 pha:
Động cơ mắc hình sao thì U = U
p
; Động cơ mắc hình tam giác thì U = U
d
.
P
tp
= 3.UIcosφ = P
ci
+ P
hp
(Với P
pha
= U.I.cosφ là công suất tiêu thụ một pha)
P
hp
= 3I²R; P
ci
= P
tp
Câu 5. Các suất điện động trong ba cuộn dây của máy phát điện ba pha có cùng tần số là do
A. có cùng rôto dùng cho cả ba cuộn dây.
B. từ thông qua mỗi cuộn dây ở mọi thời điểm là như nhau.
C. ba cuộn dây có số vòng quấn giống nhau và cùng một loại dây.
D. từ thông cực đại qua mỗi cuộn dây của stato như nhau.
Câu 6. Trong máy phát điện xoay chiều 3 pha thường có
A. Stato là phần cảm, rôto là phần ứng.
B. Công suất cao hơn máy phát điện một pha vì số cặp cực phần cảm hơn gấp 3 lần.
C. Phần ứng là phần đứng yên, phần cảm là phần chuyển động.
D. Tần số lớn hơn máy phát điện một pha vì nhiều cuộn dây hơn.
Câu 7. Cấu tạo nguyên lí của máy phát điện một chiều và máy phát xoay chiều khác nhau về
A. phần ứng điện. B. tất cả bộ phận. C. cổ góp điện. D. phần cảm điện.
Câu 8. Điều nào sau đây đúng khi nói về động cơ không đồng bộ ba pha?
A. Động cơ không đồng bộ ba pha biến điện năng thành cơ năng.
B. Động cơ hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và sử dụng từ trường quay.
C. Vận tốc góc của khung dây luôn nhỏ hơn vận tốc góc của từ trường quay.
D. A, B và C đều đúng.
Câu 9. Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ dựa vào thí nghiệm một khung dây đặt
trong từ trường nam châm hình chữ U và khi
A. quay khung dây với vận tốc góc ω
o
thì nam châm quay theo với vận tốc góc ω > ω
o
.
B. Quay nam châm với vận tốc góc ω thì khung dây quay theo với vận tốc góc ω
o
< ω.
C. Cho dòng điện xoay chiều qua khung dây thì nam châm quay với vận tốc ω.
D. Quay nam châm với vận tốc góc ω thì khung dây quay theo với vận tốc góc ω
o
Câu 14. Một máy phát điện 3 pha mắc hình sao có hiệu điện thế dây 220V và tần số 50Hz. Mắc vào
mỗi pha một bóng đèn có điện trở R = 12Ω theo kiểu hình tam giác. Giá trị nào say đây cho biết
dòng điện trong mỗi tải?
A. 15,8A B. 18,3A C. 13,5A D. 10,5A
Câu 15. Một máy phát điện ba pha mắc hình sao có điện áp pha 127V, tần số 50Hz. Người ta đưa
dòng điện ba pha vào ba tải như nhau mắc hình tam giác, mỗi tải có đện trở thuần R = 12Ω và độ tự
cảm L = 51mH. Cường độ hiệu dụng qua mỗi tải là
A. 7,86A B. 6,35A C. 11A D. 7,1A.
Câu 16. Một máy phát điện 3 pha mắc hình sao có hiệu điện thế pha 127V và tần số 50Hz. Hiệu
điện thế U
d
của mạng điện nhận giá đúng nào sau đây?
A. 220V B. 311 V C. 380V D. 537 V
Câu 17. Một động cơ không đồng bộ ba pha đấu theo hình sao vào một mạng điện ba pha có điện áp
dây 380V. Động cơ có công suất 5 kW và hệ số công suất mỗi pha là cosφ = 0,8. Cường độ hiệu
dụng chạy qua động cơ là
A. 5,48A. B. 3,2A. C. 9,5 A. D. 28,5A.
Câu 18. Một động cơ điện xoay chiều một pha có điện trở trong là R = 50Ω. Khi mắc động cơ với
nguồn xoay chiều có giá trị hiệu dụng là 220V thì động cơ sinh ra một công suất cơ học là 128W.
Hệ số công suất của động cơ là 10/11, hãy tính cường độ hiệu dụng qua động cơ.
A. 0,8 A B. 0,64 A C. 0,5 A D. 1,6 A.
Câu 19. Động cơ điện xoay chiều hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng 200V thì sinh ra
công suất cơ là 320 W. Biết điện trở thuần của dây quấn động cơ là 20Ω và hệ số công suất của
động cơ là 0,89. Cường độ dòng điện hiệu dụng chạy trong động cơ là
A. 4,4 A B. 1,8 A C. 2,5 A. D. 4 A.
Câu 20. Một động cơ không đồng bộ ba pha có điện áp định mức mỗi pha là 380V, hệ số công suất
0,9. Điện năng tiêu thụ của động cơ trong 2h là 41,04KWh. Cường độ hiệu dụng qua mỗi cuộn dây
là
A. 20 A B. 60 A C. 40 A D. 6,67 A.
Câu 21. Một động cơ không đồng bộ ba pha mắc hình tam giác được đấu vào mạng điện xoay chiều
2
vòng dây và có
điện áp hiệu dụng U
2
, cả 2 cuộn được quấn trên cùng một lõi biến áp. Lõi biến áp bằng khung sắt
non silic được ghép lại bởi nhiều là thép mỏng ghép cách điện nhằm tăng điện trở cho lõi sắt dẫn
đến giảm dòng điện Fucô và giảm hao phí tỏa nhiệt.
2. Nguyên tắc hoạt động: Máy biến áp hoạt động dựa trên nguyên tắc cảm ứng điện từ. Gọi Φ là từ
thông biến thiên kín trong lõi sắt. Ở cuộn sơ cấp nhận điện áp ngoài u
1
và tự cảm ứng sinh ra suất
điện động tự cảm e
1
thỏa mãn u
1
= e
1
+ I
1
.r
1
nên e
1
= u
1
– I
1
.r
1
= N
khi đó e
2
= U
2
thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu mỗi cuộn dây tỉ lệ với số vòng dây:
2 2
1 1
U N
U N
=
Nếu điện năng hao phí không đáng kể và mạch thứ cấp và mạch sơ cấp cùng pha thì cường
độ dòng điện qua mỗi cuộn dây tỉ lệ nghịch với điện áp hiệu dụng ở hai đầu mỗi cuộn.
2 1 2
1 2 1
U I N
U I N
= =
Vậy dùng máy biến thế lý tưởng làm hiệu điện thế tăng bao nhiêu lần thì cường độ dòng điện
giảm bấy nhiêu lần.
3. Ứng dụng: Máy biến áp có thể tăng áp hay giảm áp dòng điện xoay chiều nên máy biến áp có 2
ứng dụng chính là tăng áp trong truyền tải điện năng đi xa và giảm áp trong một số thiết bị nạp điện
và chỉnh lưu.
II. TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG
1. Bài toán truyền tải điện năng
Gọi P là công suất phát từ nhà máy; U là điện áp hiệu dụng từ nhà máy; R là điện trở của dây
tải điện ta có P = UI.cosφ
P
I
Ucosφ
⇒ =
thì hiệu suất truyền tải H
1
, khi
truyền tải điện năng với điện áp U
2
thì hiệu suất truyền tải H
2
. Công thức liên hệ
2
1 2
2
2
1
1 H U
1 H
U
−
=
−
Điện năng truyền từ nơi phát điện đến nơi tiêu thụ với u, i luôn cùng pha. Biết công suất nơi
tiêu thụ điện phải đảm bảo không đổi. Nếu điện áp tại nơi phát là U
1
thì độ giảm áp trên đường dây
tải ΔU
1
gấp n lần điện áp tại nơi tiêu thụ điện U (ΔU
1
= n.U) và hao phí truyền tải là ΔP
1
. Nếu điện
A.
2 2
1 1
I U
I U
=
B.
2 1
1 2
U N
U N
=
C.
1 2
2 1
U I
U I
=
D.
2 2
1 1
I N
I N
=
Câu 4. Nguyên nhân gây ra sự hao phí năng lượng trong máy biến thế là
A. Hao phí năng lượng dưới dạng nhiệt tỏa ra ở các cuộn dây của máy biến thế.
B. Dòng điện Fuco sinh ra trong lõi sắt do tử trường biến thiên.
C. Thất thoát năng lượng dưới dạng bức xạ sóng điện từ.
D. Tất cả các nguyên nhân nêu trên.
Câu 5. Trong sự truyền tải điện năng đi xa. Nếu gọi U
A. Số vòng dây của cuộn sơ cấp gấp 100 lần cuộn thứ cấp.
B. Cường độ dòng điện trên dây tải điện nhỏ hơn ở cuộn sơ cấp 100 lần.
C. Số vòng dây của cuộn sơ cấp bằng 0,1 lần cuộn thứ cấp.
D. Tần số của điện áp hai đầu cuộn thứ cấp gấp 10 lần tần số của điện áp của cuộn sơ cấp.
Câu 8. Một máy biến thế có số vòng dây của cuộn sơ cấp là 2200 vòng. Mắc cuộn sơ cấp với điện
áp xoay chiều 220V – 50Hz khi đó điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 6V thì số vòng
dây của cuộn thứ cấp sẽ là
A. 42 vòng. B. 30 vòng. C. 60 vòng. D. 85 vòng.
Câu 9. Một máy biến thế có số vòng dây của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp lần lượt là 2200 vòng và
120 vòng. Mắc cuộn sơ cấp với điện áp xoay chiều 220V – 50Hz, khi đó điện áp hiệu dụng ở hai
đầu cuộn thứ cấp để hở là
A. 24 V B. 12 V C. 8,5 V D. 17 V
Câu 10. Một máy biến thế có cuộn sơ cấp 1000 vòng dây được mắc vào mạng điện xoay chiều có
hiệu điện thế hiệu dụng 220 V. Khi đó hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 484
V. Bỏ qua mọi hao phí của máy biến thế. Số vòng dây của cuộn thứ cấp là
A. 2000 B. 2200 C. 2500 D. 1100
Câu 11. Một máy biến thế có số vòng cuộn sơ cấp và thứ cấp là 6250 vòng và 1250 vòng, hiệu suất
là 96%, nhận một công suất là 10 kW ở cuộn sơ cấp. Tính hiệu điện thế hai đầu thứ cấp biết hiệu
điện thế hai đầu cuộn sơ cấp là 1000V. Hiệu suất không ảnh hưởng đến tỉ số tăng giảm điện áp.
A. 192V B. 200V C. 384V D. 960 V
Câu 12. Một máy biến thế có số vòng dây của cuộn sơ cấp là 3000 vòng, cuộn thứ cấp là 500 vòng,
máy biến thế được mắc vào mạng điện xoay chiều có tần số 50Hz, khi đó cường độ dòng điện hiệu
dụng chạy qua cuộn thứ cấp là 1,2A thì cường độ dòng điện hiệu dụng chạy qua cuộn sơ cấp sẽ là
A. 0,2 A. B. 7,2 A C. 0,3 A D. 6,0 A.
Câu 13. Một biến thế có một cuộn sơ cấp gồm 1200 vòng mắc vào mạng điện 180V và ba cuộn thứ
cấp để lấy ra các hiệu điện thế 6V, 12V và 18 V. Số vòng ở mỗi cuộn thứ cấp lần lượt là
A. 40; 80 và 120 vòng. B. 20; 40 và 60 vòng.
C. 10; 20 và 30 vòng. D. 30; 80 và 120 vòng.
Câu 14. Một máy biến thế dùng trong việc truyền tải điện năng đi xa làm giảm hao phí điện năng
100 lần so với khi không dùng máy biến thế. Biết tổng số vòng dây ở cuộn dây sơ cấp và thứ cấp là