Chương 3: Dòng Điện Xoay Chiều

Phát biểu định nghĩa:

a) Giá trị tức thời;

b) Giá trị cực đại;

c) Giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều hình sin.

Tại sao phải quy định thống nhất tần số  của dòng điện xoay chiều tạo ra trong kỹ thuật?

Xác định giá trị trung bình theo thời gian của:

a) \(\small 2sin100 \pi t\);

b) \(\small 2cos100 \pi t\);

c) \(\small 2sin(100 \pi t + \frac{\pi}{6})\);

d) \(\small 4sin^2100 \pi t\);

e) \(\small 3cos(100 \pi t -\frac{\pi}{3} )\).

Trên một bóng đèn có ghi 220V - 100W, nổi đèn ấy vào mạng điện xoay chiều có U = 220V. Xác đinh:

a) Điện trở của đèn;

b) Cường độ hiệu dụng qua đèn;

c) Điện năng tiêu thụ của đèn trong một giờ

Một mạch điện gồm hai đèn mắc song song, trên mỗi đèn có ghi: 220V - 115W; 220V - 132W. Nối hai đầu của mạch điện ấy vào mạng điện xoay chiều có U = 220V. Xác định:

a) Công suất tiêu thụ trong mạch điện;

b) Cường độ dòng điện cung cấp cho mạch điện.

Trên một đèn có ghi 100V – 100W. Mạch điện sử dụng có U = 110V. Để đảm bảo đèn sang bình thường, phải mắc thêm vào mạch điện một điện trở bằng bao nhiêu?

Với dòng điện xoay chiều, cường độ hiệu dụng I liên hệ với cường độ cực đại I₀ theo công thức nào?

A.\(\small I= \frac{I_{0}}{2}\);

B.  \(I= \frac{I_{0}}{3}\);

C. \(I= \frac{I_{0}}{\sqrt{2}}\);

D. \(I= \frac{I_{0}}{\sqrt{3}}\).

Điện áp tức thời giữa hai đầu của đoạn mạch xoay chiều là: \(\small U = 80cos100 \pi t (V)\)

Tần số góc của dòng điện là bao nhiêu?

A. 100 \(\small \pi\) rad/s;

B. 100 Hz;

C. 50 Hz;

D. 100 \(\small \pi\) Hz.

Điện áp tức thời giữa hai đầu của đoạn mạch xoay chiều là: \(\small U = 80cos100 \pi t (V)\)

Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch đó là bao nhiêu?

A. \(\small 80 V;\) 

B. \(\small 40 V;\)

C. \(\small 80\sqrt{2 }V;\)

D. \(\small 40\sqrt{2} V.\)

Một đèn điện có ghi 110 V – 100 W mắc nối tiếp với điện trở R vào một mạch xoay chiều có \(u = 220\sqrt{2}sin100 \omega t (V)\). Để đèn sang bình thường, R phải có giá trị là bao nhiêu ?

A.  \(\small 1210 \Omega\);

B. \(\frac{10}{11} \small \Omega\)

C.  \(\small 121 \Omega\);

D.  \(\small 110 \Omega\).

Phát biểu định luật Ôm cho mạch điện xoay chiều chỉ có,

a) Một tụ điện;

b) Một cuộn cảm thuần.

Dựa vào định luật Ôm, hãy so sánh tác dụng cản trở dòng điện xoay chiều thể hiện trong.

a) Z_C;                                    b) Z_L .

Điện áp giữa hai đầu của một tụ điện: \(\small u = 100\sqrt{2}cos100 \pi t (V)\). Cường độ hiệu dụng trong mạch là I = 5A.

a) Xác định C.                

b) Viết biểu thức của i.

Điện áp giữa hai đầu của một cuộn cảm thuần: \(\small u = 100\sqrt{2}cos100 \pi t (V)\). Cường độ hiệu dụng trong mạch I = 5 A.

a) Xác định L.                      

b) Viết biều thức của i. 

Chứng minh rằng, khi hai cuộn cảm thuần L₁ và L₂ mắc nối tiếp trong một mạch điện xoay chiều thì cuộn cảm tương đương có cảm kháng cho bởi: \(\small Z_L = (L_1 + L_2) \omega\)

Chứng minh rằng, khi hai tụ điện C₁ và C₂ mắc nối tiếp thì điện dung tương đương có dung kháng:

\(\small Z_C=\frac{1}{C_\omega }\) và \(\small \frac{1}{C_\omega }=\frac{1}{C_1\omega }+\frac{1}{C_2\omega }\)

Một đoạn mạch chứa một số tụ điện có điện dung tương đương C, đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp tức thời u = U₀cos ωt (V). Cường độ hiệu dụng trong mạch là bao nhiêu ?

A. ;

B. ;

C. \(\small U_0C\omega\);

D. 

Đoạn mạch chứa một cuộn cảm thuần L; đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp tức thời u = U₀cos ωt (V) thì cường độ hiệu dụng trong mạch là bao nhiêu ?

A. ;

B. ;

C. \(\small U_0L\omega ;\)

D. 

Điện áp \(\small u = 200\sqrt{2}cos \omega t (V)\) đặt vào hai đầu một cuộn cảm thuần thì tạo ra dòng điện có cường độ hiệu dụng I = 2A. Cảm kháng có giá trị là bao nhiêu?

A. \(\small 100 \Omega\);

B. \(\small 200 \Omega\)

C. \(\small 100 \sqrt{2}\Omega\);

D. \(\small 200 \sqrt{2}\Omega\)

Phát biểu định luật Ôm đối với mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp.

Dòng nào ở cột A tương ứng với dòng nào ở cột B? 

Trong mạch điện xoay chiều nối tiếp, cộng hưởng là gì? Đặc trưng của cộng hưởng là gì?

Mạch điện xoay chiều gồm có \(\small R = 20 \Omega\) nối tiếp với tụ điện \(C=\frac{1 }{2000\Pi}F\). Tìm biểu thức của cường độ dòng điện tức thời i, biết \(\small u = 60\sqrt{2}cos100 \pi t (V).\)

Mạch điện xoay chiều gồm có \(\small R = 30 \Omega\) nối tiếp với cuộn cảm thuần:  \(\small L= \frac{0,3}{\Pi }H\). Cho điện áp tức thời giữa hai đầu mạch \(\small u = 120 \sqrt{2} cos100 \pi t (V)\). Viết công thức của i.

Mạch điện xoay chiều gồm điện trở R = 30 Ω nối tiếp với một tụ điện C. Cho biết điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch bằng 100 V, giữa hai đầu tụ điện bằng 80 V, tính Z_C và cường độ hiệu dụng I.

Mạch điện xoay chiều gồm điện trở \(\small R = 40 \Omega\) ghép nối tiếp với cuộn cảm thuần L. Cho biết điện áp tức thời hai đầu mạch \(\small u = 80cos100 \pi t (V)\)và điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm \(\small U_L = 40 V\).

a) Xác định \(\small Z_L\).

b) Viết công thức của i.

Mạch điện xoay chiều gồm có: \(R = 30 \Omega\),  \(C=\frac{1 }{5000\pi }F\), \(L= \frac{0,2}{\pi}H\). Biết điện áp tức thời hai đầu mạch \(u = 120 \sqrt 2 cos100 \pi t\) (V). Viết biểu thức của i.

Cho mạch điện xoay chiều gồm \(\small R = 20 \Omega , L=\frac{0,2}{\pi }H, C=\frac{1}{2000 \pi}F\) . Biết điện áp tức thời hai đầu mạch \(\small u = 80cos \omega t\) (V), tính ω để trong mạch có cộng hưởng. Khi đó viết biểu thức của i.

Bài giải:

Chọn câu đúng:

Đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp có \(\small R = 40 \Omega ; \frac{1}{\omega C} = 20 \Omega ; \omega L = 60 \Omega\). Đặt vào hai đầu mạch điện áp \(\small u = 240\sqrt{2 }cos100 \pi t\) (V). Cường độ dòng điện tức thời trong mạch là:

A. \(\small i = 3\sqrt{2}cos100 \pi t (A)\)

B. \(\small i = 6cos(100 \pi t + \frac{\pi}{4}) (A)\)

C. \(\small i = 3\sqrt{2}cos(100 \pi t - \frac{\pi}{4}) (A)\)

D. \(\small \small i = 6cos(100 \pi t - \frac{\pi}{4}) (A)\)

Chọn câu đúng:

Đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp có \(\small R = 40 \Omega ; \frac{1}{\omega C}= 30 \Omega ; \omega L = 30 \Omega\). Đặt vào hai đầu mạch điện áp \(\small u = 120\sqrt{2}cos100 \pi t\) (V). Biểu thức của dòng điện tức thời trong mạch là:

A. \(\small i = 3cos(100\pi t -\frac{\pi}{2} ) (A)\)

B. \(\small i = 3\sqrt{2} (A)\)

C. \(\small i = 3cos100 \pi t (A)\)

D. \(\small i = 3\sqrt{2 }cos100 \pi t (A)\)

Công suất điện tiêu thụ trong một mạch điện xoay chiều phụ thuộc vào những đại lượng nào?

Hãy chọn câu đúng.

Hệ số công suât của một mạch điện R L C nối tiếp bằng:

A. RZ;

B. \(\frac{Z_{L}}{Z}\);

C. ;

D. .

Hãy chọn câu đúng.

Hệ số công suất trong mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp với Z_L = Z_C:

A. Bằng 0;

B. Bằng 1;

C. Phụ thuộc R;

D. Phụ thuộc .

Hãy chọn câu đúng

Mạch điện xoay chiều nối tiếp \(\small R = 10 \Omega ; Z_L = 8 \Omega ; Z_C = 6 \Omega\) với tận số f. Giá trị của tần số để hệ số công suất bằng 1:

A. là một số < f;

B. là một số > f;

C. là một số = f;

D. không tồn tại.

Cho mạch điện trên hình 15.2, trong đó L là một cuộn cảm thuần, điện áp hai đầu mạch \(\small U_{PQ}= 60\sqrt{2}cos100\pi t (V)\), các điện áp hiệu dụng \(\small U_{{PN}} = U_{NQ} =60 V\). Hệ số công suất của mạch là bao nhiêu ?

A. ;

B. ;

C. ;

D. .

Mạch điện xoay chiều nối tiếp gồm có \(\small R=30 \Omega; L=\frac{5,0}{\pi}mH; C=\frac{50}{\pi}\mu F\) cung cấp bởi điện áp hiệu dụng 100 V, f = 1kHz. Hãy xác định công suất tiêu thụ và hệ số công suất.

Máy biến áp là gì ? Nêu cấu tạo và nguyên tắc làm việc của máy biến áp.

Máy biến áp lí tưởng làm việc bình thường có tỉ số \(\frac{N_{2}}{N_{1}}\) bằng 3, khi \(\small (U_1, I_1) = (360 V, 6 A)\), thì \(\small (U_2, I_2)\) bằng bao nhiêu?

A. (1 080 V, 18 A);

B. (120 V, 2 A);

C. (1 080 V, 2 A);

D. (120 V, 18 A).

Máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp gồm 2 000 vòng, cuộn thứ cấp gồm 100 vòng; điện áp và cường độ dòng điện ở mạch sơ cấp là 120 V, 0,8 A. Điện áp và công suất ở cuộn thứ cấp là bao nhiêu ?

A. 6 V, 96 W.

B. 240 V, 96 W.

C. 6 V, 4,8 W.

D. 120 V, 4,8 W

Một máy biến áp lý tưởng có hai cuộn dây lần lượt có 10 000 vòng và 200 vòng.

a) Muốn tăng áp thì cuộn nào là cuộn sơ cấp? Nếu đặt vào cuộn sơ cấp điện áp hiệu dụng 220V thì điện áp hiệu dụng ở cuộn thứ cấp bằng bao nhiêu ?

b) Cuộn nào có tiết diện dây lớn hơn ?

Máy biến áp lí tưởng cung cấp một dòng điện 30 A dưới một điện áp hiệu dụng 220 V. Điện áp hiệu dụng 220 V. Điện áp hiệu dụng ở cuộn sơ cấp là 5 kV.

a) Tính công suất tiêu thụ ở cửa vào và ở cửa ra của biến áp.

b) Tính cường độ hiệu dụng ở cuộn sơ cấp.

Một máy biến áp lí tưởng cung cấp một công suất 4 kW dưới một điện áp hiệu dụng 110 V. Biến áp đó nối với đường dây tải điện có điện trở tổng là 2 Ω.

a) Tính cường độ hiệu dụng trên đường dây tải điện.

b) Tính độ sụt thế trên đường dây tải điện.

c) Tính điện áp hiệu dụng ở cuối đường dây tải điện.

d) Xác định công suất tổn hao trên đường dây đó.

e) Thay biến áp trên đây bằng một biến áp có cùng công suất nhưng điện áp hiệu dụng ở cửa ra là 220 V. Tính toán lại các đại lượng nêu ra ở bốn câu hỏi trên.

Các máy phát điện xoay chiều nói chung dựa trên nguyên tắc nào?

Phân biệt dòng một pha với dòng ba pha.

Trong máy phát điện xoay chiều một pha, từ trường quay có vectơ  quay 300 vòng/ phút tạo bởi 20 cực nam châm điện (10 cực nam và 10 cực bắc) quay với tốc độ bao nhiêu ?

A. 10 vòng/giây;

B. 20 vòng/giây;

C. 5 vòng/ giây;

D. 100 vòng/ giây

Trong trường hợp ba suất điện động của máy phát ba pha mắc theo hình sao và ba tải cũng được mắc theo hình sao thì phải có bốn đường dây nối từ nguồn đến tải. Hãy xét trường hợp ba tải đối xứng và chứng minh rằng trong số bốn đường dây nối ấy có một đường dây tại đó cường độ dòng điện luôn bằng 0 (đường dây trung hòa).

Phát biểu nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ.

Nêu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha.