SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ...

50
SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC I. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Mai Thị Thu Huyền. 2. Ngày tháng năm sinh: 26 – 08 -1976. 3. Giới tính: Nữ 4. Địa chỉ: 18/G2 – KPI- P. Long Bình Tân - TP. Biên Hòa – Tỉnh Đồng Nai. 5. Điện thoại: CQ- 0613.834289 NR- 0613.834288 ĐTDĐ – 0938.282846 6.Fax: E-mail: [email protected] 7. Chức vụ: Giáo viên 8. Đơn vị công tác: THPT Nguyễn Hữu Cảnh – TP. Biên Hòa – Tỉnh Đồng Nai. II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO - Học vị (hoặc trình độ chuyên môn, nghiệp vụ) cao nhất: Cử nhân. - Năm nhận bằng: 1998. - Chuyên ngành đào tạo: Vật Lý III. KINH NGHIỆM KHOA HỌC - Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: Vật Lý Số năm có kinh nghiệm:13 năm - Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây.

Transcript of SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ...

Page 1: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC

I. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN1. Họ và tên: Mai Thị Thu Huyền.2. Ngày tháng năm sinh: 26 – 08 -1976.3. Giới tính: Nữ4. Địa chỉ: 18/G2 – KPI- P. Long Bình Tân - TP. Biên Hòa – Tỉnh Đồng Nai.5. Điện thoại: CQ- 0613.834289 NR- 0613.834288 ĐTDĐ – 0938.2828466. Fax: E-mail: [email protected]. Chức vụ: Giáo viên8. Đơn vị công tác: THPT Nguyễn Hữu Cảnh – TP. Biên Hòa – Tỉnh Đồng

Nai.II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO

- Học vị (hoặc trình độ chuyên môn, nghiệp vụ) cao nhất: Cử nhân.- Năm nhận bằng: 1998.- Chuyên ngành đào tạo: Vật Lý

III.KINH NGHIỆM KHOA HỌC- Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: Vật Lý

Số năm có kinh nghiệm:13 năm- Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây.

Page 2: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

Tên sáng kiến kinh nghiệm: “PHÂN LOẠI VÀ CÁCH GIẢI MỘT SỐ BÀI TẬP ĐIỆN

XOAY CHIỀU”I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Sự phát triển khoa học kỹ thuật ngày càng đạt được những thành tựu to lớn, những kiến thức khoa học ngày càng sâu rộng hơn. Khoa học kỹ thuật có những tác động quan trọng góp phần làm thay đổi bộ mặt của xã hội loài người, nhất là những ngành khoa học kỹ thuật cao. Vật lý là bộ môn khoa học cơ bản, làm cơ sở lý thuyết cho một số môn khoa học ứng dụng mới ngày nay.

Do có tính thực tiễn nên môn Vật Lý phổ thông là môn mang tính hấp dẫn. Tuy vậy, Vật Lý là một môn học khó vì cơ sở của nó là toán học. Bài tập của nó rất đa dạng và phong phú. Trong phân phối chương trình số tiết bài tập lại ít hơn số với nhu cầu cần củng cố kiến thức cho học sinh. Chính vì thế người giao viên phải đưa ra những phương pháp tốt nhất nhắm tạo ra cho học sinh niềm say mê yêu thích môn này. Việc phân loại và hướng dẫn cách giải là việc làm rất cần thiết.

Trong chương trình Vật lý 12, bài tập điện xoay chiều là đa dạng và khó. Qua những năm đứng lớp giảng dạy tôi nhận thấy học sinh thường rất lúng túng trong việc tìm cách giải bài tập. Xuất phát từ thực tiễn trên, qua kinh nghiệm giảng dạy tôi đã chọn đề tài: “ PHÂN LOẠI VÀ CÁCH GIẢI MỘT SỐ BÀI TẬP ĐIỆN XOAY CHIỀU”.

Đề tài này giúp học sinh khắc sâu kiến thức lí thuyết qua một hệ thống bài tập và phương pháp giải chúng, giúp các em chủ động làm được các bài tập.

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 2 -

Page 3: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

II. NỘI DUNG ĐỀ TÀI1. Cơ sở lý luận.

Chủ đề 1: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU. Dạng 1: CÁCH TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU- Thông thường bài tập thuộc dạng này yêu cầu ta tính từ thông, suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây quay trong từ trường. Ta sử dụng các công thức sau để giải:- Tần số góc: (đơn vị: rad/s)- Tần số của suất điện động cảm ứng trong khung bằng tần số quay của khung:

(Đơn vị: Hz)

- Chu kỳ quay của khung dây: (đơn vị: s)

- Biểu thức từ thông: ,với

- Biểu thức suất điện động: , Với lúc t = 0

Hay , với (đơn vị: V)Dạng 2: VIẾT BIỂU THỨC CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP.- Xác định giá trị cực đại của cường độ dòng điện Io hoặc điện áp cực đại Uo.

- Xác định góc lệch pha giữa u và i:

Chú ý: Cũng có thể tính các độ lệch pha và các biên độ hay giá trị hiệu dụng bằng giản đồ Fre-nen.Dạng 3: CỘNG HƯỞNG ĐIỆN Khi có hiện tượng cộng hưởng điện thì:

ZL = ZC hay hay

Khi đó

Áp dụng hiện tượng cộng hưởng điện để tìm L, C, f khi:- Số chỉ ampe kế cực đại.

- Cường độ dòng điện và điện áp đồng pha ( ). - Hệ số công suất cực đại, công suất tiêu thụ cực đại. - Để mạch có cộng hưởng điện. Nếu đề bài yêu cầu mắc thêm tụ điện C’ với C và tìm cách mắc thì chú ý so sánh C tđ

với C trong mạch:- Ctđ > C : phải mắc thêm C’ song song với C- Ctđ < C : phải mắc thêm C’ nối tiếp với C.

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 3 -

Page 4: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

Dạng 4: XÁC ĐỊNH CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐIỆN KHI BIẾT HAI ĐOẠN MẠCH CÓ ĐIỆN ÁP CÙNG PHA, VUÔNG PHA. - Điện áp hai đoạn mạch 1 và 2 ở trên cung một mạch điện vuông pha nhau:

- Nếu = 0o (hai điện áp đồng pha) thì

- Áp dụng công thức .

Dạng 5: CÔNG SUẤT CỦA ĐOẠN MẠCH R, L, C MẮC NỐI TIẾP

+ Công thức: ,với

+ Công suất cực đại (Pmax) khi U không đổi:

+ R không đổi ; L, hoặc C, hoặc f thay đổi:P đạt giá trị lớn nhất (Pmax) khi mẫu số đạt giá trị nhỏ nhất. Điều này xảy ra khi trong mạch có cộng hưởng điện ZL = ZC:

+ R thay đổi ; L, C, và f không thay đổi:

Pmax min

Dung bất đẳng thức Cô-si, áp dụng cho hai số không âm:

Nên min

+ Khảo sát sự thay đổi của P:- Lấy đạo hàm của P theo đại lượng thay đổi.- Lập bảng biến thiên.- Vẽ đồ thị.

Dạng 6: XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ CỰC ĐẠI CỦA ĐIỆN ÁP HIỆU DỤNG KHI THAY ĐỔI L, HOẶC C, HOẶC f. Tìm L để ULmax: Phương pháp dung công cụ đạo hàm: Lập biểu thức dưới dạng

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 4 -

Page 5: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

Đặt: ;

Để ULmax thì ymin ;

Vậy:

Phương pháp giản đồ Fre-nen:

Từ giản đồ Fre-nen, ta có:

Đặt , với .

Áp dụng định lý hàm số sin, ta có:

Vì U không đổi và nên UL = ULmax khi

đạt cực đại hay = 1.

Khi đó

Khi = 1 , ta có:

Chú ý: Nếu tìm điện áp cực đại ở hai đầu cuộn dây có điện trở thuần r thì lập biểu thức

và dung đạo hàm, lập bảng biến thiên để tìm ymin , Udmax và giá trị của L.

Tìm C để UCmax: Lập biểu thức dưới dạng:

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 5 -

I

CU

U

LU

RU

1U

Page 6: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

Tương tự như trên, dung ba phương pháp: đạo hàm, tam thức bậc hai, và giản đồ Fre-nen để giải.

Ta có kết quả: và

Chú ý : Nếu tìm điện áp cực đại ở hai đầu đoạn mạch nhỏ gồm R nối tiếp C thì lập

biểu thức và dung đạo hàm, lập bảng biến thiên để tìm ymin.

Xác định giá trị cực đại ULmax, và UCmax khi tần số f thay đổi: Lập biểu thức:

Đặt , , ,

Lập biểu thức:

Đặt , , ,

Dung tam thức bậc hai của ẩn phụ x để tìm giá trị cực tiểu của y, cuối cung có chung kết quả:

, (với điều kiện )

Các trường hợp linh hoạt sử dụng các công thức hoặc vẽ giản đồ Fre-nen để giải toán.Dạng 7: XÁC ĐỊNH CÁC PHẦN TỬ ĐIỆN R, L, C CHỨA TRONG HỘP ĐEN. Vẽ giản đồ Fre-nen nếu cần thiết. Dựa vào dữ kiện bài cho, độ lệch pha, vận dụng các quy luật của dòng điện xoay chiều, tính toán và suy luận để xác định được các phần tử chứa trong hộp kín đó. Chú ý các trường hợp sau: Nếu u và i cung pha thì trong hộp đen có duy nhất một điện trở R hay có đủ ba phần tử điện R, L, C nhưng ZL = ZC.

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 6 -

Page 7: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

Nếu u và i vuông pha nhau thì trong hộp đen không có điện trở thuần, có cuộn dây tự cảm L, có tụ điện C hoặc có cả hai. Nếu u sớm pha hơn i một góc nhọn thì trong mạch có điện trở R và cuộn dây tự cảm L, hoặc cả ba phần tử điện R, L, C nhưng ZL > ZC. Nếu u chậm pha hơn i một góc nhọn thì trong hộp đen có điện trở và tụ điện, hoặc có cả ba phần tử điện R, L, C nhưng ZC > ZL. Các kiến thức dung để tính toán định lượng: để giải bài toán về hộp đen ta phải vận dụng nhiều dạng bài tập đã trình bày ở trên, và dựa vào các công thức liên quan để tính giá trị các phần tử điện chứa trong hộp kín.

Chủ đề 2: SẢN XUẤT – TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. Dạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN.- Áp dụng các kết quả về máy phát điện xoay chiều một pha:

+ Tại t = 0, ta có thì từ thông qua một vòng dây:

= BScost = o cost + Suất điện động xoay chiều trong mỗi cuộn dây:

.

+ Tần số dòng điện: f = np.- Áp dụng các kết quả về dòng điện ba pha liên quan đến điện áp và cường độ dòng điện ứng với mỗi cách mắc: + Mắc hình sao: ;

* Khi tải đối xứng thì : . * Vẽ giản đồ Fre-nen nếu cần thiết. + Mắc hình tam giác: ; Chú ý: khi mạch điện ngoài hở, dòng điện trong các cuộn dây của máy phát bằng 0.- Đối với động cơ điện ba pha, các bài toán thường liên quan đến công suất: + Công suất tiêu thụ: . + Công suất hao phí do tỏa nhiệt: P = 3I2R (với R là điện trở thuần một cuộn dây của động cơ).

+ Hiệu suất: (với Pi là công suất cơ học)

Dạng 2: MÁY BIẾN ÁP VÀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG.- Áp dụng các công thức về biến thế liên quan đến điện áp, công suất, cường độ dòng điện:

+ Hệ số biến áp:

+ Công suất vào (sơ cấp): (xem ). Công suất ra (thứ cấp): (xem ).

+ Hiệu suất:

Nếu hiệu suất của máy biến áp là 100% thì P1 = P2 .

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 7 -

Page 8: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

- Áp dụng các công thức về truyền tải điện năng: + Độ giảm thế trên đường dây: U = Unơi đi - Unơi đến = IR.

+ Công suất hao phí trên đường dây: P = Pnơi đi – Pnơi đến .

+ Hiệu suất truyền tải điện năng: < 1

2. Nội dung, biện pháp thực hiện các giải pháp của đề tài.

1. Dạng 1: CÁCH TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀUBài 1: Một khung dây có diện tích S = 60cm2 quay đều với vận tốc 20 vòng trong một giây. Khung đặt trong từ trường đều B = 2.10 -2T. Trục quay của khung vuông góc với các đường cảm ứng từ, lúc t = 0 pháp tuyến khung dây có hướng của .a. Viết biểu thức từ thông xuyên qua khung dây.b. Viết biểu thức suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây.Bài giải:

a. Chu kì: (s).

Tần số góc: (rad/s). (Wb) Vậy (Wb)b. (V)

Vậy (V) Hay (V)

Bài 2: Một khung dây dẫn gồm N = 100 vòng quấn nối tiếp, diện tích mỗi vòng dây là S = 60cm2. Khung dây quay đều với tần số 20 vòng/s, trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 2.10-2T. Trục quay của khung vuông góc với .a. Lập biểu thức của suất điện động cảm ứng tức thời.b. Vẽ đồ thị biểu diễn suất điện động cảm ứng tức thời theo thời gian.Bài giải:

a. Chu kì: s.

Tần số góc: Biên độ của suất điện động: Eo = NBS = 40 .100.2.10-2.60.10-4 1,5V

Chọn gốc thời gian lúc .

Biểu thức của suất điện động cảm ứng tức thời: (V)

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 8 -

Page 9: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

Hay (V).

b. Đồ thị biểu diễn e theo t là đường hình sin: - Qua gốc tọa độ O. - Có chu kì T = 0,05s - Biên độ Eo = 1,5V.Bài 3: Một khung dây dẫn có N = 100 vòng dây quấn nối tiếp, mỗi vòng có diện tích S = 50cm2. Khung dây được đặt trong từ trường đều B = 0,5T. Lúc t = 0, vectơ pháp tuyến của khung dây hợp với góc

. Cho khung dây quay đều quanh trục (trục đi qua tâm và song song với

một cạnh của khung) vuông góc với với tần số 20 vòng/s. Chứng tỏ rằng trong khung xuất hiện suất điện động cảm ứng e và tìm biểu thức của e theo t.Bài giải:Khung dây quay đều quanh trục vuông góc với cảm ứng từ thì góc hợp bởi vectơ pháp tuyến của khung dây và thay đổi từ thông qua khung dây biến thiên Theo định luật cảm ứng điện từ, trong khung dây xuất hiện suất điện động cảm ứng. Tần số góc: (rad/s) Biên độ của suất điện động : (V)

Chọn gốc thời gian lúc

Biểu thức của suất điện động cảm ứng tức thời:

(V) Hay (V)

Bài 4: Khung dây gồm N = 250 vòng quay đều trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 2.10-2T. Vectơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay của khung. Diện tích của mỗi vòng dây là S = 400cm2. Biên độ của suất điện động cảm ứng trong khung là (V) (V). Chọn gốc thời gian (t = 0) lúc pháp tuyến của khung song song và cung chiều với

.a. Viết biểu thức của suất điện động cảm ứng e theo t.

b. Xác định giá trị của suất điện động cảm ứng ở thời điểm s.

c. Xác định thời điểm suất điện động cảm ứng có giá trị V.

Bài giải:

a. Tần số góc : (rad/s)

Biểu thức của suất điện động cảm ứng tức thời:

(V) hay (V).

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 9 -

Page 10: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

b. Tại s thì V

c. V

Bài 5: Một con lắc đơn gồm một dây kim loại nhẹ có đầu trên I cố định, đầu dưới treo quả cầu nhỏ C bằng kim loại. Chiều dài của dây là l = 1m.a. Kéo C ra khỏi vị trí cân bằng góc rad rồi buông cho C dao động tự do. Lập biểu thức tính góc hợp bởi dây treo và phương thẳng đứng theo thời gian t.b. Con lắc dao động trong từ trường đều có vuông góc với mặt phẳng dao động của con lắc. Cho B = 0,5T, chứng tỏ giữa I và C có một hiệu điện thế u. Lập biểu thức của u theo thời gian tBài giải:

a. Tần số góc: (rad/s)

Phương trình dao động của con lắc có dạng: Chọn gốc thời gian t = 0 lúc con lắc lệch khỏi vị trí cân bằng góc rad.

tại t = 0 thì Vậy (rad).b. Con lắc dao động trong từ trường đều có vuông góc với mặt phẳng dao động của con lắc diện tích S của mặt phẳng dao động quét bởi con lắc thay đổi theo thời gian t từ thông qua diện tích S biến thiên trong con lắc xuất hiện suất điện động cảm ứng, suy ra giữa hai đầu I và C của con lắc có một hiệu điện thế u.Do vectơ pháp tuyến của mặt phẳng dao động quét bởi con lắc trung

.

Vì mạch IC hở nên biểu thức của u theo t có dạng :

Với ( Diện tích hình quạt)

(V)

Vậy (V).2. Dạng 2: VIẾT BIỂU THỨC CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP.

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 10 -

Page 11: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

Bài 1: Mạch điện xoay chiều gồm một điện trở thuần R = 40, một cuộn thuần cảm

có hệ số tự cảm H và một tụ điện có điện dung F mắc nối tiếp.

Biết rằng dòng điện qua mạch có dạng (A).a. Tính cảm kháng của cuộn cảm, dung kháng của tụ điện và tổng trở toàn mạch.b. Viết biểu thức điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở, giữa hai đầu cuộn cảm, giữa hai đầu tụ điện, giữa hai đầu mạch điện.Bài giải:

a. Cảm kháng:

Dung kháng:

Tổng trở: b. * Viết biểu thức uR: UoR = IoR = 3.40 = 120VVì uR cung pha với i nên : Vậy (V).* Viết biểu thức uL: Với UoL = IoZL = 3.80 = 240V

Vì uL nhanh pha hơn i góc nên: Vậy (V).

* Viết biểu thức uC: Với UoC = IoZC = 3.50 = 150V

Vì uC chậm pha hơn i góc nên: Vậy (V).

* Viết biểu thức u:

Áp dụng công thức:

(rad). Với Uo= IoZ = 3.50 = 150VVậy (V).Bài 2: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm một điện trở thuần R = 80, một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 64mH và một tụ điện có điện dung mắc nối tiếp.a. Tính tổng trở của đoạn mạch. Biết tần số của dòng điện f = 50Hz.b. Đoạn mạch được đặt vào điện áp xoay chiều có biểu thức (V). Lập biểu thức cường độ tức thời của dòng điện trong đoạn mạch.Bài giải:a. Tần số góc: rad/s Cảm kháng:

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 11 -

Page 12: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

Dung kháng:

Tổng trở:

b. Cường độ dòng điện cực đại: A

Độ lệch pha của hiệu điện thế so với cường độ dòng điện:

.

Vậy i sớm hơn u góc 370

Vậy (A)

Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ. Biết H,

F và đèn ghi (40V- 40W). Đặt vào 2 điểm A và N

một hiệu điện thế (V). Các dụng cụ đo không làm ảnh hưởng đến mạch điện.a. Tìm số chỉ của các dụng cụ đo.b. Viết biểu thức cường độ dòng điện và điện áp toàn mạch.Bài giải:

a. ; ;

Số chỉ của vôn kế: V= UV

Số chỉ của ampe kế: A

b. Biểu thức cường độ dòng điện có dạng:

rad. Vậy I sớm hơn uAN một góc /4.

Vậy (A).

Biểu thức hiệu điện thế giữa hai điểm A, B: Tổng trở của đoạn mạch AB:

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 12 -

Page 13: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

V

rad

Vậy (V)

Bài 4: Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ, R = 100, L là độ tự cảm của cuộn

dây thuần cảm, F, RA 0. Điện áp (V). Khi K đóng

hay khi K mở, số chỉ của ampe kế không đổi.a. Tính độ tự cảm L của cuộn dây và số chỉ không đổi của ampe kế.b. Lập biểu thức của cường độ dòng điện tức thời trong mạch khi K đóng và khi K mở.Bài giải: a. Theo đề bài, điện áp và số chỉ ampe kế không đổi khi K đóng hay khi K mở nên tổng trở Z khi K mở và khi K đóng bằng nhau

Ta có:

H

Số chỉ ampe kế bằng cường độ dòng điện hiệu dụng khi K đóng:

A

b. Biểu thức cường độ dòng điện:

- Khi K đóng: Độ lệch pha :

Vậy (A).

- Khi K mở: Độ lệch pha:

Vậy (A).

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 13 -

(Loại)

Page 14: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

3. Dạng 3: CỘNG HƯỞNG ĐIỆNBài 1: Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ. Biết R =

50, H. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp

xoay chiều (V). Biết tụ điện C có thể thay đổi được.a. Định C để điện áp đồng pha với cường độ dòng điện.b. Viết biểu thức dòng điện qua mạch.Bài giải:a. Để u và i đồng pha: thì trong mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện.

ZL = ZC

F

b. Do trong mạch xảy ra cộng hưởng điện nên Zmin = R

(A)

Pha ban đầu của dòng điện: Vậy (A).Bài 2: Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ. Biết R =

200, H, F. Đặt vào hai đầu mạch điện

một hiệu điện thế xoay chiều (V).a. Tính số chỉ của ampe kế.b. Khi R, L, C không đổi để số chỉ của ampe kế lớn nhất, thì tần số dòng điện phải bằng bao nhiêu? Tính số chỉ ampe kế lúc đó. (Biết rằng dây nối và dụng cụ đo không làm ảnh hưởng đến mạch điện).

Bài giải: a. Cảm kháng:

Dung kháng:

Tổng trở của mạch:

Ta có : (A)

Số chỉ của ampe kế : (A)

b. Ta có:

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 14 -

Page 15: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

Để số chỉ của ampe kế cực đại IAmax thì Zmin (cộng hưởng điện)

Hz

Số chỉ ampe kế cực đại: IAmax = (A)

Bài 3: Trong một đoạn mạch xoay chiều RLC nối tiếp, hệ số tự cảm của cuộn dây là L = 0,1H ; tụ điện có điện dung C = 1F, tần số dòng điện là f = 50Hz. a. Hỏi dòng điện trong đoạn mạch sớm pha hay trễ pha so với điện áp ở hai đầu đoạn mạch ?b. Cần phải thay tụ điện nói trên bởi một tụ điện có điện dung C’ bằng bao nhiêu để trên đoạn mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện?Bài giải:a. Tần số góc: (rad/s) Cảm kháng: ()

Dung kháng: (F)

ZC > ZL i biến thiên sớm pha so với ub. Thay tụ điện C bằng tụ điện C’, để mạch xảy ra cộng hưởng điện thì

F

Bài 4: Cho mạch điện xoay chiều có (V) ổn định. Điện trở

R = 24, cuộn thuần cảm H, tụ điện

F, vôn kế có điện trở rất lớn.a. Tìm tổng trở của mạch và số chỉ của vôn kế.b. Ghép thêm với tụ điện C1 một tụ điện có điện dung C2 sao cho vôn kế có số chỉ lớn nhất. Hãy cho biết cách ghép và tính C2. Tìm số chỉ của vôn kế lúc đó.Bài giải:

a. Cảm kháng :

Dung kháng :

Tổng trở mạch:

Số chỉ của vôn kế: V.

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 15 -

Page 16: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

b. Ta có: ZL là hằng số, để UVmax thì Imax ZCtđ = ZL = 20 > phải ghép tụ điện C2 nối tiếp với tụ điện C1

Điện dung F

Số chỉ của vôn kế lúc này là:

V.Bài 5: Mạch điện như hình. Điện áp hai đầu A và B ổn định có biểu thức

(V). Cuộn cảm có độ tự cảm

, điện trở thuần Ro = R = 100, tụ điện có

điện dung Co. Người ta đo được hệ số công suất của mạch điện là .a. Biết điện áp u sớm pha hơn dòng điện i trong mạch. Xác định Co.b. Để công suất tiêu thụ đạt cực đại, người ta mắc thêm một tụ điện có điện dung C1 với tụ điện Co để có bộ tụ điện có điện dung C thích hợp. Xác định cách mắc và giá trị của C1.Bài giải:

a. Cảm kháng:

Theo bài:

Vì điện áp u sớm pha hơn dòng điện i nên ZL > ZCo

(F)

b. Vì P = I2(R+Ro) nên để Pmax thì Imax ( cộng hưởng điện) , ZCo = 100 Ta có ZC > ZCo C < Co C1 mắc nối tiếp với Co

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 16 -

Page 17: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

(F)

4. Dạng 4: XÁC ĐỊNH CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐIỆN KHI BIẾT HAI ĐOẠN MẠCH CÓ ĐIỆN ÁP CÙNG PHA, VUÔNG PHA.Bài 1: Cho mạch điện xoay chiều như hình.

R1 = 4, , R2 = 100 , H , .

Tìm điện dung C2, biết rằng điện áp uAE và uEB đồng pha. Bài giải:Vì uAE và uEB đồng pha nên

(F)

Bài 2: Cho mạch điện như hình vẽ. UAN = 150V, UMB

= 200V, uAN và uMB vuông pha với nhau, cường độ dòng điện tức thời trong mạch có biểu thức

(A). Biết cuộn dây là thuần cảm. Hãy viết biểu thức uAB.Bài giải:Ta có: V (1)

V (2)

(3)

Từ (1), (2) và (3), ta suy ra : UL = 160V , UC = 90V, UR = 120VTa có : V

rad

Vậy (V)

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 17 -

Page 18: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

Bài 3: Hai cuộn dây (R1, L1) và (R2, L2) mắc nối tiếp vào mạng xoay chiều. Tìm mối liên hệ giữa R1, L1, R2, L2 để tổng trở đoạn mạch Z = Z1 + Z2 với Z1 và Z2 là tổng trở của mỗi cuộn dây.Bài giải: Ta có: Z = Z1 + Z2 IoZ = IZ1 + IoZ2 Uo = Uo1 + Uo2

Để có thể cộng biên độ điện áp, các thành phần u1 và u2 phải đồng pha. Vì (V) (V) Mà Uo = Uo1 + Uo2

Bài 4: Cho vào mạch điện hình bên một dòng điện xoay chiều có cường độ (A). Khi đó uMB và uAN vuông pha nhau, và

(V). Hãy viết biểu

thức uAN và tìm hệ số công suất của mạch MN. Bài giải:

Do pha ban đầu của i bằng 0 nên rad

Dựa vào giản đồ vec-tơ, ta có các giá trị hiệu dụng của UL, UR, UC là:

(V)

Vì uMB và uAN vuông pha nhau nên

rad

(V)

Ta có: (V)

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 18 -

LU

MBU

CUO

MNU

RU

ANU

I

MBMN

Page 19: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

Vậy biểu thức (V).

Hệ số công suất toàn mạch:

5. Dạng 5: CÔNG SUẤT CỦA ĐOẠN MẠCH R, L, C MẮC NỐI TIẾP

Bài 1: Điện áp hai đầu một đoạn mạch là (V), và

cường độ dòng điện qua mạch là (A). Tính công suất

đoạn mạch. Bài giải:

Ta có : (V); (A)

Độ lệch pha: rad

Vậy công suất của đoạn mạch là: (W).

Bài 2: Cho mạch điện như hình vẽ. Cuộn dây thuần cảm,

có L=0,159H. Tụ điện có điện dung F. Điện trở

R = 50. Điện áp hai đầu đoạn mạch có biểu thức (V). Tần số dòng điện thay đổi. Tìm f để công suất của mạch đạt cực đại và tính giá trị cực đại đó.

Bài giải: Công suất của mạch:

Vì U không đổi, R không đổi nên Pmax khi Zmin khi ZL = ZC, tức là trong mạch có cộng hưởng điện:

Tần số (Hz).

Công suất cực đại của mạch: (W).

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 19 -

Page 20: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

Bài 3: Cho mạch như trên hình vẽ của bài 2. Tụ điện có điện dung F.

Điện trở R = 100. Điện áp hai đầu đoạn mạch có biểu thức (V). Cuộn dây có độ tự cảm L thay đổi. Điều chỉnh L = Lo thì công suất của mạch cực đại và bằng 484W. a. Hãy tính Lo và U.b. Viết biểu thức cường độ dòng điện trong mạch.Bài giải.

Công suất của mạch:

Vì U không đổi, R không đổi nên Pmax khi Zmin Ta có , nên Zmin khi ZL = ZC, tức là trong mạch có cộng

hưởng điện: (H)

Công suất cực đại của mạch: (V)

b. Vì xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện nên i và u đồng pha u/i = 0

Ta có: (A)

Vậy biểu thức (A).

Bài 4: Cho mạch điện xoay chiều nối tiếp R, L, C. Cuộn dây có H, tụ điện

có điện dung C thay đổi được. Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch (V). Biết rằng khi C = 0,159.10-4F thì cường độ dòng điện i trong mạch nhanh pha

hơn điện áp u giữa hai đầu đoạn mạch một góc .

a. Tìm biểu thức giá trị tức thời của i.b. Tìm công suất P trong mạch. Khi cho điện dung C tăng dần thì công suất P thay đổi thế nào? Bài giải:

a. Ta có: ()

(V)

rad

= -1

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 20 -

Page 21: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

Tổng trở:

(A)

Vậy biểu thức (A)

b. Công suất P = RI2 = 100.12 = 100W

Đạo hàm P’ theo C:

F

W

Bảng biến thiên: Đồ thị P theo C:

Vậy: khi C tăng từ 0 0,318.10-4F thì P tăng từ 0 200W. Khi C tăng từ 0,318.10-4F thì P giảm từ 200W 100W.

Bài 5: Cho mạch điện như hình. Điện áp (V), r =15, H.

a. Điều chỉnh giá trị của biến trở sao cho dòng điện hiệu dụng trong mạch là 2A. Tính giá trị của biến trở và điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây.b. Điều chỉnh biến trở R: - Tính R cho công suất tiêu thụ trên mạch cực đại. Tính Pmax. - Tính R cho công suất tiêu thụ trên R cực đại. Tính PRmax.

Bài giải:

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 21 -

Page 22: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

a. Cảm kháng:

(V)

Tổng trở

Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây: Ucuộn dây = I.Zcuộn dây (V)b. Công suất tiêu thụ trên toàn mạch:

Pmax khi min

Áp dụng bất đẳng thức Cô-si với hai số không âm:

(hằng số)

Nên min (dấu = xảy ra) khi

W

Công suất tiêu thụ trên R:

PRmax khi min

Tương tự, áp dụng bất đẳng thức Cô-si với hai số không âm:

W

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 22 -

Page 23: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

6. Dạng 6: XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ CỰC ĐẠI CỦA ĐIỆN ÁP HIỆU DỤNG KHI THAY ĐỔI L, HOẶC C, HOẶC f.Bài 1: Cho mạch điện như hình vẽ. Điện áp giữa hai đầu AB ổn định có biểu thức

(V). Cuộn dây thuần cảm kháng có độ tự cảm L thay đổi được,

điện trở R = 100, tụ điện có điện dung (F).

Xác định L sao cho điện áp đo được giữa hai điểm M và B đạt giá trị cực đại, tính hệ số công suất của mạch điện khi đó.

Bài giải:Cách 1: Phương pháp đạo hàm

Dung kháng:

Ta có:

Đặt (với )

UMBmax khi ymin. Khảo sát hàm số y: Ta có:

H

Hệ số công suất:

Cách 2: Phương pháp dùng tam thức bậc hai

Dung kháng:

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 23 -

Page 24: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

Ta có:

Đặt

Với ; ;

UMBmax khi ymin

Vì > 0 nên tam thức bậc hai đạt cực tiểu khi

hay

H

Hệ số công suất:

Cách 3: Phương pháp dùng giản đồ Fre-nen. Dung kháng:

Đặt

Ta có:

rad

rad.

Xét tam giác OPQ và đặt .

Theo định lý hàm số sin, ta có:

Vì U và sin không đổi nên ULmax khi sin cực đại hay sin = 1

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 24 -

I

CU

U

LU

RU

1U

1O

P

Q

Page 25: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

Vì rad.

Hệ số công suất:

Mặt khác, ta có:

H

Bài 2: Cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 0,318H, R = 100, tụ C là tụ xoay. Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch có biểu thức (V).a. Tìm C để điện áp giữa hai đầu bản tụ đạt giá trị cực đại, tính giá trị cực đại đó.b. Tìm C để điện áp hai đầu MB đạt cực đại, tính giá trị cực đại đó.Bài giải:a. Tính C để UCmax.Cảm kháng : Cách 1: Phương pháp đạo hàm:Ta có:

Đặt (với )

UCmax khi ymin.Khảo sát hàm số:

Bảng biến thiên:

ymin khi hay

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 25 -

Page 26: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

F

(V)

Cách 2: Phương pháp dùng tam thức bậc hai.Ta có:

Đặt

(với ; ; )

UCmax khi ymin. Vì hàm số y có hệ số góc a > 0, nên y đạt cực tiểu khi

hay

(F).

V

Cách 3: Phương pháp dùng giản đồ Fre-nen.Ta có: Áp dụng định lý hàm số sin, ta có:

Vì U và không đổi nên UCmax khi sin cực đại hay sin = 1.

Khi

F

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 26 -

I

CU

1ULU

RU

U

O

P

Q

Page 27: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

(V)

b. Tìm C để UMbmax. UMBmax = ?Lập biểu thức:

Đặt (với x = ZC)

UMBmax khi ymin.

Khảo sát hàm số y:

(*)

Giải phương trình (*) (x lấy giá trị dương).

Lập bảng biến thiên:

điện dung F

Thay vào biểu thức y

(V)

7. Dạng 7: XÁC ĐỊNH CÁC PHẦN TỬ ĐIỆN R, L, C CHỨA TRONG HỘP ĐEN.Bài 1: Cho mạch điện như hình vẽ. Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch có biểu thức là (V). Cường độ

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 27 -

Page 28: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

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

Ta thấy, Pmax khi min.

Theo bất đẳng thức Cô-si, ta có:

Dấu = xảy ra khi và chỉ khi R = ZC.Tổng trở của toàn mạch: (1)

Mặt khác: (2)

Từ (1) và (2)

F.

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 rad.

- Nếu điều chỉnh C1 để uAM trung pha với dòng điện thì công 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 giải.Ta có:

rad

Ta có giản đồ Fre-nen như hình vẽ.

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 28 -

1RU

MBU1LU

oRU

AMU

21O

oLU

1 1L CU U

1CU

Page 29: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

rad

Vậy hộp kín X chứa Ro nối tiếp Lo.

Ta có:

(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)

Từ (1) và (2) và H

Vậy hộp kín X chứa nối tiếp cuộn thuần cảm H.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. Khi mắc vào hai điểm A và M hai cực của nguồn điện một chiều, ampe kế chỉ 2A, V1 chỉ 60V. Khi mắc A và B vào nguồn điện xoay chiều, tần số 50Hz thì ampe kế chỉ 1A, các

vôn kế chỉ cung giá trị 60V nhưng uAM và uMB lệch pha nhau . Hai hộp X và Y

chứa những phần tử nào? Tính giá trị của chúng.

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

Khi đó ta có: (vì ZL = 0).

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

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 29 -

Page 30: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

P

O I

Q

RU

LU

/ /cos cos 100cos 50( )3MB MB

Ru i R MB u i

MB

U U U VU

ABU

tan 50 tan 50 33L R MBU U

MBU

3

M

N

R

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

H.

Ta có: 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:

(1)Vì uAM vuông pha uMB nên ta có:

(2)

Giải (1) và (2) ;

(F).

Vậy hộp X chứa nối tiếp H hộp Y chứa nối tiếp F.8. Dạng 8: GIẢI TOÁN NHỜ GIẢN ĐỒ VEC-TƠ.Bài 1: Cho mạch điện như hình vẽ. Cuộn dây thuần cảm, điện trở ampe kế không đáng kể, điện trở vôn kế rất lớn. Đặt vào hai đầu AB một điện áp

(V). Khi H thì điện

áp uAN trễ pha so với uAB và uMB sớm pha so

với uAB. Tìm R, C.Bài giải:

Cảm kháng:

V

Ta có : Từ giản đồ Fre-nen, ta thấy OPQ là tam giác đều

V ; rad

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 30 -

MBU

AMU

AM

MBOI

Page 31: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

OI

Q

RU

LU

/ /cos cos 100cos 50( )3MB MB

Ru i R MB u i

MB

U U U VU

ABU

tan 50 tan 50 33L R MBU U

L CU U P

/ 3/ 6

rU

V MBU U

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

V

V

OPQ đều nên OR là đường trung tuyến R là trung điểm của PQ UC = UMB = 60V. Vì UMB = UL - UC UL = UMB + UC = 2UMB = 2.60 = 120V

Ta có :

Tương tự:

F.

Bài 2: Cho mạch điện như hình vẽ. Hai đầu A, B đặt vào một điện áp xoay chiều (V). Điện trở vôn kế nhiệt là vô

cung lớn. Cho biết vôn kế chỉ 120V, công suất tiêu

thụ trên mạch AB là 360W, uAN lệch pha so với

uMB, uAB lệch pha so với uAN. Tìm R, r, L, và C.

Bài giải:

Ta có : V

Vẽ giản đồ Fre-nen cho mạch điện AB. Áp dụng định lý hàm số cosin cho OPQ, ta được:

V.Vì UR = UV = 120V nên hình bình hành tạo bởi và là hình thoi

góc lệch pha của uAB so với uR là rad.

Từ đó, ta có: V; V

V

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 31 -

Page 32: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

CU

P

M I

N

30o

MN

oRU

LU

MNU

MPU

A

NPU

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

Mặt khác ta có:

A.

Vậy :

H

F.

Bài 3: Cho mạch điện xoay chiều có sơ đồ như hình. Đặt điện áp xoay chiều có tần số 50Hz vào hai đầu M,Q của đoạn mạch thì vôn kế nhiệt chỉ 90V, RV = . Khi đó uMN lệch pha 150o và uMP lệch pha 30o so với uNP. Đồng thời UMN = UMP = UPQ. Cho biết điện trở thuần của đoạn mạch PQ là R = 30.a. Hỏi cuộn dây có điện trở thuần không? Giải thích.b.Tính UMQ và hệ số tự cảm L của cuộn dây.

Bài giải:

a. Giả sử cuộn dây không có điện trở thuần Ro thì điện áp uMN sớm pha so với i,

còn điện áp uNP trễ pha so với i uMN sớm pha 180o so với

uNP (trái với đề bài là lệch 150o). Vậy cuộn dây phải có điện trở thuần Ro.b. Vẽ giản đồ Fre-nen: Dựa vào giản đổ Fre-nen, ta có MNP cân tại M (vì UMN = UMP) MA là đường trung tuyến của MNP

V

V

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 32 -

Page 33: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

V

V

Ta có: A ;

H

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 33 -

Page 34: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

Chủ đề 2: SẢN XUẤT – TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG.1. Dạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN.Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm gồm hai cặp cực và phần ứng gồm 4 cuộn dây giống hệt nhau mắc nối tiếp, có suất điện động hiệu dụng là 120V và tần số 50Hz, Hãy tính số vòng mỗi cuộn dây, biết từ thông cực đại qua mỗi vòng là 5.10-3Wb.Bài giải:

Tốc độ quay của rôto: (vòng / s).

Từ thông qua mỗi vòng dây: = ocost.

Suất điện động của máy: (với N là số vòng

dây của mỗi cuộn dây).

Suất điện động hiệu dụng của máy: .

(vòng).

Bài 2: Động cơ điện xoay chiều một pha mắc vào mạng xoay chiều một pha đã hạ áp với U = 110V. Động cơ sinh ra một công suất cơ học Pi = 60W. Biết hiệu suất là 0,95 và dòng điện qua động cơ I = 0,6A. Hãy tính điện trở của động cơ và hệ số công suất của động cơ.Bài giải:

Hiệu suất của động cơ: Công suất tiêu thụ

(W)

Hệ số công suất :

Công suất tỏa nhiệt của động cơ: PN = P - Pi = 63,12 – 60 = 3,12 (W).

Mà .

Bài 3: Một động cơ điện ba pha mắc vào mạng điện ba pha có điện áp dây Ud = 220V. Biết rằng cường độ dòng điện dây là Id = 10A và hệ số công suất cos = 0,8. Tính công suất tiêu thụ của động cơ.Bài giải:Công suất tiêu thụ của động cơ điện ba pha: .

- Nếu các cuộn dây của động cơ đấu kiểu hình sao, ta có: ;

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 34 -

Page 35: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

BI

AU

CU

BU

AI

CI ABI

O120o

H

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

- Nếu các cuộn dây của động cơ đấu kiểu tam giác, ta có: ;

Trong cả hai trường hợp, ta đều có kết quả: (W).Bài 4: Mạng điện ba pha có điện áp pha Up = 120V có tải tiêu thụ mắc thành hình sao. Tính cường độ dòng điện trong các dây pha và dây trung hòa nếu các tải tiêu thụ trên A, B, C là điện trở thuần RA = RB = 12 ; RC = 24.Bài giải:Do các tải tiêu thụ mắc hình sao nên Id = Ip.

A

A.

Do các tải đều là thuần trở nên dòng điện pha đồng pha với điện áp pha. Các dòng điện lệch pha nhau 120o. Ta suy ra giản đồ Fre-nen sau:

Dựa vào giản đồ Io = IAB – IC.Vì IA = IB nên là đường chéo của hình thoi tạo bởi và IAB = 2.OH = 2.IB.cos60o = 2.10.cos60o = 10A.Vậy Io = IAB – IC = 10 – 5 = 5A.

2. Dạng 2: MÁY BIẾN ÁP VÀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG.Bài 1: Một đường dây tải điện xoay chiều một pha đến nơi tiêu thụ ở xa 6 km. Giả thiết dây dẫn làm bằng nhôm có điện trở suất = 2,5.10-8 m và có tiết diện 0,5cm2. Điện áp và công suất truyền đi ở trạm phát điện lần lượt là U = 6 kV, P = 540 kW. Hệ số công suất của mạch điện là cos = 0,9. Hãy tìm công suất hao phí trên đường dây và hiệu suất truyền tải điện.Bài giải:

Điện trở của dây dẫn tải điện:

Cường độ dòng điện trên dây: A

Công suất hao phí trên dây: P = I2R = 1002.3 = 30 kW

Hiệu suất truyền tải điện năng:

Bài 2: Điện năng được truyền từ trạm tăng áp đến trạm hạ áp nhờ hệ thống dây dẫn có điện trở R = 20. Cảm kháng và dung kháng không đáng kể. Đầu ra cuộn thứ cấp máy hạ áp có công suất 12 kW với cường độ 100A. Máy hạ áp có tỉ số vòng

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 35 -

Page 36: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp là . Bỏ qua hao phí máy biến áp. Hãy tìm

điện áp hiệu dụng ở cuộn thứ cấp của máy tăng áp.

Bài giải:Điện áp ở hai đầu cuộn thứ cấp của máy hạ áp:

V

Điện áp ở hai đầu cuộn sơ cấp máy hạ áp:

V

Vì bỏ qua hao phí của máy biến áp nên

A

Dòng điện qua cuộn sơ cấp máy hạ áp chính bằng dòng điện chạy qua dây dẫn tải điện có điện trở R.Độ giảm áp trên đường dây: V.Vậy điện áp ở hai đầu cuộn thứ cấp máy tăng áp là: V.Bài 3: Máy phát điện xoay chiều một pha cung cấp công suất P1 = 2 MW. Điện áp giữa hai cực là U1 = 2000V. Dòng điện đưa vào cuộn sơ cấp máy biến áp có hiệu suất H = 97,5%. Cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp có số vòng dây tương ứng là N1 = 160 vòng và N2 = 1200 vòng. Dòng điện thứ cấp được truyền tải đến nơi tiêu thụ bằng dây dẫn có R = 10. Hãy tính điện áp, công suất nơi tiêu thụ và hiệu suất truyền tải điện.Tóm tắt:P1 = 2MW ; U1 = 2000V ; H = 97,5% ; N1 = 160 vòng ; N2 = 1200 vòng ; R = 10U3 = ? , P3 = ? , = ?Các mối liên hệ cần xác lập:- Dòng điện đi từ máy phát điện xoay chiều đưa vào cuộn sơ cấp máy biến áp, ra ở cuộn thứ cấp máy biến áp và được truyền đến nơi tiêu thụ điện (sơ đồ tải điện như hình).

- Tìm cường độ dòng điện do máy phát điện cung cấp:

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 36 -

Page 37: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

- Đối với máy biến áp, đề bài cho biết U1, N1, N2 tìm được điện áp U2 giữa hai

đầu cuộn thứ cấp máy biến áp dựa vào biểu thức: .

- Dòng điện truyền từ máy phát điện đến máy biến áp có hiệu suất:

cường độ dòng điện I2 trong cuộn thứ cấp máy biến áp.

- Dòng điện đến nơi tiêu thụ bằng dòng điện trong cuộn thứ cấp máy biến áp.- Khi dòng điện truyền từ cuộn thứ cấp máy biến áp đến nơi tiêu thụ thì bị tiêu hao một phần. Do đó, độ giảm áp trên đường dây là: điện áp đến nơi tiêu thụ được tính bằng công thức .- Khi dòng điện truyền từ máy phát điện xoay chiều có công suất P1 qua máy biến áp

đến nơi tiêu thụ có công suất P3 thì hiệu suất truyền tải là ta cần tìm

công suất nơi tiêu thụ P3 = U3.I2 hiệu suất truyền tải HTT.Bài giải:Cường độ dòng điện do máy phát điện cung cấp:

A.

Điện áp giữa hai đầu cuộn thứ cấp máy biến áp:

V.

Cường độ dòng điện trong cuộn thứ cấp:

Vì A

Độ giảm áp trên đường dây: V.Điện áp đến nơi tiêu thụ: VCông suất đến nơi tiêu thụ: W

Hiệu suất truyền tải điện: .

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 37 -

Page 38: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

III. HIỆU QUẢ CỦA ĐỀ TÀI Khi dạy chuyên đề này cho học sinh thì thấy học sinh nắm bắt và vận dụng

phương pháp rất nhanh vào giải bài tập.Khảo sát bài cho thấy:

* Khi chưa đưa ra phương pháp trên.

Tỷ lệ học sinh giải được Tỷ lệ học sinh lúng túng

Tỷ lệ học sinh không giải được

25% 50% 25%

* Khi đưa ra phương pháp trên vào áp dụng.

Tỷ lệ học sinh giải được Tỷ lệ học sinh lúng túng

Tỷ lệ học sinh không giải được

80% 15% 5%

IV. ĐỀ XUẤT, KHUYẾN NGHỊ KHẢ NĂNG ÁP DỤNGChúng tôi rất mong muốn chuyên đề mang tính khoa học và sư phạm này

nhằm mục đích góp phần nang cao chất lượng dạy và học của thầy và trò.Do kinh nghiệm của bàn than còn hạn chế nên còn có những thiếu sót, tôi rất

mong đón nhận các ý kiến đóng góp của các đồng nghiệp nhằm được học hỏi thêm những kinh nghiệm quý báu và góp phần nâng cao tính khả thi cho đề tài.V. TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Giải bài tập Vật lý 12 – Bui quang Hân.2. 500 bài toán sơ cấp – Trương Thọ Lương.3. 450 bài tập trắc nghiệm Vật Lý – Lê Gia Thuận.

NGƯỜI THỰC HIỆN

Mai Thị Thu Huyền

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 38 -

Page 39: SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC - WordPress.com · Web viewDạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN. Bài 1: Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm

Gv: Mai Thị Thu Huyền – THPT Nguyễn Hữu Cảnh – Biên Hòa – Đồng Nai.

SỞ GD&ĐT ĐỒNG NAIĐơn vị : THPT Nguyễn Hữu Cảnh

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMĐộc lập - Tự do - Hạnh phúc

................................, ngày tháng năm

PHIẾU NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆMNăm học: 2010 – 2011

Tên sáng kiến kinh nghiệm: “Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều”Họ và tên tác giả: Mai Thị Thu Huyền. Chức vụ: Giáo viên.Đơn vị: THPT Nguyễn Hữu Cảnh – TP. Biên Hòa – Tỉnh Đồng Nai.Lĩnh vực: (Đánh dấu X vào các ô tương ứng, ghi rõ tên bộ môn hoặc lĩnh vực khác)- Quản lý giáo dục - Phương pháp dạy học bộ môn: ............................... - Phương pháp giáo dục - Lĩnh vực khác: ........................................................ Sáng kiến kinh nghiệm đã được triển khai áp dụng: Tại đơn vị Trong Ngành

1. Tính mới (Đánh dấu X vào 1 trong 2 ô dưới đây)- Có giải pháp hoàn toàn mới - Có giải pháp cải tiến, đổi mới từ giải pháp đã có 2. Hiệu quả (Đánh dấu X vào 1 trong 4 ô dưới đây)- Hoàn toàn mới và đã triển khai áp dụng trong toàn ngành có hiệu quả cao - Có tính cải tiến hoặc đổi mới từ những giải pháp đã có và đã triển khai áp dụng

trong toàn ngành có hiệu quả cao - Hoàn toàn mới và đã triển khai áp dụng tại đơn vị có hiệu quả cao - Có tính cải tiến hoặc đổi mới từ những giải pháp đã có và đã triển khai áp dụng tại

đơn vị có hiệu quả 3. Khả năng áp dụng (Đánh dấu X vào 1 trong 3 ô mỗi dòng dưới đây)

- Cung cấp được các luận cứ khoa học cho việc hoạch định đường lối, chính sách: Tốt Khá Đạt

- Đưa ra các giải pháp khuyến nghị có khả năng ứng dụng thực tiễn, dễ thực hiện và dễ đi vào cuộc sống: Tốt Khá Đạt

- Đã được áp dụng trong thực tế đạt hiệu quả hoặc có khả năng áp dụng đạt hiệu quả trong phạm vi rộng: Tốt Khá Đạt

Phiếu này được đánh dấu X đầy đủ các ô tương ứng, có ký tên xác nhận của người có thẩm quyền, đóng dấu của đơn vị và đóng kèm vào cuối mỗi bản sáng kiến kinh nghiệm.

XÁC NHẬN CỦA TỔ CHUYÊN MÔN(Ký tên và ghi rõ họ tên)

THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ(Ký tên, ghi rõ họ tên và đóng dấu)

Phân loại và cách giải một số bài tập điện xoay chiều. - 39 -