Mạch năng lượng điện đựng cuộn dây không thuần cảm là 1 bài tân oán khó khăn, đòi hỏi người phát âm phải lưu giữ công thức cộng những đại lượng cùng các loại và phương pháp về độ lệch sóng.

Bạn đang xem: Cuộn dây không thuần cảm là gì


BÀI TOÁN VỀ CUỘN DÂY KHÔNG THUẦN CẢM TRONG MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

1. Xét cuộn dây không cảm thuần (L,r): Lúc mắc cuộn dây gồm năng lượng điện trnghỉ ngơi r với độ tự cảm L vào mạch điện luân phiên chiều, ta xem cuộn dây như đoạn mạch r nối tiếp cùng với L bao gồm giản vật vectơ nhỏng hình vẽ dưới:

*

+Tổng trnghỉ ngơi cuộn dây: (Z_cd=sqrtr^2+Z_L^2=sqrtr^2+(omega L)^2) Trong đó: ZL = Lω..

+Điện áp nhì đầu cuộn dây Lanh trộn rộng độ mạnh mẫu điện một góc

Được tính theo công thức: (tanvarphi _d=fracU_OLU_Or=fracZ_Lr)

+Biên độ, cực hiếm hiệu dụng của độ mạnh cái năng lượng điện với điện áp theo các công thức:

 (I_0=fracU_0dZ_d=fracU_0dsqrtr^2+Z_L^2) với (I=fracU_dZ_d=fracU_dsqrtr^2+Z_L^2);

+Công suất tiêu thụ của cuộn dây: P = Ud.I.cosφd = I.r2  Hay Pr = (fracU^2.rZ^2)

+ Hệ số công suất của cuộn dây : (cosvarphi _d=fracrZ_d=fracrsqrtZ_L^2+r^2)

+Cách phân biệt cuộn dây có năng lượng điện trsống thuần r:

-Xét toàn mạch, nếu: (Z eq sqrtR^2+(Z_L-Z_C)^2;U eq sqrtU_R^2+(U_L-U_C)^2)

hoặc P ≠ I2R;hoặc (cosvarphi eq fracRZ)

=> thì cuộn dây gồm điện trngơi nghỉ thuần r ≠ 0.

-Xét cuộn dây, nếu: Ud ≠ UL hoặc Zd ≠ ZL hoặc Pd ≠ 0 hoặc cosφ d ≠ 0 hoặc φd ≠ (fracpi 2)

=> thì cuộn dây gồm điện trsống thuần r ≠0.

2. Mạch RLrC ko phân nhánh:

*

- Điện trnghỉ ngơi thuần tương tự là: R+ r.

- Tổng trở của cả đoạn mạch RLrC nối tiếp là:(Z= sqrt(R+r)^2+(Z_L-Z_C)^2)

- Độ lệch pha giữa năng lượng điện áp hai đầu đoạn mạch RLrC cùng với độ mạnh cái năng lượng điện là: (tanvarphi =fracZ_L-Z_CR+r)

 + Sự liên hệ thân các điện áp hiệu dụng: (U^2=(U_R+U_r)^2+(U_L-U_C)^2;cosvarphi =fracr+RZ) ; 


 + Công suất tiêu thụ toàn mạch: (P=U.I.cosvarphi =(r+R)I^2)

 + Công suất tiêu thú trên R: (P_R=R.I^2)

3. Các ví dụ:

ví dụ như 1: Cho mạch điện nlỗi hình mẫu vẽ , trong số ấy (C=frac10^-4pi F;L=frac12pi H;r=10Omega ,R=40Omega)

Biểu thức cái điện vào mạch i = 2(sqrt2)cos 100πt (A)

a.Tính tổng trsống của mạch?

b.Độ lệch pha φ với Công suất của toàn mạch ?

*

Giải : a. Tính tổng trở: Cảm kháng:(Z_L=L.omega =frac12pi .100pi =50Omega)

Dung kháng:(Z_C=frac1omega C=frac1100pi .frac10^-4pi =100Omega)

Tổng trsinh hoạt : Z = (sqrt(r+R)^2+(Z_L-Z_C)^2=sqrt(10+40)^2+(50-100)^2=50sqrt2Omega)

b. Công suất tiêu thụ của mạch năng lượng điện : Ta có: (tanvarphi =fracZ_L-Z_Cr+R=frac50-10010+40=-1Rightarrow varphi =-fracpi 4rad)

Công suất tiêu thụ của mạch năng lượng điện : P= UIcosφ hoặc P = I2.(r+R) = 22.(10+40) = 200 W

lấy ví dụ 2: Cho mạch nlỗi hình vẽ .

*

Cuộn dây có r=100Ω, (L=frac1pi H) ;

tụ điện có điện dung (C=frac10^-42pi F) . Điện áp luân chuyển chiều hai đầu đoạn mạch (u_AB=100sqrt2cos100pi t(V)) .Tính độ lệch sóng giữa năng lượng điện áp uAB  và uAM ? Tính Uc?


Giải : ZL= 100Ω; ZC = 200Ω; (tanvarphi _AB=fracZ_L-Z_Cr=frac100-200100=-1) Suy ra (varphi _AB=-fracpi 4) 

(tanvarphi _AM=fracZ_Lr=frac100100=1) Suy ra (varphi _AM=fracpi 4)

Độ lệch pha thân điện áp uAB  và uAM : (varphi _AB/AM=varphi _AB-varphi _AM=-fracpi 4-fracpi 4=-fracpi 2)

Tính UC ? UC = I.ZC = (fracU.Z_Csqrtr^2+(Z_L-Z_C)^2=frac100.100sqrt100^2+(100-200)^2=50sqrt2Omega)

lấy ví dụ 3: Cho mạch điện nlỗi hình vẽ.

*
Biết (C=frac10^-4pi F,L=frac12pi H,u_AB=200cos100pi t(V)). Điện áp uAM chậm chạp trộn (fracpi 6) so với mẫu điện qua mạch và chiếc năng lượng điện qua mạch chậm trộn (fracpi 3) so với uMB. Tính r cùng R? 

Giải : ZL= 50Ω; ZC = 100Ω;

*
.

Ví dụ 4: Một cuộn dây có thông số tự cảm L được mắc tiếp nối với cùng một tụ có năng lượng điện dung C rồi mắc vào 2 điểm A, B của một mạch năng lượng điện luân phiên chiều có tần số f. Đo điện áp thân nhì đầu đoạn mạch AB, thân nhì đầu cuộn dây cùng giữa hai rất của tụ năng lượng điện bởi vôn kế có điện trngơi nghỉ không hề nhỏ, ta theo thứ tự được: UAB = 37,5 V, U­L=50V, UC=17,5 V.Đo độ mạnh loại năng lượng điện bởi một ampe kế có năng lượng điện trở ko đáng kể, ta thấy I=0,1 A.lúc tần số f chuyển đổi mang đến cực hiếm fm=330 Hz thì độ mạnh mẫu điện trong mạch đạt cực hiếm cực to. Tính độ từ cảm L, năng lượng điện dung C, và tần số f của năng lượng điện áp đã thực hiện nghỉ ngơi trên.


Giải: Giả sử cuộn dây thuần cảm không có năng lượng điện trlàm việc r thì:

UAB = UL – UC = 50 – 17,5 = 32,5 V. Không phù hợp cùng với đề bài xích . Nên cuộn dây cần có điện trở r.

Ta có tổng trsinh hoạt cuộn dây: (Z_d=fracU_dI=frac500,1=500Omega) ; Dung phòng của tụ điện: (Z_C=fracU_CI=frac17,50,1=175Omega)

Tổng trsống :(Z_AB=fracU_ABI=frac37,50,1=375Omega) . Khi f = fm, trong mạch tất cả cùng tận hưởng (Imax) nên:

*

Mặt khác: ZAB2 = r2 + (ZL – ZC)2 = r2 + ZL2 – 2ZLZC + ZC2 =>ZAB2 = Zd2 + ZC2 – 2ZLZC 

 => 2ZLZC = Zd2 + ZC2 – ZAB2 = 5002 + 1752 - 3752 = 14.104

(Rightarrow 2Lomega .frac1Comega =2.fracLC=14.10^4Rightarrow fracLC=7.10^4Rightarrow L=7.10^4C)

Thế (2) vào (1) ta được: 7.104.C2 = (frac1(2pi .330)^2)

 => C=1,82.10-6 F; L=7.104.C=7.104.1,82.10-6=0,128H

*

4. Trắc nghiệm :

Câu 1: Cho mạch điện xoay chiều tất cả một cuộn dây bao gồm hệ số tự cảm L = (frac0,1pi )H với tất cả điện trsống thuần r = 10 mắc tiếp nối với cùng một tụ năng lượng điện bao gồm điện dung C = (frac500pi ). Đặt vào nhì đầu đoạn mạch một năng lượng điện áp luân chuyển chiều gồm tần số f = 50Hz và điện áp hiệu dụng U = 100V, pha lúc đầu bằng 0. .Biểu thức của mẫu năng lượng điện qua mạch:


A. i = 5cos(100πt - (fracpi 4) ) (A) B. i = 10(sqrt2)cos(100πt + (fracpi 4) ) (A)

C. i = 10cos(100πt + (fracpi 4) ) (A) D. i = 5(sqrt3)cos(100πt - (fracpi 4) ) (A)

Câu 2: Cho mạch điện hình vẽ , biết: R = 40Ω , (C=frac2,5pi .10^-4F)

 và:(u_AM=80cos100pi t(V);u_MB=200sqrt2cos(100pi t+frac7pi 12)(V)); . r cùng L có mức giá trị là:

*

A. (r=100Omega ;L=fracsqrt3pi H) B. (r=10Omega ;L=frac10sqrt3pi H)

C. (r=50Omega ;L=frac12pi H) D. (r=50Omega ;L=frac2pi H)

Câu 3: Một đoạn mạch thông suốt ABC bao gồm một tụ năng lượng điện (đoạn AB) và một cuộn dây (đoạn BC). Khi tần số chiếc năng lượng điện luân chuyển chiều qua mạch bằng 1000Hz fan ta đo được những điện áp hiệu dụng UAB = 2 V, UBC = (sqrt3) V, UAC = 1V với độ mạnh hiệu dụng I = 10-3 A.Tìm năng lượng điện trsinh sống r với độ trường đoản cú cảm L của cuộn dây

A. (r=500sqrt3Omega ;L=frac34pi H) B. (r=500sqrt2Omega ;L=frac34pi H)


 C. (r=400sqrt3Omega ;L=frac14pi H) D.(r=300sqrt2Omega ;L=frac43pi H)

Câu 4: Nếu đặt vào nhì đầu cuộn dây một điện áp một chiều 9V thì cường độ loại năng lượng điện qua nó là 0,5A. Nếu đặt vào nhì đầu cuộn dây một điện áp luân phiên chiều gồm tần số 50Hz và có mức giá trị hiệu dụng là 9V thì độ mạnh hiệu dụng qua cuộn dây là 0,3A. Điện trở thuần với cảm chống của cuộn dây là:

A. R=18Ω ZL=30Ω B. R=18Ω ZL=24Ω

C. R=18Ω ZL=12Ω D . R=30Ω ZL=18Ω

Câu 5: Cho mạch điện luân phiên chiều nhỏng hình vẽ:

*

Điện áp hai đầu đoạn mạch: (u=U_0cosomega t(V),R=r) Điện áp uAM

với uNB vuông pha cùng nhau và tất cả và một giá trị hiệu dụng là (30sqrt5). Hỏi U0 có giá trị bao nhiêu:

A.V B.75 V C. 60 V D.(60sqrt2)V

Câu 6: Một đoạn mạch tất cả biến đổi trsống R mắc tiếp nối cùng với cuộn dây có độ tự cảm L = 0,08H cùng điện trsinh sống thuần r = 32Ω . Đặt vào nhị đầu đoạn mạch một điện áp xê dịch điều hoà bất biến có w 300 rad/s. Để hiệu suất toả sức nóng bên trên biến đổi trsinh hoạt đạt giá trị lớn nhất thì điện trnghỉ ngơi của đổi mới trnghỉ ngơi đề xuất bằng bao nhiêu?


A. 56Ω . B. 24Ω . C. 32Ω . D. 40Ω .

Câu 7(ĐH-2008): Cho đoạn mạch năng lượng điện luân phiên chiều tất cả cuộn dây mắc nối liền với tụ năng lượng điện. Độ lệch pha của hiệu điện cầm giữa nhị đầu cuộn dây đối với độ mạnh cái năng lượng điện vào mạch là (fracpi 3) . Hiệu điện cố gắng hiệu dụng giữa nhì đầu tụ điện bằng (sqrt3) lần hiệu năng lượng điện vắt hiệu dụng thân nhị đầu cuộn dây. Độ lệch pha của hiệu điện rứa giữa hai đầu cuộn dây đối với hiệu năng lượng điện ráng thân nhì đầu đoạn mạch trên là

A. 0. B. (fracpi 2). C. - (fracpi 3). D. (frac2pi 3).

HD:

*

5.các bài luyện tập tất cả đáp án:

Bài 1: Một đoạn mạch năng lượng điện xoay chiều bao gồm năng lượng điện trsinh hoạt thuần R=180, một cuộn dây có r=20Ω , độ tự cảm L=0,64H(approx frac2pi )H và một tụ năng lượng điện có C=32(mu Fapprox frac10^-4pi )F, tất cả mắc tiếp nối với nhau. Dòng năng lượng điện qua mạch tất cả độ mạnh i=cos(100πt) (A).Lập biểu thức của điện áp ngay tức thì thân hai đầu đoạn mạch.

Xem thêm: What Is The Meaning Of " Odd One Out Là Gì, Odd Man Out Nghĩa Là Gì


Đáp án: u=224cos(100πt+0,463) (V)

Bài 2: Cho đoạn mạch năng lượng điện AB có R cùng với UR=U1, với L cùng với UL=U2. Điện trở thuần R=55Ω mắc tiếp liền cùng với cuộn dây gồm độ từ bỏ cảm L. khi đặt vào nhị đầu đoạn mạch một điện áp u=200(sqrt2)cos100πt(V) thì năng lượng điện áp hiệu dụng thân hai đầu điện trlàm việc R với hai cuộn dây thứu tự là U1=100V và U2=130V.

 

*

a. Tính r cùng L

b. Lập biểu thức tính điện áp ngay thức thì u2 (uMB) giữa nhị đầu cuộn dây.

Đáp án: a. r =25Ω; L= 0,19H

b. u2=130(sqrt2)cos(100πt+ (fracpi 6)) (V)

Bài 3: Cho mạch năng lượng điện xoay chiều nhỏng hình mẫu vẽ 3. Biết uAB=50(sqrt2)cos100πt(V). Các điện áp hiệu dụng UAE=50V, UEB=60V.

a. Tính góc lệch sóng của uAB so với i.

b. Cho C=10,6μF. Tính R cùng L.Viết i?Đáp án: a. - 0,2π (rad) b. Cho C=10,6F. Tính R với L.Viết i?

b. R=200Ω; L=0,48 (H); i=0,2.(sqrt2) cos(100πt+0,2π) (A)

Bài 4: Cho mạch điện luân phiên chiều nlỗi hình vẽ 4.

*

Biết =100(sqrt2)cos100πt (V) Các điện áp hiệu dụng UAM = 100V; UMB = 120V

a.Tính góc lệch của uAB so với i

b.Cho C = 10,6μF. Tính R và L; Viết i?


Đáp án: a. tan-1(3/4) =0,6435(rad) =0,2p(rad)

b. R= 200; L=0,48 (H); i=0,2.(sqrt2)cos(100πt +0,2π) (V)(A)

Bài 5: Cho mạch điện nlỗi hình 5.

*

Điện áp giữa nhị đầu mạch là (u=65sqrt2cosomega t(V)) . Các điện áp hiệu dụng là UAM = 13V

UMB = 13V; UNB = 65V. Công suất tiêu thú vào mạch là 25w.

a) Tính r, R, ZC, ZMN

b) Tính độ mạnh hiệu dụng và thông số công suất tiêu thú của mạch

Bài 6: Cho mạch điện nhỏng hình 6.

*

UAB = U = 170V; UMN = UC = 70V; UMB = U1 = 170V; UAN = UR = 70V.

a) Chứng tỏ cuộn dây tất cả điện trsinh sống thuần r

b) Tính R, C, L với r. Biết (i=sqrt2cos100pi t(A))

Bài 7: Cho mạch năng lượng điện như hình 7.

*

Biết UAB = U = 200V; UAN = U1 = 70V; UNB = U2 = 150V.

Xác định thông số công suất của mạch AB, của đoạn mạch NBTính R, r, ZL.

a) biết công suất tiêu thú của R là P1 = 70W

b) biết năng suất tiêu trúc của cuộn dây là P0 = 90w.


Sub đăng ký kênh giúp Ad nhé !


Tải về

Luyện bài tập trắc nghiệm môn Vật lý lớp 12 - Xem ngay


Bài viết liên quan

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *