Máy điện full vật lí 12 | Blog Góc Vật Lí | Tài liệu Vật lí File Word free download #19
Blog Góc Vật lí chia sẻ File Word Tài liệu Vật lý "Máy điện full vật lí 12: Máy biến áp, máy phát điện, động cơ điện, truyền tải điện" thuộc chủ đề Vật lí 12 LTĐH .
Bạn muốn tìm kiếm gì khác không?
> >>>Link tải về (Free Download) Máy điện full vật lí 12 ở đây.
>>> Các chủ đề liên quan khác trên Blog Góc Vật lí: Giao thoa sóng nước , Lượng tử ánh sáng , Sóng điện từ
>> HOT Con lắc đơn , dao động điều hoà , Hạt nhận nguyên tử ,
>>> Bài này: Máy điện full vật lí 12 #19
Về Loạt Tài liệu vật lí này:
- Định dạng là Tài liệu vật lý file word bạn có thể Tải về Miễn phí trên Blog Góc Vật lí
- Một cách ngắn gọn đã Tóm tắt Lý thuyết Vật lí 12
- Công thức vật lý quan trọng
- Phân dạng bài tập vật lí có Bài tập mẫu từng dạng
- Lời giải chi tiết và nhấn mạnh những chú ý quan trọng khi giải bài tập vật lí
- Dùng trong LTĐH Môn Vật lí theo Chủ đề, trước khi bạn luyện các Đề thi thử.
- Các câu hỏi trắc nghiệm lý thuyết và bài tập cơ bản đến nâng cao có đáp án
>>>> Dành cho bạn nào đã luyện xong mức cơ bản: hãy Chinh phục điểm 8+ trong các kỳ thi Tốt nghiệp THPT hoặc đánh giá Năng lực của các trường đại học bằng các bài thi trắc nghiệm Online miễn phí biết kết quả ngay sau khi làm bài.
Một số hình ảnh nổi bật:
Nội dung dạng text:
Chủ đề 13. MÁY ĐIỆN
A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT
I. MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU
1. Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều
a. Nguyên tắc hoạt động của các loại máy phát điện xoay chiều dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ: khi từ thông qua một vòng dây biến thiên điều hòa, trong vòng dây xuất hiện một suất điện động cảm ứng xoay chiều.
Nếu từ thông qua mỗi vòng dây biến thiên theo quy luật
và trong cuộn dây có N vòng giống nhau, thì suất điện động xoay chiều trong cuộn dây là: hay
Trong đó thông cực đại qua một vòng dây. Biên độ của suất điện động là: (2)
b. Có hai cách tạo ra suất điện động xoay chiều thường dùng trong các máy điện:
1- Từ trường cố định, các vòng dây quay trong từ trường.
2- Từ trường quay, các vòng dây đặt cố định.
2. Máy phát điện xoay chiều một pha
a. Các bộ phận chính
Mỗi máy phát điện xoay chiều đều có hai bộ phận chính là phần cảm và phần ứng.
Phần cảm là nam châm điện hoặc nam châm vĩnh cửu. Đó là phàn tạo ra từ trường.
Phần ứng là những cuộn dây, trong đó xuất hiện suất điện động cảm ứng khi máy hoạt lộng.
Một trong hai phần đặt cố định, phần còn lại quay quanh một trục. Phần cố định gọi là stato phần quay gọi là rôto.
b. Hoạt động Các máy phát điện xoay chiều một pha có thể được cấu tạo theo hai cách:
− Cách 1: phần ứng quay, phần cảm cố định.
– Cách 2: phần cảm quay, phần ứng cố định. Các máy được cấu tạo theo cách thứ nhất có stato là nam châm đặt cố định, rôto là khung dây quay quanh một trục trong từ trường tạo bởi stato.
Các máy được cấu tạo theo cách thứ hai có rôto là nam châm (gồm p cặp cực), thường là nam châm điện được nuôi bởi dòng điện một chiều; stato gồm nhiều cuộn dây có lõi sắt, xếp thành một vòng tròn. Các cuộn dây của rôto cũng có lõi sắt và xếp thành vòng tròn, quay quanh trục qua tâm vòng tròn với tốc độ n vòng/giây. Tần số dòng điện do máy phát ra: f = np.
3. Máy phát điện xoay chiều ba pha
a. Dòng điện xoay chiều ba pha
Dòng điện xoay chiều ba pha là hệ thống ba dòng điện xoay chiều gây ra bởi ba suất điện động xoay chiều có cùng tần số, cùng biên độ nhưng lệch pha nhau từng đôi một là 2π/3. Nếu chọn gốc thời gian thích hợp thì biểu thức của các suất điện động là:
b. Cấu tạo và hoạt động của máy điện xoay chiều ba pha.
Máy phát điện xoay chiều ba pha cấu tạo gồm stato có ba cuộn dây riêng rẽ, hoàn toàn giống nhau quấn trên ba lõi sắt đặt lệch nhau 1200 trên một vòng tròn, rô to là một nam châm điện.
Khi rô to quay đều, các suất điện động cảm ứng xuất hiện trong ba cuộn dây có cùng biên độ, cùng tần số nhưng lệch pha nhau 2π/3.
Nếu nối các đầu dây của ba cuộn với ba mạch ngoài (ba tải tiêu thụ) giống nhau thì ta có hệ ba dòng điện cùng biên độ, cùng tần số nhưng lệch nhau về pha là 2π/3.
II. ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA
1. Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ
a. Từ trường quay. Sự đồng bộ
Khi một nam châm quay quanh một trục, từ trường do nam châm gây ra có các đường sức từ quy trong không gian. Đó là một từ trường quay. Nếu đặt giữa hai cực của một nam châm hình chữ u một kim nam châm (Hình 1) và quay đều nam châm chữ U thì kim nam châm quay theo với cùng tốc độ góc. Ta nói kim nam châm quay đồng bộ với từ trường.
b. Sự quay không đồng bộ thay kim nam châm bằng một khung dây dẫn kín. Khung này có thể quay quanh trục xx’ trùng với trục quay của nam châm (Hình 2). Nếu quay đều nam châm ta thấy khung dây quay theo cùng chiều, đến một lúc nào đó khung dây cũng quay đều nhưng với tốc độ góc nhỏ hơn tốc độ góc của nam châm. Do khung dây và từ trường quay với các tốc độ góc khác nhau, nên ta nói chúng quay không đồng bộ với nhau.
Sự quay không đồng bộ trong thí nghiệm trên được giải thích như sau: Từ trường quay làm từ thông qua khung dây biến thiên, trong khung dây xuất hiện một điện cảm ứng. Cũng chính từ trường quay này tác dụng lên dòng điện trong
Theo định luật Len−xơ, khung dây quay theo chiều quay của từ trường để làm giảm tốc độ biến thiên của từ thong quay khung.
Tốc độ góc của khung dây luôn nhỏ hơn tốc độ góc của từ trường.
Thật vậy, nếu tốc độ góc của khung dây tăng đến giá trị bằng tốc độ góc của từ trường thì từ thông qua khung không biến thiên nữa, dòng điện cảm ứng không còn, momen lực từ bằng 0, momen cản làm khung quay chậm lại. Lúc đó lại có dòng cảm ứng và có momen lực từ. Mômen này chỉ có tồn tại khi có chuyến động tương đối giữa nam châm và khung dây, nó thay đổi cho tới khi có giá trị bằng momen cản thì khung dây quay đều với tốc độ góc nhỏ hơn tốc độ góc của từ trường.
Như vậy, nhờ có hiện tượng cảm ứng điện từ và tác dụng của từ trường quay mà khung dây quay và sinh công cơ học. Động cơ hoạt động dựa theo nguyên tắc nói trên gọi là động cơ không đồng bộ (động cơ cảm ứng).
2. Các cách tạo ra từ trường quay
+ Bằng nam châm quay
+ Bằng dòng điện một pha
+ Bằng dòng điện ba pha
III. MÁY BIẾN ÁP TRUYỀN TẢI ĐIỆN
1. Máy biến áp
Máy biến áp là thiết bị hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi điện áp xoay chiều mà không làm thay đổi tần số của nó.
a. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động
Máy biến áp gồm hai cuộn dây có số vòng khác nhau quấn trên một lõi sắt kín (Hình 1). Lõi thường làm bằng các lá sắt hoặc thép pha silic, ghép cách điện với nhau để giảm hao phí điện năng do dòng Fu−cô.
Các cuộn dây thường làm bằng đồng, đặt cách điện với nhau và được cách điện với lõi.
Hoạt động của máy biến áp dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Một trong hai cuộn của máy biến áp được nối với nguồn điện xoay chiều, được gọi là cuộn sơ cấp. Cuộn thứ hai được nối với tải tiêu thụ điện năng, được gọi là cuộn thứ cấp. Dòng điện xoay chiều chạy trong cuộn sơ cấp gây ra từ thông biến thiên qua cuộn thứ cấp, làm xuất hiện trong cuộn thứ cấp một suất điện động xoay chiều. Nếu mạch thứ cấp kín thì có dòng điện chạy trong cuộn thứ cấp.
b. Sự biến đổi điện áp và cường độ dòng điện qua máy biến áp
Với lõi sắt kín, hầu như mọi đường sức từ chỉ chạy trong lõi sắt nên từ thông qua mỗi vòng dây ở cả hai cuộn bằng nhau, suất điện động cảm ứng trong mỗi vòng dây cũng bằng nhau. Như vậy suất điện động cảm ứng trong mỗi cuộn dây tỉ lệ với số vòng dây N1, N2 của chúng . Tỉ số giữa các suất điện động tức thời không đổi nên tỉ số giữa các giá trị hiệu dụng cũng bằng tỉ số ấy:
Trong các công thức dưới đây, các đại lượng và các thông số ở đầu vào (nối với cuộn sơ cấp) được ghi bằng chỉ số 1, ở đầu ra (nối với cuộn thứ cấp) được ghi bẳng chỉ số 2.
Nếu bỏ qua điện trở của dây quấn thì có thể coi điện áp hiệu dụng ở hai đầu mỗi cuộn bằng suất điện động hiệu dụng tương ứng trong mỗi cuộn: U1 = E1, U2 = E2. D do đó:
Nếu N2 > N1 thì U2 > U1, ta gọi máy biến áp là máy tăng áp. Nếu N2 < N1 thì U2 < U1, ta gọi máy biến áp là máy hạ áp.
Hiệu suât của máy biến áp: . Hiệu suất của máy biến áp trong thực tế có thể đạt tới 98 99%.
Nếu hao phí điện năng trong máy biến áp không đáng kể và cuộn thứ cấp nối với R thì và H = 1 nên hay (4)
Do đó, máy biến áp làm tăng điện áp lên bao nhiêu lần thì làm giảm cường độ dòng điện đi bấy nhiêu làn và ngược lại.
Chú ý: Có thể thay cuộn sơ cấp và thứ cấp bằng một cuộn dây có nhiều đầu ra (một cặp đầu dây nối với mạch sơ cấp, các cặp khác nối với mạch thứ cấp). Đó là biến áp tự ngẫu thường được dùng trong đời sống,
c. Công dụng của máy biến áp
+ Thay đổi điện áp của dòng điện xoay chiều đến các giá trị thích hợp.
+ Sử dụng trong việc truyền tải điện năng để giảm hao phí trên đường dây truyền tải.
+ Sử dụng trong máy hàn điện, nấu chảy kim loại.
2. Truyền tải điện
Điện năng truyền tải đi xa thường bị tiêu hao đáng kể, chủ yếu do tỏa nhiệt trên đường dây. Gọi R là điện trở đường dây. P là công suất truyền đi, U là điện áp ở nơi phát, cosφ là hệ số công suất của mạch điện thì công suất hao phí trên dây là:
Công thức trên chứng tỏ rằng, với cùng một công suất và một điện áp truyền đi, với điện trở đường dây xác định, mạch có hệ số công suất lớn thì công suất hao phí nhỏ. Đối với một hệ thống truyền tải điện với cosφ và P xác định, có hai cách giảm.
Cách thứ nhất: giảm điện trở R của đường dây. Đây là cách làm tốn kém vì phải tăng tiết diện của dây, do đó tốn nhiều kim loại làm dây và phải tăng sức chịu đựng của các cột điện.
Cách thứ hai: tăng điện áp U ở nơi phát điện và giảm điện áp ở nơi tiêu thụ điện tới giá trị cần thiết Cách này có thể thực hiện đơn giản bằng máy biến áp, do đó được áp dụng rộng rãi.
Chú ý: Hiệu suất truyền tải điện được đo bằng tỉ số giữa công suất điện nhận được ở nơi tiêu thụ và công suất điện truyền đi ở nơi phát điện.
Điện áp ở đầu ra của nhà máy điện thường vào khoảng 10 25 kV. Trước khi truyền điện đi xa, điện áp thường được tăng đến giá trị trong khoảng 110 500 kV bằng máy tăng áp. Ở gần nơi tiêu thụ, người ta dùng các máy hạ áp để giảm điện áp xuống các mức phù hợp với đường dây tải điện của địa phương và yêu cầu sử dụng. Mức cuối cùng dùng trong các gia đình, công sở là 220V (Hình 3).
B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG TOÁN
1. Bài toán liên quan đến máy phát điện xoay chiều 1 pha.
2. Bài toán liên quan đến động cơ điện xoay chiều.
3. Bài toán liên quan đến máy biến áp.
4. Bài toán liên quan đến truyền tải điện.
Dạng 1. BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU
1. Máy phát điện xoay chiều 1 pha
Phương pháp giải:
Nếu máy phát có p cặp cực nam châm và rôto quay với tốc độ n vòng/s thì tần số dòng điện do máy phát ra: f = np .
Nếu máy phát có p cặp cực nam châm và rôto quay với tốc độ n vòng/phút thì tần số dòng điện do máy phát ra:
Nếu lúc đầu pháp tuyến của khung dây , hợp với cảm ứng
từ một góc α thỉ biểu thức từ thông gửi qua một vòng dây
Nếu cuộn dây có N vòng giống nhau, thì suất điện động xoay chiều trong cuộn dây là:
Từ thông cực đại gửi qua 1 vòng dây:
Biên độ của suất điện động là: .
Suất điện động hiệu dụng:
Chú ý:
Nếu lúc đầu cùng hướng với thì α = 0 (mặt khung vuông góc với ).
Nếu lúc đầu ngược hưởng với thì α = π (mặt khung vuông góc với ).
Nếu lúc đầu vuông góc với B thì (mặt khung song song với ).
Ví dụ 1: (CĐ − 2010) Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần cảm là rôto quay với tốc độ 375 vòng/phút. Tần số của suất điện động cảm ứng mà máy phát tạo ra là 100 Hz. Số cặp cực của roto bằng
A. 12. B. 4. C. 16. D. 8.
Hướng dẫn
Từ công thức Chọn C.
Ví dụ 2: Hai máy phát điện xoay chiều một pha phát ra dòng xoay chiều có cùng tần số f. Máy thứ nhất có p cặp cực, rô to quay với tốc độ 27 vòng/s. Máy thứ hai có 4 cặp cực quay với tốc độ n vòng /s (với ). Tính .
Hướng dẫn
Vì p là số nguyên nên Chọn D.
Chú ý : Khi máy phát có số cặp cực thay đối Δp và số vòng quay thay đối Δn (nên đổi đơn vị là vòng/giây) thì tùy thuộc trường hợp đế lựa chọn dấu ' +’ hay dấu ‘− ' (vòng / s) trong các công thức sau:
Ví dụ 3: Một máy phát điện xoay chiều một pha phát ra dòng điện có tần số 60 Hz. Nếu thay roto của nó bằng một roto khác có nhiều hơn một cặp cực, muốn tần số vẫn là 60 Hz thì số vòng quay của roto trong một giờ thay đối 7200 vòng. Tính số cặp cực của roto cũ.
A. 10. B. 4. C. 15. D. 5.
Hướng dẫn
Khi p2 = p1 + 1 mà f2 = f1 nên tôc độ quay phải giảm tức là
Thay f2 = 60 Hz và ta được: Chọn D.
Ví dụ 4: Một khung dây dẹt hình vuông cạnh 20 cm có 200 vòng dây quay đều trong từ trường không đổi, có cảm ứng 0,05 (T) với tốc độ 50 vòng/s, xung quanh một trục nằm trong mặt phẳng khung dây và vuông góc với từ trường. Tại thời điếm ban đầu pháp tuyến của khung dây ngược hướng với từ trường. Từ thông qua khung ở thời điểm t có biểu thức
A. B.
C. D.
Hướng dẫn
Chọn C.
Ví dụ 5: (THPTQG − 2017) Một khung dây dẫn phẳng, dẹt có 200 vòng, mỗi vòng có diện tích 600 cm2. Khung dây quay đều quanh trục nằm trong mặt phẳng khung, trong một từ trường đều có vectơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay và có độ lớn 4,5.10−2T. Suất điện động e trong khung có tần số 50 Hz. Chọn gốc thời gian lúc pháp tuyến của mặt phẳng khung cùng hướng với vectơ cảm ứng từ. Biểu thức của e là
A. e = 119,9cosl00πt (V). B. e = 169,6cos(100πt − π/2) (V).
C. e = 169,6cosl00πt (V). D. e = 119,9cos(100πt − π/2) (V).
Hướng dẫn
* Từ
Chọn B.
Ví dụ 6: (ĐH−2011) Một khung dây dẫn phẳng quay đều với tốc độ góc ω quanh một trục cố định nằm trong mặt phẳng khung dây, trong một từ trường đều có vectơ cảm ; từ vuông góc với trục quay của khung. Suất điện động cảm ứng trong khung có biểu thức e = E0cos(ωt + π/2). Tại thời điểm t = 0, vectơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây hợp với vectơ cảm ứng từ một góc bằng?
A. 450. B. 1800. C. 900. D. 1500.
Hướng dẫn
Chọn B.
Ví dụ 7: (THPTQG − 2017) Khi từ thông qua một khung dây dẫn có biểu thức thì trong khung dây xuât hiện một suất điện động cảm ứng có biểu thức . Biết và ω là các hằng số dương. Giá trị của φ là
A. − π/2 rad. B. 0 rad. C. π/2rad. D. π rad.
Hướng dẫn
* Từ Chọn B.
Ví dụ 8: Một khung dâý dẹt hình chữ nhật có 200 vòng, diện tích mỗi vòng 300 cm2, được đặt trong một từ trường đều, cảm ứng từ 0,015 T. Khung dây có thể quay quanh một trục đối xứng của nó, vuông góc với từ trường. Khi tốc độ quay bằng ω thì suất điện động cực đại xuất hiện trong khung dây là 7,1 V. Tính độ lớn suất điện động trong cuộn dây ở thời điểm 0,01 s kể từ lúc nó có vị trí vuông góc với từ trường.
A. 4 V. B. 4,5 V. C. 5V. D. 0,1 V.
Hướng dẫn
Lúc đầu khung dây vuông góc với từ trường nên α = 0 hoặc α = π . Ta chọn α = 0 thì:
Chọn C.
Lưu ý: Nếu máy tính để chế độ D thì sẽ ừùng với đáp số sai là 0,1 V!
Ví dụ 9: (CĐ − 2010) Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có 500 vòng dây, diện tích mỗi vòng là 220 cm2. Khung quay đều với tốc độ 50 vòng/giây quanh một trục đối xứng nằm trong mặt phẳng của khung dây, trong một từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay và có độ lớn (T). Suất điện động cực đại trong khung dây bằng
A. V. B. 220 V. C. 110V. D. 220 V.
Hướng dẫn
Một từ trường đều nên và f = np = 50 (Hz).
Chọn A.
Ví dụ 10: Một khung dây dẫn dẹt hình tròn bán kính 1 cm gồm có 1000 vòng, quay với tốc độ 1500 (vòng/phút) quanh một trục nằm trong mặt phẳng của khung dây, trong một từ trường đều có cảm ứng từ 0,2 T có hướng vuông góc với trục quay. Tính suất điện động hiệu dụng trong khung dây.
A. 8 (V). B. 5 (V). C. 7 (V). D. 6 (V).
Hướng dẫn
Chọn C.
Ví dụ 11: Phần cảm của một máy phát điện xoay chiều một pha có hai cặp cực. Các cuộn dây của phần ứng mắc nối tiếp vào có số vòng tổng cộng là 240 vòng. Từ thông cực đại qua mỗi vòng dây và có tốc độ quay của rôto phải có giá trị thế nào để suất điện động có giá trị hiệu dụng là 220 V và tần số là 50 Hz?
A. 5 (mWb); 30 (vòng/s). B. 4 (mWb); 30 (vòng/s).
C. 5 (mWb); 80 (vòng/s). D. 4 (mWb); 25 (vòng/s).
Hướng dẫn
(vòng/s)
Chọn D.
Chú ý: Nếu mạch được nối kín và tổng điện trở thuần của mạch là R thì cường độ hiệu dụng, công suất tỏa nhiệt và nhiệt lượng tỏa ra lần lượt là:
Ví dụ 12: Phần ứng của một máy phát điện xoay chiều một pha có 200 vòng dây. Từ thông qua mỗi vòng dây có giá trị cực đại là 2 mWb và biến thiên điều hòa với tần số 50 Hz. Hai đầu khung dây nối với điện trở R = 1000 Ω. Tính nhiệt lượng tỏa ra trên R trong thời gian 1 phút.
A. 417J. B. 474 J. C. 465 J. D. 470 J.
Hướng dẫn
Chọn B.
Ví dụ 13: Một vòng dây có diện tích S = 0,01 m2 và điện trở R = 0,45 Ω, quay đều với tốc độ góc ω = 100 rad/s trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,1T xung quanh một trục nằm trong mặt phẳng vòng dây và vuông góc với các đường sức từ. Nhiệt lượng tỏa ra trong vòng dây khi nó quay được 1000 vòng là
A. 1,39 J. B. 0,35 J. C. 2,19 J. D. 0,7 J.
Hướng dẫn
Chọn D.
Ví dụ 14: Một máy dao điện có rôto 4 cực quay đều với tốc độ 25 vòng/s. Stato là phần ứng gồm 100 vòng dây dẫn diện tích một vòng 6.10−2 m2, Cảm ứng từ B = 5.10−2 T. Hai cực của máy phát được nối với điện trở thuần R, nhúng vào trong 1 kg nước. Nhiệt độ của nước sau mỗi phút tăng thêm 1,9°. Tổng trở của phần ứng của máy dao điện được bỏ qua. Nhiệt dung riêng của nước là 4186 J/kg.độ. Tính R.
A. R = 35,3 Ω. B. R = 33,5 Ω. C. R = 45,3 Ω. D. R = 35,0 Ω.
Hướng dẫn
Qtỏa Qthu Chọn B.
Chú ý:
Suất điện động hiệu dụng tương ứng:
Ví dụ 15: Nếu tốc độ quay của roto tăng thêm 1 vòng/s thì tần số của dòng điện do máy phát ra tăng từ 60 Hz đến 70 Hz và suất điện động hiệu dụng do máy phát ra thay đổi 40 V so với ban đầu. Hỏi nếu tiếp tục tăng tốc độ của roto thêm 1 vòng/s nữa thì suất điện động hiệu dụng do máy phát ra là bao nhiêu?
A. 320 V. B. 240 V. C. 280 V. D. 400 V.
Hướng dẫn
Cách 1:
Chọn A
Cách 2:
Chú ý:
+ Tổng số vòng dây của phần ứng. Nếu phần ứng gồm k cuộn dây giống nhau măc nối tiếp thì số vòng dây của mỗi cuộn:
Ví dụ 16: (ĐH − 2011) Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần ứng gồm bốn cuộn dây giống nhau mắc nối tiếp. Suất điện động xoay chiều do máy phát sinh ra có tần số 50 Hz và giá trị hiệu dụng . Từ thông cực đại qua mỗi vòng của phần ứng là 2,5/π mWb. Số vòng dây trong mỗi cuộn dây của phần ứng là
A. 800 vòng. B. 100 vòng. C. 200 vòng. D. 400 vòng.
Hướng dẫn
Chọn C.
2. Máy phát điện xoay chiều 1 pha nối với mạch RLC nối tiếp
* Khi máy phát điện xoay chiều 1 pha mắc với mạch RLC thì cường độ hiệu dụng:
với
* Khi n’ = kn thì
Ví dụ 1: Rôto của máy phát điện xoay chiều một pha có 100 vòng dây, điện trở không đáng kể, diện tích mỗi vòng 60 cm2. Stato tạo ra từ trường đều có cảm ứng từ 0,20 T. Nối hai cực của máy vào hai đầu đoạn mạch gồm: điện trở thuần , cuộn cảm thuần có hệ số tự cảm L = 0,2/π H và tụ điện có điện dung C = 0,3/ π mF. Khi rôto của máy quay đều với tốc độ n = 1500 vòng/phút thì cường độ hiệu dụng qua R là
A. 0,3276 A. B. 0,7997 A. C. 0,2316 A. D. 1,5994 A.
Hướng dẫn
Chọn C.
Ví dụ 2: Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp AB gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L và tụ điện C. Bỏ qua điện trở các cuộn dây của máy phát. Khi rôto của máy quay đều với tốc độ n vòng/phút thì dung kháng của C bằng R và bằng bốn lần cảm kháng của L. Nếu rôto của máy quay đều với tốc độ 2n vòng/phút thì cường độ hiệu dụng qua mạch AB sẽ
A. tăng 2 lần. B. giảm 2 lần. C. tăng 2,5 lần. D. giảm 2,5 lần.
Hướng dẫn
Lúc đầy:
Chọn C.
Ví dụ 3: (ĐH−2010) 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 A. Khi rôto của máy quay đều với tốc độ 3n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là (A). Nếu rôto của máy quay đều với tốc độ n vòng/phút thì cảm kháng của đoạn mạch AB là
A. B. R. C. D.
Hướng dẫn
Áp dụng
Khi tốc độ quay tăng lần thì cảm kháng cũng tăng lần: Chọn B.
Ví dụ 4: Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện ữở thuần R mắc nối tiếp với tụ điện. 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 A. Khi rôto của máy quay đều với tốc độ 3n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là (A). Nếu rôto của máy quay đều với tốc độ 2n vòng/phút thì dung kháng của đoạn mạch AB là
A. B. C. D.
Hướng dẫn
Áp dụng:
Khi tốc độ quay tăng 2 lần thì dung kháng giảm 2 lần: Chọn D.
Ví dụ 5: Một máy phát điện xoay chiều một pha có điện trở trong không đáng kế. Nối hai cực máy phát với cuộn dây có điện trở thuần R, hệ số tự cảm L. Khi rôto quay với tốc độ n vòng/s thì dòng điện hiệu dụng qua cuộn dây là 1 A. Khi rôto quay với tốc độ 2n vòng/s thì cường độ hiệu dụng qua cuộn dây là (A). Nếu rôto quay vái tốc độ 3n vòng/s thì cường độ hiệu dụng qua cuộn dây là
A. (A). B. (A). C. (A). D.
Hướng dẫn
Chọn B.
Chú ý: Nếu bài toán liên quan đến độ lệch pha hoặc hệ số công suất thì ta sẽ rút ra được hệ thức của ZL, ZC theo R
Ví dụ 6: Mạch RLC mắc vào máy phát điện xoay chiều. Khi tốc độ quay của roto là n (vòng/phút) thì công suất là p hệ số công suất. Khi tốc độ quay của roto là 2n (vòng/phút) thì công suất là 4P. Khi tốc độ quay của roto là (vòng/phút) thì công suất bằng bao nhiêu?
A. 16P/7. B. C. 8P/3. D. 24P/13.
Hướng dẫn
Cách 1:
. Từ (1), (2) suy ra
Chọn C.
Cách 2:
Từ các công thức: và
Đối với trường hợp RLC nối tiếp máy phát điện một pha luôn luôn có quan hệ tỉ lệ thuận nên ta chuẩn hóa như sau:
Tốc độ roto
E
ZL
ZC
P,
n
1
1
x
2n
2
2
x/2
Vì
Thay vào suy ra
Bình luận:
+ Trong các đại lượng cùng đơn vị R, ZL và ZC thì chỉ có thể chuẩn hóa một đại lượng. Chẳng hạn, nếu chuẩn hóa ZL = 1 thì không thể chuẩn hóa thêm ZC = 1 hoặc R = 1. Nếu chuẩn hóa ZC = 1 thì hoàn toàn giong như trên. Bây giờ, ta chuẩn hóa R = 1.
Cách 3:
Từ các công thức: và
Đối với trường hợp RLC nối tiếp với máy phát điện xoay chiều 1 pha luôn luôn có quan hệ tỉ lệ thuận: nên ta chuẩn hóa như sau:
Tốc độ roto
R
E
n
1
1
2n
1
2
1
Vì P2 = 4P1 và nên ta có hệ:
Câu hỏi: Chuẩn hóa Z1 = 1 (hoặc ZC = 1) và chuẩn hóa R = 1 cách nào hay hơn? Để có câu trả lời chuẩn xác ta xem tiếp vỉ dụ sau.
Ví dụ 7: Mạch RLC mắc vào máy phát điện xoay chiều. Khi tốc độ quay của roto là n (vòng/phút) thì công suất là p hệ số công suất và mạch có tính dung kháng. Khi tốc độ quay của roto là 2n (vòng/phút) thì công suất là 5P và mạch có tính cảm kháng. Khi tốc độ quay của roto là (vòng/phút) thì công suất bằng bao nhiêu?
A. 16P/7. B. 2,6P. C. 8P/3. D. 24P/13.
Hướng dẫn
Từ các công thức: và
Đối với trường hợp RLC nối với máy phát điện xoay chiều một pha luôn luôn có quan hệ tỉ lệ thuận: nên ta chuẩn hóa như sau:
Tốc độ roto
R
E
n
1
1
2n
1
2
1
Vì P2 = 5P1 và nên ta có hệ:
Kinh nghiệm: Nếu P2 = kP1 thì chuẩn hóa R = 1 trong mọi trường hợp đều cho kết quả tốt.
Ví dụ 8: Mạch RLC mắc vào máy phát điện xoay chiều. Khi tốc độ quay của roto là n (vòng/phút) thì công suất là p hệ số công suất. Khi tốc độ quay của roto là 2n (vòng/phút) thì công suất là 6,4P. Khi tốc độ quay của roto là xn (vòng/phút) thì công suất bằng 5P. Giá trị x gần giá trị nào nhất sau đây?
A. 5,5. B. 2,5. C. 4,8. D. 3,6.
Hướng dẫn
Từ các công thức: và .
Đối với trường hợp RLC nối với máy phát điện xoay chiều một pha luôn luôn có quan hệ tỉ lệ thuận: nên ta chuẩn hóa như sau:
Tốc độ roto
R
E
n
1
1
2n
1
2
nx
1
Vì P2 = 6,4P1 và và P3 = 5P1 nên ta có hệ:
Chọn C.
Ví dụ 9: Nối hai cực của máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. 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 hiệu dụng trong mạch là 2 A và dòng điện tức thời trong mạch chậm pha π/3 so với điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch. Khi roto của máy quay đều với tốc độ 2n vòng/phút thì dòng điện trong mạch cùng pha với điện áp tức thời hai đầu AB. Cường độ hiệu dụng khi đó là
A. (A). B. 8(A). C. 4 (A). D. 2 (A).
Hướng dẫn
Chọn B.
Chú ý: Khi điều chỉnh tốc độ quay của rôto để mạch cộng hưởng thì cường độ hiệu dụng chưa chắc cực đại và khi cường độ hiệu dụng cực đại thì mạch chưa chắc cộng hưởng.
* Mạch cộng hưởng khi:
* Để tìm điều kiện dòng hiệu dụng cực đại ta biến đổi như sau:
Ví dụ 10: 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, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 5 H và tụ điện có điện dung 180 µF. Bỏ qua điện trở thuần của các cuộn dây của máy phát. Biết rôto máy phát có ba cặp cực. Khi rôto quay đều với tốc độ bao nhiêu thì trong đoạn mạch AB có cộng hưởng điện?
A. 2,7 vòng/s. B. 3 vòng/s. C. 4 vòng/s. D. 1,8 vòng/s.
Hướng dẫn
Mạch cộng hường khi:
(vòng/s) Chọn D.
Ví dụ 11: 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 = 180 Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 5 H và tụ điện có điện dung 180 µF. Bỏ qua điện trở thuần của các cuộn dây của máy phát. Biết rôto máy phát có ba cặp cực. Khi rôto quay đều với tốc độ bao nhiêu thì dòng hiệu dụng trong đoạn mạch AB đạt cực đại?
A. 2,7 vòng/s. B. 3 vòng/s. C. 4vòng/s. D. l,8vòng/s.
Hướng dẫn
Ta tính:
Dòng hiệu dụng trong đoạn mạch AB đạt cực đại khi:
(vòng/s) Chọn A.
Ví dụ 12: (ĐH − 2013) 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 69,1 Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung 176,8 µF. Bỏ qua điện trở thuần của các cuộn dây của máy phát. Biết rôto máy phát có hai cặp cực. Khi rôto quay đều với tốc độ n1 = 1350 vòng/phút hoặc n2 = 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.
Hướng dẫn
Thay số vào công thức: ta được:
Chọn C.
Ví dụ 13: Đoạn mạch nối tiếp AB gồm điện trở R = 100 Ω, cuộn dây thuần cảm có L = 2/π H nối tiếp và tụ điện có điện dung C = 0,1/π mF. Nối AB với máy phát điện xoay chiều một pha gồm 10 cặp cực (điện trở trong không đáng kể). Khi roto của máy phát điện quay với tốc độ 2,5 vòng/s thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là A. Thay đổi tốc độ quay của roto cho đến khi trong mạch có cộng hường. Tốc độ quay của roto và cường độ dòng điện hiệu dụng khi đó là
A. 2,5 vòng/s và 2 A. B. 25vòng/s và 2 A.
C. 25 vòng/s và A. D. 2,5vòng/s và 2 A.
Hướng dẫn
Khi cộng hưởng:
(vòng/s)
Chọn D.
Ví dụ 14: Đoạn mạch nối tiếp AB gồm điện trở R = 100 Ω, cuộn dây thuần cảm có L = 2/π H nối tiếp và tụ điện có điện dung C = 0,l/π mF. Nối AB với máy phát điện xoay chiều một pha gồm 10 cặp cực (điện trở trong không đáng kể). Khi roto của máy phát điện quay với tốc độ 2,5 vòng/s thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là A. Thay đổi tốc độ quay của roto cho đến khi cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch đạt cực đại. Tốc độ quay của roto và cường độ dòng điện hiệu dụng khi đó là
A. 2,5vòng/s và 2 A. B. 10 vòng/s và 8/ A.
C. 25vòng/s và A. D. 2,5 vòng/s và 2 A.
Hướng dẫn
Đặt
Chọn B.
Ví dụ 15: Nối hai cực của máy phát điện xoay chiều một pha với một đoạn mạch AB gồm R, cuộn cảm thuần L và C mắc nối tiếp. Khi rôto của máy quay đều với tốc độ lần lượt n1 vòng/phút và n2 vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng và tổng trở của mạch trong đoạn mạch AB lần lượt là I1, Z1 và I2, Z2. Biết I2 = 4I1 và Z2 = Z1. Để tổng trở của đoạn mạch AB có giá trị nhỏ nhất thì rôto của máy phải quay đều với tốc độ bằng 480 vòng/phút. Giá trị của n1 và n2 lần lượt là
A. 300 vòng/phút và 768 vòng/phút. B. 120 vòng/phút và 1920 vòng/phút.
C. 360 vòng/ phút và 640 vòng/phút. D. 240 vòng/phút và 960 vòng/phút.
Hướng dẫn
Cộng hưởng
(vòng/phút) (vòng/phút) Chọn D.
Ví dụ 16: Một máy phát điện xoay chiều một pha có điện trở trong không đáng kể, mắc vào đoạn mạch nối tiếp RLC. Khi tốc độ quay của rôto bằng n1 hoặc n2 thì cường độ hiệu dụng trong mạch có cùng giá trị. Khi tốc độ quay của rôto là n0 thì cường độ hiệu dụng trong mạch cực đại. Chọn hệ thức đúng.
A. B.
C. D.
Hướng dẫn
Đây là hàm kiểu tam thức đối với biến số
Chọn C.
Ví dụ 17: Mắc đoạn mạch RLC nối tiếp với máy phát điện xoay chiều 1 pha, trong đó chỉ thay đổi được tốc độ quay của phần ứng. Khi tăng dần tốc độ quay của phần ứng từ giá trị rất nhỏ thì cường độ hiệu dụng trong đoạn mạch sẽ
A. tăng từ 0 đến giá trị cực đại Imax rồi giảm về giá trị I1 xác định.
B. tăng từ giá trị I1 xác định đến giá trị cực đại Imax rồi giảm về 0.
C. giảm từ giá trị I1 xác định đến giá trị cực tiểu Imin rồi tăng đến giá trị I2 xác định.
D. luôn luôn tăng.
Hướng dẫn
Đồ thị có dạng như sau:
Khi n tăng từ 0 đến thì dòng điện hiệu dụng tăng từ 0 đến giá trị cực đại Imax rồi giảm về giá trị I1 xác định Chọn A.
3. Máy phát điện xoay chiều 3 pha: Xuất phát tử: để biến đổi theo các hướng khác nhau.
Ví dụ 1: (CĐ − 2011) Trong máy phát điện xoay chiều ba pha đang hoạt động, suất điện động xoay chiều xuất hiện trong mỗi cuộn dây của stato có giá trị cực đại là E0. Khi suất điện động tức thời trong một cuộn dây bằng 0 thỉ suất điện động tức thời ứong mỗi cuộn dây còn lại có độ lớn bằng nhau và bằng
A. B. 2E0/3. C. D.
Chọn A.
Ví dụ 2: (THPTQG − 2017) Một máy phát điện xoay chiều ba pha đang hoạt động bình thường. Trong ba cuộn dây của phần ứng có ba suất điện động có giá trị e1, e2 và e3. Ở thời điểm mà e1 = 30 V thì tích e2e3 = − 300(V). Giá trị cực đại của e1 là:
A. 50 V. B. 40 V. C. 45 V. D. 35 V.
Hướng dẫn
Chọn B.
Ví dụ 3: (THPTQG − 2017) Một máy phát điện xoay chiều ba pha đang hoạt động ổn định. Suất điện động trong ba cuộn dây của phần ứng có giá trị e1, e2 và e3. Ở thời điểm mà e1 = 30 V thì |e2 − e3| = 30 V. Giá trị cực đại của e1 là
A. 51,9 V. B. 45,1 V. C. 40,2 V. D. 34,6 V.
Chọn D.
Điểm nhấn: Ở dạng này bài toán gây khó cho học sinh đó là máy phát điện xoay chiều 1 pha mắc với mạch RLC:
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Dạng 1. BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN MÁY PHAT ĐIỆN XOAY CHIỀU 1 PHA
Bài 1: Một máy phát điện xoay chiều tạo nên suất điện động e = 100cos100πt (V) (với t đo bằng giây), rôto quay với tốc độ 600 vòng/phút. Số cặp cực của rôto là
A. 10. B. 5.
C. 8. D. 4.
Bài 2: Hai máy phát điện xoay chiều một pha phát ra dòng điện xoay chiều có cùng tần số. Máy thứ nhất có p cặp cực, rôto quay với tốc độ 27 vòng/s. Máy thứ hai có 4 cặp cực quay với tốc độ n vòng/s (với 10 ≤ n ≤ 20). Hỏi nếu máy phát điện thứ 3 có 5p cặp cực, rôto quay với tốc độ 0,3n thì tần số do máy phát ra là
A. 50 Hz. B. 40,5 Hz.
C. 60 Hz. D. 54 Hz.
Bài 3: Một máy phát điện xoay chiều mà phần cảm có 4 cặp cực. Rôto phải quay với vận tốc bằng bao nhiêu để dòng điện nó phát ra có tần số 50 Hz?
A. 700 vòng/phút. B. 720 vòng/phút.
C. 750 vòng/phút. D. 800vòng/phút.
Bài 4: Một máy phát điện xoay chiều một pha có hai cặp cực, rôto của nó quay mỗi phút 1800 vòng. Một máy phát khác có 6 cặp cực. Nó phải quay với vận tốc bằng bao nhiêu để phát ra dòng điện cùng tần số với máy thứ nhất?
A. 700 vòng/phút. B. 720 vòng/phút.
C. 750 vòng/phút. D. 600 vòng/phút.
Bài 5: Rôto của máy phát điện xoay chiều một pha là nam châm có ba cặp cực, quay với tốc độ 1200 vòng/phút. Tần số của suất điện động do máy tạo ra là
A. 50 Hz B. 60 Hz.
C. 100 Hz. D. 200 HZ.
Bài 6: Một máy phát điện xoay chiều một pha phát ra dòng điện có tần số 50 Hz. Nếu thay roto của nó bằng một roto khác có ít hơn năm cặp cực, muốn tần số máy phát ra vẫn là 50 Hz thì số vòng quay của roto trong một giây thay đổi 5 vòng. Tính số cặp cực của roto cũ.
A. 10. B. 4.
C. 15. D. 5.
Bài 7: Một máy phát điện xoay chiều một pha phát ra dòng điện có tần số 60 Hz. Nếu thay roto của nó bằng một roto khác có ít hơn một cặp cực, muốn tần số là 40 Hz thì số vòng quay của roto trong một giây giảm 2 vòng. Tính số cặp cực roto cũ.
A. 10. B. 4.
C. 6. D. 5.
Bài 8: Một cuộn dây dẹt hình chữ nhật có diện tích 36 cm2, quay xung quanh một trục đi qua tâm và song song với một cạnh. Đặt hệ thống trong từ trường đều có cảm ứng từ 0,1 T có hướng vuông góc với trục quay. Tính từ thông cực đại qua một vòng dây.
A. 360 μWb. B. 36 μWb.
C. 3,6 μWb. D. 35 μWb.
Bài 9: Một máy phát điện có có phần cảm gồm hai cặp cực và phân ứng gồm 4 cuộn dây giống nhau mắc nối tiếp mỗi cuộn có 50 vòng dây. Suất điện động hiệu dụng của máy là 220V và tần số 50 Hz. Từ thông cực đại qua mỗi vòng dây là
A. 4 (mWb). B. 5 (mWb).
C. 2,5 (mWb). D. 0,5 (mWb).
Bài 10: Máy phát điện xoay chiều tạo nên suất điện động e = 220cos100πt V, t tính bằng giây. Tốc độ quay của rôto là 600 vòng/phút. Biết rằng ứng với mỗi cặp cực có một cặp cuộn dây; mỗi cuộn dây có 5000 vòng dây; các cuộn dây được mắc nối tiếp với nhau. Từ thông cực đại gửi qua một vòng dây bằng
A. 39,6 (μWb). B. 19,8 (μWb).
C. 99,0 (μWb). D. 198 (μWb).
Bài 11: Một khung dây dẫn hình chữ nhật có kích thước 25 cm x 25 cm gồm có 360 vòng, quay với tốc độ 3000 (vòng/phút) quanh một trục nằm trong mặt phẳng của khung dây, trong một từ trường đều có cảm ứng từ 1,2 T có hướng vuông góc với trục quay. Tính suất điện động cực đại trong khung dây.
A. 8482 (V). B. 5658 (V).
C. 5656 (V). D. 5659 (V).
Bài 12: Một khung dây dẫn hình chữ nhật có kích thước 22 cm x 20 cm gồm có 600 vòng, quay với tốc độ 1000 (vòng/phút) quanh một trục nằm trong mặt phẳng của khung dây trong một từ trường nam châm vĩnh cửu có cảm ứng từ 1,2 T có hướng vuông góc với trục quay. Xác định suất điện động cực đại trong khung dây.
A.991V. B. 3318 V.
C. 5000 V. D. 4500V.
Bài 13: Một cuộn dây dẹt có 200 vòng, diện tích mỗi vòng 300 cm2, được đặt trong một từ trường đều, cảm ứng từ 0,015 T. Cuộn dây có thể quay quanh một trục nằm trong mặt phang của khung dây, vuông góc với từ trường thì suất điện động cực đại xuất hiện trong cuộn dây là 7,1 V. Tính vận tốc góc
A. 78 rad/s. B. 79 rad/s.
C. 80 rad/s. D. 77 rad/s.
Bài 14: Máy phát điện xoay chiều 1 pha có phần ứng là một khune dây hình chữ nhặt có diện tích 500 cm2 gồm 100 vòng dây và quay một trục nằm trong mặt phẳng của khung dây. Trọng từ trường đều có cảm ứng từ 0,2 T có hướng vụông góc với trục quay. Tính suất điện động hiệu dụng và tần số dòng xoay chiều nếu cho khung dày quay với tốc độ 50 vòng/s.
A. 100 V; 50 Hz. B. 100/V; 100rc Hz.
C. 100 V; 100 Hz. D. 100π/ V; 50 Hz.
Bài 15: Phần ứng của một máy phát điện xoay chiều gồm 5 cuộn dây, mỗi cuộn dây có 20 vòng. Phần cảm là rôto gồm 5 cặp cực, quay với tốc độ không đổi 600 vòng/phút. Từ thông cực đại qua mỗi vòng dây là 0,017/π (Wb), suất điện động hiệu dụng của máy là
A. 60 V. B. 120 V.
C. 160 V. D. 100 V.
Bài 16: (CĐ−2011) Một khung dây dẫn phẳng, hình chữ nhật, diện tích 0,025 m2, gồm 200 vòng dây quay đều với tốc độ 20 vòng/s quanh một trục cố định trong một từ trường đều. Biết trục quay là trục đổi xứng nằm trong mặt phẳng khung và vuông góc với phương của từ trường. Suất điện động hiệu dụng xuất hiện trong khung có độ lớn bằng 222 V. Cảm ứng từ có độ lớn bằng
A. 0,45 T. B. 0,60 T.
C. 0,50 T. D. 0,40 T.
Bài 17: (ĐH − 2008) Một khung dây dẫn hình chữ nhật có 100 vòng, diện tích mỗi vòng 600 cm2, quay đều quanh trục đổi xứng của khung (nằm trong mặt phẳng khung dây) với vận tốc góc 120 vòng/phút trong một từ trường đều có cảm ứng từ bằng 0,2 T. 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 = 48πsin(40πt − π/2) (V).
B. e = 4,8πsin(4πt + πt) (V).
C. e = 48πsin(4πt + πt) (V).
D. e = 4,8πsin(4πt − π/2) (V).
Bài 18: Một khung dây dẹt hình chữ nhật có, kích thước 20 cm x 30 cm, gồm 750 vòng dây, được đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ 0,2 T. Trục đối xứng của khung vuông góc với từ trường. Khung quay quanh trục đôi xứng đó với vận tốc 120 (vòng/phút). Biết tại thời điểm ban đầu, pháp tuyến của mặt khung hợp với đường sức từ trường một góc 30° và đang tăng khi khung dây quay theo chiều dương. Phương trình của suất điện động xuất hiện trong cuộn dây là
A. e = 85sin(5πt + 30°) (V). B. e = 85sin(4πt) (V).
C. e = 113sin(8πt) (V). D. e = 113sin(4πt + π/6) (V).
Bài 19: Một cuộn dày dẹt hình chữ nhật có diện tích 36 cm2, gồm 750 vòng dày, điện trở thuần không đáng kể, quay với vặn tốc 50 (vòng/s) xung quanh một trục đi qua tâm và song song với một cạnh. Đặt hệ thống trong từ trường đều có cám ứng tù 0,1 (T) vuông góc với trục quay. Biết tại thời điềm ban đầu, pháp tuyến của mặt khung hợp với đường sức từ trường một góc π/4 và đang tăng khi cuộn dây quay theo chiều dương. Biểu thức suất diện động xuất hiện trong cuộn dây là
A. e = 85sin(50πt + 45°) (V).
B. e = 84sin(100πt) (V).
C. e = 84sin(50πt) (V).
D. e = 85sin(100πt + π/4) (V).
Bài 20: Một thiết bị điện được đặt dưới điện áp xoay chiều tần số 50 (Hz)có giá trị hiệu dụng 220 (V) và pha ban đầu không. Viết biểu thức điện áp tức thời dạng sin.
A. u = 220sin(100πt)(V). B. u = 119sin(100πt) (V).
C. u = 220sin(100πt) (V). D. u = 380sin(100πt + πt/4) (V).
Bài 21: Khi quay đều một khung dây xung quanh một trục đặt trong một từ trường đều có vectơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay của khung, từ thông xuyên qua khung dây có biểu thức = 0,02.cos(720t + π/6) Wb (với t đo bằng giây). Biểu thức của suất điện động cảm ứng trong khung là
A. e = 14,4sin(720t − π/3) V.
B. e = −14,4sin(720t + π/3) V.
C. e = 144sin(720t − π/6) V.
D. e = 14,4sin(720t + π/6) V.
Bài 22: Một khung dây dẫn hình chữ nhật, quay đều quanh trục đối xứng của khung nằm trong mặt phẳng khung dây) với tốc độ góc 1800 vòng/phút trong một từ trường đều. Trục quay vuông góc với các đường cảm ứng từ. Từ thông cực đại gửi qua khung dây là 0,01 Wb. Chọn gốc thời gian lúc vectơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây hợp với vectơ cảm ứng từ góc 30°. Biểu thức suất điện động cảm ứng trong khung là
A. e = 0,6πcos(30πt − π/6) (V).
B. e = 0,6πcos(60πt − π/3) (V).
C. e = 0,6πcos(60πt + π/6) (V).
D. e = 60cos(30πt + π/3) (V).
Bài 23: Một khung dây dẫn hình chữ nhật, quay đều với tốc độ góc 10 (rad/s) quanh trục đối xứng của khung (nằm trong mặt phẳng khung dây) trong một từ trường đều có trục quay vuông góc với các đường cảm ứng từ. Biết suất điện động cực đại trong khung là 18 (V). Tính độ lớn suất điện động trong khung dây ở thời điểm 0,1 s kể từ lúc nó có vị trí vuông góc với từ trường.
A. 4 V. B. 0,3 V.
C. 15 V. D. 0,18 V.
Bài 24: Phương trình cưa suất điện động e = 15.sin(4πt + π/6) (V). Tính suất điện động tại thời điểm 10 (s).
A. 4 V. B. 5 V.
C. 7,5 V. D. 7 V.
Bài 25: Một khung dây hình chữ nhật, kích thước 40 cm x 50 cm, gồm 200 vòng dây, được đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ 0,2 T. Trục đối xứng của khung dây vuông góc với từ trường. Khung dây quay quanh trục đối xứng đó với tốc độ 120 vòng/phút. Chọn gốc thời gian lúc vectơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây ngược hướng với vectơ cảm ứng từ. Suất điện động tại thời điểm t = 5 s kể từ thời điểm ban đầu có thể nhận giá trị nào trong các giá trị sau?
A. 0V. B. 100,5 V.
C. 100,5 V. D. 50,5 V.
Bài 26: Một khung dây phẳng hình chữ nhật kích thước 20 cm x 30 cm gồm 100 vòng dây đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ 0,02 T. Khung dây quay đều với tốc độ 120 vòng/phút quanh một trục nằm trong mặt phẳng của khung dây và vuông góc với từ trường. Hai đầu khung dây nối với điện trở R = 1 Ω. Tính nhiệt lượng tỏa ra trên R trong thời gian 1 phút.
A. 68,2 J. B. 35J.
C. 2,19 J. D. 70 J.
Bài 27: Một khung dây dẹt hình chữ nhật có diện tích 36 (cm2) và điện trở R = 0,25 Ω, quay với tốc độ 50 (vòng/s) xung quanh một trục đi qua tâm và song song với một cạnh. Đặt hệ thống trong từ trường đều có cảm ứng từ 0,1 (T) vuông góc với trục quay. Nhiệt lượng tỏa ra trong khung dây khi nó quay được 1000 vòng là
A. 1,39 J. B. 0,5 J. C. 2,19 J. D. 0,7 J.
Bài 28: Một khung dây điện phẳng gồm 100 vòng dây hình vuông cạnh 10cm, có thể quay quanh một trục nằm ngang ở trong mặt phẳng của khung dây, đi qua tâm O của khung và song song với cạnh của khung. Cảm ứng từ tại nơi đặt khung là 0,2T. Biết khung quay đều 300 vòng/phút, điện trở của khung là 1Ω và của mạch ngoài là 4Ω. Cường độ cực đại của dòng điện trong mạch là
A. 0,628 A. B. 1,257 A.
C. 6,280 A. D. 1,570 A.
Bài 29: Neu tốc độ quay của roto tăng thêm 60 vòng/phút thì tần số của dòng điện do máy phát ra tăng từ 50 Hz đến 60 Hz và suất điện động hiệu dụng do máy phát ra thay đổi 40 V so với ban đầu. Hỏi nếu tiếp tục tăng tốc độ của roto thêm 60 vòng/phút nữa thì suất điện động hiệu dụng do máy phát ra là bao nhiêu?
A. 320 V. B. 240 V. C. 280 V. D. 400 V.
Bài 30: Nếu tốc độ quay của roto tăng thêm 3 vòng/giây thì tần số của dòng điện do máy phát ra tăng từ 50 Hz đến 65 Hz và suất điện động hiệu dụng do máy phát ra thay đổi 30 V so với ban đầu. Hỏi nếu tiếp tục tăng tốc độ của roto thêm 3 vòng/giây nữa thì suất điện động hiệu dụng do máy phát ra là bao nhiêu?
A. 320V B. 240V, C. 280 V. D. 160 V.
Bài 31: Phần cảm của một máy phát điện xoay chiều một pha gồm 2 cặp cực. Tốc độ quay của rôto 1500 vòng/phút. Phần ứng của máy phát gồm 2 cuộn dây như nhau mắc nối tiếp. Tìm số vòng của mỗi cuộn dây biết rằng từ thông cực đại qua mỗi vòng dây là 5 (mWb) và suất điện động hiệu dụng máy tạo ra là 120 (V).
A. 26. B. 54 C. 28. D. 29.
Bài 32: Một máy phát điện xoay chiều, phần ứng có 4 cuộn dây giống nhau mắc nối tiếp. Từ thông cực đại qua mỗi vòng dây là 5.10−3 Wb. Suất điện động hiệu dụng sinh ra là 120 V và tần số là 50 Hz. số vòng dây của mỗi cuộn dây là:
A. 27. B. 37. C. 57. D. 47.
Bài 33: Một máy phát điện xoay chiều một pha, rôto là nam châm điện 4 cực (2 cặp cực), stato gồm bốn cuộn dây giống hệt nhau đấu nối tiếp. Điện áp của phát ra có trị số hiệu dụng 400 (V) và tần số 50 (Hz). Xác định số vòng dây của một trong 4 cuộn dây của stato. Biết rằng từ thông cực đại qua mỗi vòng dây 5 (mWb).
A. 90. B. 32. C. 50. D. 60.
Bài 34: Máy phát điện xoay chiều một pha phần ứng gồm 2 cuộn dây mắc nối tiếp. Suất điện động của máy ra là 220V – 50Hz. Từ thông cực đại qua mỗi vòng dây là 5mWb. Số vòng dây của mỗi cuộn dây phản ứng là?
A. 20. B. 198.
C. 50. D. 99.
Bài 35: Máy phát điện xoay chiều một pha phần cảm có 2 cặp cực và phần ứng gồm 2 cuộn dây mắc nối tiếp. Suất điện động của máy ra là 110 V − 50 Hz. Từ thông cực đại qua mỗi vòng dãy là 2,5 mWb. Số vòng dây của mỗi cuộn dây phần ứng là
A. 20. B. 198.
C. 50. D. 99.
Bài 36: Một máy phát điện có phần cảm gồm hai cặp cực và phần ứng gồm hai cuộn dây mắc nối tiếp. Suất điện động hiệu dụng của máy là 220V và tần số 50 Hz. Từ thông cục đại qua mỗi vòng dây là 4 (mWb). Tìm vận tốc quay của rôto và số vòng dây trong mỗi cuộn dây của phần ứng.
A. 1200 vòng/phút; 60 vòng. B. 1200 vòng/phút; 62 vòng.
C. 1500 vòng/phút; 124 vòng. D. 1500 vòng/phút; 60 vòng.
Bài 37: Một máy phát điện xoay chiều có điện trở trong không đáng kể. Mạch ngoài là cuộn cảm thuần nối tiếp với ampe kế nhiệt có điện trở nhỏ. Khi rôto quay với tốc độ góc 25 (rad/s) thì ampe kế chỉ 0,1 A. Khi tăng tốc độ quay của rôto lên gấp đôi thì ampe kế chỉ
A. 0,1 A. B. 0,05 A.
C. 0.2A. D. 0,4A.
Bài 38: Một máy phát điện một chiều một pha có điện trở trong không đáng kể. Nối hai cực của máy với một cuộn dây thuần cảm. Khi roto của máy quay với tốc độ n vòng/s thì dòng điện qua cuộn dây có cuờng độ hiệu dụng là I. Nếu roto quay với tốc độ 3n vòng/s thì cường độ hiệu dụng của dòng điện qua cuộn dây là
A. 3I. B. I .
C. 9I. D. I.
Bài 39: Một máy phát điện một chiều một pha có điện trở trong không đáng kế. Nối hai cực của máy với một tụ điện. Khi roto của máy quay với tốc độ n vòng/s thì dòng điện qua tụ có cường độ hiệu dụng là I. Nêu roto quay với tốc độ 3n vòng/s thì cường đõ hiệu dụng của dòng điện qua tụ là
A .3I. B. I .
C. 9I. D. I.
Bài 40: Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp AB gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L và tụ điện C. Bỏ qua điện trở các cuộn dây của máy phát. Khi rôto của máy quay đều với tốc độ n vòng/phút thì cảm kháng của L bằng dung kháng của C và bằng R. Nếu rôto của máy quay đêu với tốc độ 2n vòng/phút thì cường độ hiệu dụng qua mạch AB sẽ
A. tăng 2 lần. B. giảm 2 lần.
C. tăng 1,1 lần. D. giảm 1,1 lần.
Bài 41: 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 1A và cảm kháng của đoạn mạch AB là ZL. Nếu rôto của máy quay đều với tốc độ 3n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là (A). Tính ZL.
A. 2R. B. 2R/. C. R . D. R/.
Bài 42: 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 A. Khi rôto của máy quay đều với tốc độ 3n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là (A). Nếu rôto của máy quay đều với tốc độ 2n vòng/phút thì cảm kháng của đoạn mạch AB là
A. 2R. B. 2R/. C. R. D. R/3
Bài 43: Một đoạn mạch gồm điện trở thuần R = 200 Ω mắc nối tiếp với tụ điện C. Nối 2 đầu đoạn mạch với 2 cực của một máy phát điện xoay chiều một pha, bỏ qua điện trơ các cuộn dây trong máy phát. Khi rôto của máy quay đều với tốc độ 200 vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là I. Khi rôto của máy quay đều vớ tốc độ 400 vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là 2I . Nếu rôto của máy quay đều với tốc độ 800 vòng/phút thì dung kháng của đoạn mạch là
A. ZC = 800Ω B. ZC = 50Ω.
C. ZC = 200Ω D. ZC =100Ω.
Bài 44: Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở thuần R = 30 Ω mắc nối tiếp với một tụ điện. 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 hiệu dụng trong đoạn mạch là 1 A. Khi roto của máy quay đều với tốc độ 2n vòng/phút thì cường độ hiệu dụng trong đoạn mạch là A. Nếu roto của máy quay đều với tốc độ 3n vòng/phút thì dung kháng của tụ là
A. 4 Ω B. 2Ω. C. 16Ω D. 6Ω.
Bài 45: Một máy phát điện xoay chiều 1 pha có điện trơ trong không đáng kể. Nối hai cực của máy phát điện với mạch xoay chiều RL nối tiếp. Khi roto quay với tốc độ 3n (vòng/s) thì cường độ hiệu dụng dòng điện là 3 A và hệ số công suất là 0,5. Khi roto quay với tốc độ là n (vòng/s) thì cường độ hiệu dụng có giá trị bằng
A. 2 (A). B. (A).
C. 3 (A). D. (A).
Bài 46: Mạch RLC mắc vào máy phát điện xoay chiếu. Khi tốc độ quay của roto là n (vòng/phút) thì công suất là P hệ số công suất 0,5 . Khi tốc độ quay của roto là 2n (vòng/phút) thì công suất là 4P. Khi tốc độ quay của roto là n (vòng/phút) thỉ công suất bằng bao nhiêu?
A. 3P. B. P C. 9P. D. 4P.
Bài 47: Nối hai cực của máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở thuần R = 60Ω, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Bỏ qua điện ttở các cuộn dây của máy phát. Khi rôto của máy quay đều với tốc độ n vòng/phút thì cường độ hiệu dụng trong đoạn mạch là 1 A và dòng điện tức thời trong mạch chậm pha π/4 so với điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch. Khi roto của máy quay đều với tốc độ 0,5n vòng/phút thì dòng điện trong mạch cùng pha với điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch. Cường độ hiệu dụng trong mạch khi đó là:
A. 0,5A. B. A
C. 4A D. 2 A
Bài 48: Một máy phát điện xoay chiều một pha có một cặp cực, mạch ngoài được nố với một mạch RLC nối tiếp gồm cuộn thuần cảm có độ tự cảm L = 0,4/π H, tụ điện C và điện trở R. Khi máy phát điện quay với tốc độ 750 vòng/phút thì dòng điện hiệu dụng qua mạch là 72 A; khi máy phát điện quay với tốc độ 1500 vòng/phút thì trong mạch có cộng hưởng và dòng điện hiệu dụng qua mạch là 4 A. Giá trị của điện trở thuần R và tụ điện C lần lượt là
A. R = 25Ω; C = 1/(25π) mF. B. R = 30Ω; C = 1/π mF
C. R = 15Ω; C = 2/π mF. D. R = 305Ω; C = 0,4/π mF
Bài 49: Phát biểu nào sau đây đúng đối với máy phát điện xoay chiều một pha?
A. Biên độ của suất điện động phụ thuộc vào tốc độ quay roto.
B. Tần số của suất điện động phụ thuộc vào số vòng dây của phần ứng.
C. Dòng điện cảm ứng chỉ xuất hiện ớ các cuộn dây của phản ứng.
D. Cơ năng cung cấp cho máy được biến đổi hoàn toàn thành điện năng..
Bài 50: 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, cuộn cảm có độ tự cảm L = 5,4 H và tụ điện có điện dung 176,8 μF. Bỏ qua điện trở thuần của các cuộn dây của máy phát. Biết rôto máy phát có hai cặp cực. Khi rôto quay đều với tốc độ n1 = 1350 vòng/phút hoặc n2 = 1800 vòng/phút thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB là như nhau. Điện trở R có giá trị gần giá trị nào nhất sau đây:
A. 100 Ω. B. 80 Ω.
C. 240 Ω. D. 30 Ω.
Bài 51: (ĐH − 2013) Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có diện tích 60cm, quay đều quanh một trục đối xứng (thuộc mặt phẳng khung) trong từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay và có độ lớn 0,4T. Từ thông cực đại qua khung dây là:
A. 1,2.10−3 Wb. B. 4,8. 10−3 Wb.
C. 2,4. 10−3 Wb. D. 0,6. 10−3 Wb.
Bài 52: Nối 2 cực của máy phát điện xoay chiều lpha vào 2 đầu đoạn mạch AB gồm RLC (r = 0) mắc nối tiếp. Bỏ qua điện trở của các cuộn dây của máy phát. Khi roto của máy quay đều với tốc độ 75 vòng/phút và 192 vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch tương ứng 0,25 A và 0,64 A. để hệ số công suất của mạch AB bằng tốc độ quay của roto phải là
A. 125 vòng/phút. B. 90 vòng/phút.
C. 120 vòng/phút. D. 160 vòng/phút.
Bài 53: Phát biểu nào sau đây SAI đối với máy phát điện xoay chiều một pha?
A. Biên độ của suất điện động phụ thuộc số vòng dây của phần ứng.
B. Tần số của suất điện động phụ thuộc vào tốc độ quay của rôto.
C. Dòng điện cảm ứng chỉ xuất hiện ở các cuộn dây của phần ứng.
D. Cơ năng cung cấp cho máy không được biến đổi hoàn toàn thành điện năng.
Bài 54: Phát biểu nào sau đây đúng đối với máy phát điện xoay chiều một pha?
A. Biên độ của suất điện động phụ thuộc vào số cặp cực của nam châm.
B. Tần số của suất điện động phụ thuộc vào số vòng dây của phần ứng.
C. Dòng điện cảm ứng chỉ xuất hiện ở các cuộn dây của phần ứng.
D. Nếu phần cảm là nam châm điện thì nam châm đó được nuôi bởi dòng điện xoay chiều.
Bài 55: Câu nào sau đây là đúng. Máy phát điện xoay chiều 1 pha
A. biến đổi điện năng thành cơ năng.
B. biến đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ và ngược lại.
C. biến đổi cơ năng thành điện năng.
D. được sử dụng trong các nhà máy nhiệt điện, thuỷ điện...
Bài 56:Máy phát điện xoay chiều 1 pha, để tốc độ quay của rôto giam 4 lần (tần số dòng điện phát ra không đổi) thì phải:
A. tăng số cặp cực lên 4 lần.
B. giảm số cuộn dây 4 lần và tăng số cặp cực 4 lần.
C. tăng số cuộn dãy, số cặp cực lèn 4 lần.
D. giam số cập cực 4 lần và tâng sổ cuộn dây 4 lần.
Bài 57: Dòng điện xoay chiều ba pha có tải đối xứng nguồn mắc hình sao và tải cũng mắc hình sao: i1 = 2.sin100πt (A), i2 = 2.sin(100πt – 2π/3) (A), i3 = 2.sin(100πt + 2π/3 (A). Tại thời điểm t = 1/300 (s). Dòng điện trong các pha là:
A. i1 = (A). B. i2 = 0.
C. i3 = −(A). D. ith = 2 (A).
1.B
2.C
3.C
4.D
5.B
6.A
7.C
8.A
9.B
10.B
11.A
12.B
13.B
14.D
15.B
16.C
17.B
18.D
19.D
20.A
21.D
22.B
23.C
24.C
25.A
26.A
27.B
28.B
29.C
30.D
31.B
32.A
33.A
34.D
35.D
36.C
37.A
38.D
39.C
40.C
41.D
42.B
43.B
44.A
45.B
46.D
47.A
48.B
49.A
50.C
51.C
52.C
53.C
54.A
55.C
56.C
57.A
Dạng 2. BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN ĐỘNG CƠ ĐIỆN
Hiệu suất của động cơ:
Công suât tiêu thụ điện:
Sau thời gian t, điện năng tiêu thụ và năng lượng cơ có ích:
Đổi đơn vị:
Ví dụ 1: Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 8,5 KW và có hiệu suất 85%. Điện năng tiêu thụ và công cơ học của động cơ trong 1 giờ hoạt động lần lượt là
A. 2.61.107 (J) và 3,06.107 (J). B. 3,06.107 (J) và 3,6.107 (J).
C. 3,06.107 (J) và 2.61.107 (J). D. 3,6.107 (J) và 3,06.107 (J).
Hướng dẫn
Chọn D.
Ví dụ 2: Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 10 kW và có hiệu suất 80% được mắc vào mạch xoay chiều. Xác định điện áp hiệu dụng ở hai đầu động cơ biết dòng điện có giá trị hiệu dụng 100 (A) và trễ pha so với điện áp hai đầu động cơ là π /3.
A. 331 V. B. 250 V. C. 500 V. D. 565 V.
Hướng dẫn
Chọn B.
Ví dụ 3: Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 8,5 kW và có hiệu suất 88%. Xác định điện áp hiệu dụng ở hai đầu động cơ biết dòng điện có giá trị hiệu dụng 50 (A) và trễ pha so với điện áp hai đầu động cơ là π/12.
A. 331 V. B. 200 V. C. 231 V. D. 565 V.
Hướng dẫn
Chọn B.
Chú ý: Công suất tiêu thụ của động cơ gồm hai phần: công suất cơ học và công suất hao phí do tỏa nhiệt. Động cơ 1 pha:
Ví dụ 4: Một động cơ điện xoay chiều có điện trở dây cuốn là 32Ω, mạch điện có điện áp hiệu dụng 200 V thì sản ra công suất cơ học 43 W. Biết hệ số công suất của động cơ là 0,9 và công suất hao phi nhỏ hơn công suất cơ học. Cường độ dòng hiệu dụng chạy qua động cơ là
A. 0,25 A. B. 5,375 A. C. 0,225 A. D. 17,3 A.
Hướng dẫn
. Phương trình này có 2 nghiệm: và ta chọn nghiệm vì với nghiệm thứ nhất công suất hao phí lớn hơn công suất có ích!
I = 5,375(A) Chọn A
Ví dụ 5: (ĐH−2010) Một động cơ điện xoay chiều khi hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng 220 V thì sinh ra công suất cơ học là 170 W. Biết động cơ có hệ số công suất 0,85 và công suất toả nhiệt trên dây quấn động cơ là 17 W. Bỏ qua các hao phí khác, cường độ dòng điện cực đại qua động cơ là
A. A. B. 1A. C. 2A. D. A.
Hướng dẫn
Chọn A.
Ví dụ 6: Một động cơ điện xoay chiều khi hoạt động bình thường cường độ dòng điện hiệu dụng qua động cơ là 10 A và công suất tiêu thụ điện là 10 kW. Động cơ cung cấp năng lượng cơ cho bên ngoài trong 2 s là 18 kJ. Tính tổng điện trở thuần của cuộn dây trong động cơ.
A. 100 Ω. B. 10 Ω. C. 90 Ω D. 9 Ω.
Hướng dẫn
Chọn B.
Chú ý: Nếu đoạn mạch xoay chiều AB gồm mạch RLC nối tiếp với động cơ điện 1 pha thì biểu thức điện áp trên RLC, trên động cơ lần lượt là:
trong đó:
Điện áp hai đầu đoạn mạch là tông hợp của hai dao động điều hòa:
trong đó:
Ví dụ 7: Mắc nối tiếp động cơ với cuộn dây rồi mắc chúng vào mạch xoay chiều. Biết điện áp hai đầu động cơ có giá trị hiệu dụng 331 (V) và sớm pha so với dòng điện là π/6. Điện áp hai đầu cuộn dây có giá trị hiệu dụng 125 (V) và sớm pha so với dòng điện là π /3. Xác định điện áp hiệu dụng của mạng điện.
A. 331 V. B. 344,9 V. C. 230,9 V. D. 444 V.
Hướng dẫn
Chọn D.
Ví dụ 8: Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 8,5 kW và có hiệu suất 85%. Mắc động cơ với cuộn dây rồi mắc chúng vào mạch xoay chiều. Biết dòng điện có giá trị hiệu dụng 50 (A) và trễ pha so với điện áp hai đầu động cơ là π/6. Điện áp hai đầu cuộn dây có giá trị hiệu dụng 125 (V) và sớm pha so với dòng điện là π /3. Xác định điện áp hiệu dụng của mạng điện.
A. 331 V. B. 345 V. C. 23IV. D. 565 V.
Chọn B.
Ví dụ 9: Một động cơ điện xoay chiều sản ra công suất cơ học 7,5 kW và có hiệu suất 80%. Mắc động cơ nối tiếp với một cuộn cảm rồi mắc chúng vào mạng điện xoay chiều. Giá trị hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu động cơ là UM biết rằng dòng điện qua động cơ có cường độ hiệu dụng I = 40 A và trễ pha với UM một góc 30°. Hiệu điện thế ở hai đầu cuộn cảm là 125 V và sớm pha so với dòng điện là 60°. Hiệu điện thế hiệu dụng của mạng điện và độ lệch pha của nó so với dòng điện lần lượt là
A. 384 V và 40°. B. 834 V và 45°. C. 384 V và 39°. D. 184 V và 39°.
Hướng dẫn
Chọn C.
Chú ý: Nếu đoạn mạch xoay chiều AB gồm mạch R nối tiếp với động cơ điện 1 pha thì biểu thức điện áp trên R, trên động cơ lần lượt là:
trong đó
Điện áp hai đầu đoạn mạch là tổng hợp của dao động điều hòa:
trong đó:
Ví dụ 10: (ĐH−2010) Trong giờ học thực hành, học sinh mắc nối tiếp một quạt điện xoay chiều với điện trở R rồi mắc hai đầu đoạn mạch này vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 380 V. Biết quạt này có các giá trị định mức: 220 V − 88 W và khi hoạt động đúng công suất định mức thì độ lệch pha giữa điện áp ở hai đầu quạt và cường độ dòng điện qua nó là , với cosφ = 0,8. Để quạt điện này chạy đúng công suất định mức thì R bằng
A. 180Ω. B. 354 Ω. C. 361 Ω. D. 267 Ω.
Hướng dẫn
Cách 1:
Cách 2:
Chọn C.
Ví dụ 11: Trong giờ học thực hành, học sinh mắc nối tiếp một quạt điện xoay chiều với điện trở R = 352 Ω rồi mắc hai đầu đoạn mạch này vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 380 V. Biết quạt điện này hoạt động ở chế độ định mức với điện áp định mức đặt vào quạt là 220 V và khi ấy thì độ lệch pha giữa điện áp ở hai đầu quạt và cường độ dòng điện qua nó là φ với cos φ = 0,8. Hãy xác định công suất định mức của quạt điện.
A. 90 W. B. 266 W. C. 80 W. D. 160 W.
Hướng dẫn
Chọn C.
Ví dụ 12: Cho mạch điện xoay chiều gồm bóng đèn dây tóc mắc nối tiếp với động cơ xoay chiều 1 pha. Biết các giá trị định mức của đèn là 120 V − 240 W, điện áp định mức của động cơ là 220 V. Khi đặt vào 2 đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 331 V thì cả đèn và động cơ đêu hoạt động đúng công suất định mức. Công suất định mức của động cơ là
A. 389,675 W. B. 305,025 W. C. 543,445 W. D. 485,888 W.
Hướng dẫn
Chọn A.
Ví dụ 13: Trong một giờ thực hành một học sinh muốn một quạt điện loại 110 V − 100 W hoạt động bình thường dưới một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220 V, nên mắc nối tiếp với quạt một biến
trở. Ban đầu học sinh đó đế biến trở có giá trị 100 Ω thì đo thấy cường độ hiệu dụng trong mạch là 0,5 A và công suất của quạt điện đạt 80%. Tính hệ số công suất toàn mạch, hệ số công suất của quạt và điện áp hiệu dụng trên quạt lúc này. Muốn quạt hoạt động bình thường thì phải điều chỉnh biến trở như thế nào? Biết điện áp hai đầu đoạn mạch sớm pha hơn dòng điện trong mạch.
Hướng dẫn
* Lúc đầu, động cơ hoạt động dưới định mức:
Từ
* Khi động cơ hoạt động bình thường:
Từ
Để quạt hoạt động bình thường thì R tăng 116 – 100 = 16 Ω.
Quy trình giải nhanh:
Bước 1: Khi động cơ chưa hoạt động bình thường:
+ Công suất tiêu thụ = a% công suất định mức: a#P
Bước 2: Khi động cơ hoạt động bình thường:
+ Từ
+ Từ
Ví dụ 14: Trong giờ học thực hành một học sinh muốn quạt điện loại 180 V – 120 W hoạt động bình thường dưới một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220 V, nên mắc nối tiếp với quạt một biến trở
. Ban đầu học sinh đó để biến trở có giá trị 70 Ω thì đo thấy cường độ hiệu dụng trong mạch là 0,75A và công suất quạt điện đạt 92,8%. Muốn quạt hoạt động bình thường thì phải điều chỉnh biến trở như thế nào?
A. Giảm đi 20 Ω. B. Tăng thêm 12 Ω. C. Giảm đi 12 Ω. D. Tăng thêm 20 Ω.
Hướng dẫn
* Động cơ hoạt động dưới định mức:
* Khi động cơ hoạt động bình thường:
Từ
Để quạt hoạt động bình thường thì R tăng 70 – 58 = 12 Ω.
Chú ý: Nếu biết điện trở của động cơ thì có thể tính được hiệu suất của động cơ như sau:
Động cơ 1pha:
Ví dụ 15: Một động cơ điện xoay chiều có công suất tiêu thụ là 473 W, điện trở trong 7,568 W và hệ sổ công suất là 0,86. Mắc nó vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 220 V thì động cơ hoạt động bình thường. Hiệu suất động cơ là
A. 86%. B. 90%. C. 87%. D. 77%.
Hướng dẫn
Chọn B.
Ví dụ 16: (ĐH − 2012) Một động cơ điện xoay chiều hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng 220 V, cường độ dòng điện hiệu dụng 0,5 A và hệ số công suất của động cơ là 0,8. Biết rằng công suất hao phí của động cơ là 11 W. Hiệu suất của động cơ (tỉ số giữa công suất hữu ích và công suất tiêu thụ toàn phần) là
A. 80%. B. 90%. C. 92,5%. D. 87,5 %.
Hướng dẫn
Chọn D.
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Bài 1: Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 16 KW và có hiệu suất 80%. Xác định điện năng tiêu thụ của động cơ trong 1 giờ hoạt động.
A. 16 (MJ). B. 72 (MJ). C. 80 (MJ). D. 20 (MJ).
Bài 2: Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cư học 10 kW và có hiệu suất 80%. Xác định điện năng tiêu thụ của động cơ trong 2 giờ hoạt động
A. 6.107 (J). B. 9.107 (J). C. 8.107 (J). D. 3,6.107 (J).
Bài 3: Một động cơ điện xoay chiều tiêu thụ công suất 1,5 kW và có hiệu suất 80%. Tính công cơ học do động cơ sinh ra trong 30 phút.
A. 2,70 MJ. B. 5,40MJ. C. 4,32MJ. D. 2,16 MJ.
Bài 4: Từ trường quay trong một động cơ không đồng bộ ba pha có vận tốc quay là 3000 vòng/phút. Trong mỗi giây từ trường quay bao nhiêu vòng .
A. 60 vòng /giây. B. 40 vòng /giây. C. 50 vòng /giây. D. 75 vòng /giây.
Bài 5: Một động cơ điện xoay chiều tiêu thụ công suất 2 kW và có hiệu suất 80%. Công cơ học hữu ích do dòng điện sinh ra trong 1h là
A. 1,6 MJ. B. 4366MJ C. 5,76MJ. D. 1,6 kJ.
Bài 6: Một động cơ điện xoay chiều 1 pha của máy giặt tiêu thụ điện công suất 440 (W) với hệ số công suất 0,8 điện áp hiệu dụng của lưới điện là 220 (V). Cường độ hiệu dụng dòng điện chạy qua động cơ là
A. 2,5 A. B. 3 A. C. 6A. D. 1,8 A.
Bài 7: Một động cơ diện xoay chiều làm việc sau 0,75 (h) tiêu tốn một lượng điện năng là 127,5 (Wh). Biết điện áp hiệu dụng của lưới điện là 220 (V) và dòng hiệu dụng chạy qua dộng cơ là 0,9 (A). Hệ số công suất của động cơ là
A. 0,85. B. 0,66. C. 0,86. D. 0,76.
Bài 8: Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 8,5 kW và có hiệu suất 85%. Xác định điện áp hiệu dụng ở hai đầu động cơ biết dòng điện có giá trị hiệu dụng 50 (A) và trễ pha so với điện áp hai đầu động cơ là π/6.
A. 331 V. B. 250 V. C. 231 V. D. 565 V.
Bài 9: (ĐH − 2014) Một động cơ điện tiêu thụ công suất điện 110 W, sinh ra công suất cơ học bằng 88 W. Tỉ số của công suất cơ học với công suất hao phí ở động cơ bằng
A. 4. B. 3. C. 2. D. 5.
Bài 10: Một động cơ điện xoay chiều có công suất tiêu thụ là 600 W, điện trở trong 2Ω và hệ số công suất là 0,8. Mắc nó vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 120 V thì động cơ hoạt động bình thường. Hiệu suất động cơ là
A. 100%. B. 97%. C. 77%. D. 87%.
Bài 11: Một động cơ điện xoay chiều có công suất tiêu thụ là 600 W, điện trở trong r và hệ số công suất là 0,8. Mắc nó vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 120 V thì động cơ hoạt động bình thưởng. Hiệu suất động cơ là 90%. Tính r.
A. 2,526 Ω. B. 1,6 Ω. C. 1,536 Ω. D.1,256 Ω.
Bài 12: Quay 1 nam châm vĩnh cửu hình chữ u với tốc độ góc ω không đổi, khung dây đặt giữa 2 nhánh của nam châm sẽ quay với tốc độ góc ω0. Chọn phương án đúng.
A. ω0 = 2ω. B. ω0 > ω C. ω0 < ω. D. ω0 < 2ω.
Bài 13: Một động cơ điện xoay chiều có điện trở dây cuốn là 20Ω, mạch điện có điện áp hiệu dụng 220 V thì sản ra công suất cơ học 178 W. Biết hệ số công suất của động cơ là 0,9 và công suất hao phí nhỏ hơn công suất cơ học. Cường độ dòng hiệu dụng chạy qua động cơ là
A. 0,25 A. B. 5,375 A. C. 1 A. D. 17,3A.
Bài 14: Một động cơ điện xoay chiều có điện trở dây cuốn là 30Ω, mạch điện có điện áp hiệu dụng 220 V thì sản ra công suất cơ học 139,2 W. Biêt hệ số công suất củaa động cơ là 0,9 và công suất hao phí nhỏ hơn công suất cơ học. Cường độ dòng hiệu dụng chạy qua dộng cơ là
A. 0,25 A. B. 5,8 A. C. 1 A. D. 0,8 A.
Bài 15: Một động cơ điện xoay chiều có điện trở dây cuốn là 30Ω, mạch điện có điện áp hiệu dụng 200 V thì sản ra công suất cơ học 82,5 W. Biết hệ số công suất của động cơ là 0,9 và công suất hao phí nhỏ hơn công suất cơ học. Cường độ dòng hiệu dụng chạy qua động cơ là
A. 1,1 A. B. 1,8 A. C. 5,5 A. D. 0,5 A.
Bài 16: Một động cơ điện xoay chiều hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng 200 V thì sinh ra công suất cơ là 320 W. Biết điện trở thuần của dây quấn động cơ là 20 Ω và hệ số công suất của động cơ là 0,89. Cường độ dòng điện hiệu dụng chạy trong động cơ là
A. 4,4A. B. 1,8A C. 5,5A D. 0,5A
Bài 17: Đặt một điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng U = 100V vào hai đầu một động cơ điện xoay chiều thỉ công suất cơ học của động cơ là 160 W. Động cơ có điện trở thuần R = 4 W và hệ số công suất là 0,88. Biết hiệu suất của động cơ không nhỏ hơn 50%. Cường độ dòng điện hiệu dụng qua động cơ là
A. 2A. B. 20A. C. 2,5 A. D. 4,5A.
Bài 18: Mắc nối tiếp động cơ với cuộn dây rồi mắc chúng vào mạch xoay chiều. Biết điện áp hai đầu động cơ có giá trị hiệu dụng U và sớm pha so với dòng điện là π/12. Điện áp hai đầu cuộn dây có giá trị hiệu dụng 2U và sớm pha so với dòng điện là 5π/12. Điện áp hiệu dụng của mạng điện là
A. U. B. U . C. U . D. U .
Bài 19: Mắc nối tiếp động cơ với cuộn dây rồi mắc chúng vào mạch xoay chiều. Biết điện áp hai đầu động cơ có giá trị hiệu dụng U và sớm pha so với dòng điện là π/12. Điện áp hai đầu cuộn dây có giá trị hiệu dụng U .và sớm pha so với dòng điện là π/3. Điện áp hiệu dụng của mạng điện là
A. U. B. U . C. U . D. U .
Bài 20: Mắc nối tiếp động cơ với cuộn dây rồi mắc chúng vào mạch xoay chiều. Biết điện áp hai đầu động cơ có giá trị hiệu dụng 100 (V) và sớm pha so với dòng điện là π/12. Điện áp hai đầu cuộn dây có giá trị hiệu dụng 100 (V) và sớm pha so với dòng điện là π/3. Xác định điện áp hiệu dụng của mạng điện.
A. 200V B. 100 V. C. 100V. D. 200 V.
Bài 21: Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 7,5 kW và có hiệu suất 80%. Mắc động cơ với cuộn dây rồi mắc chúng vào mạch xoay chiều. Biết dòng điện có giá trị hiệu dụng 40 (A) và trễ pha so với điện áp hai đầu động cơ là 30°. Điện áp hai đầu cuộn dây có giá trị hiệu dụng 125 (V) và sớm pha so với dòng điện là 60°. Xác định điện áp hiệu dụng của mạng điện.
A. 324 V. B. 834 V. C. 384 V. D. 438 V.
Bài 22: Mắc nối tiếp một quạt điện xoay chiều với điện trở R rồi mắc hai đầu đoạn mạch này vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 380 V. Biết quạt này có các giá trị định mức: 220 V − 187 W và khi hoạt động đúng công suất định mức thì độ lệch pha giữa điện áp ở hai đầu quạt và cường độ dòng điện qua nó là φ, với cosφ = 0,85. Để quạt điện này chạy đúng công suất đinh mức thì R bằng
A. 180 Ω. B. 354 Ω C. 361 Ω. D. 175 Ω.
Bài 23: Mắc nối tiếp một quạt điện xoay chiều với điện trở R rồi mắc hai đầu đoạn mạch này vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 380 V. Biết quạt này có các giá trị định mức: 220 V − 180 W và khi hoạt động đúng công suất định mức thì độ lệch pha giữa điện áp ở hai đầu quạt và cường độ dòng điện qua nó là φ, với cosφ = 0,9. Để quạt điện này chạy đúng công suất định mức thì R bằng
A. 180Ω B. 354Ω. C. 186,7Ω. D. 175 Ω
Bài 24: Một động cơ điện xoay chiều có ghi 220 V − 176 W và cosφ = 0,8 được mắc vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 380 V. Để động cơ hoạt động bình thưởng, phải mắc nối tiếp động cơ với một điện trở thuần có giá trị là
A. 220Ω. B. 300Ω. C. 180Ω. D. 176 Ω.
Bài 25: Trong giờ học thực hành, học sinh mắc nối tiếp một quạt điện xoay chiều với điện trở R = 180 Ω rồi mắc hai đầu đoạn mạch này vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 380 V. Khi quạt điện hoạt động điện áp hai đầu nó có giá trị hiệu dụng là 220 V và lệch pha với dòng điện qua nó là φ, với cosφ = 0,80303. Hãy xác định công suất định mức của quạt điện.
A. 90 W. B. 177 W. C. 80 W. D. 160 W.
Bài 26: Cho mạch điện xoay chiều gồm bóng đèn dây tóc măc nối tiếp với động cơ xoay chiều 1 phA. Biết các giá trị định mức của đèn là 120 V − 330 W, điện áp định mức của động cơ là 220 V. Khi đặt vào 2 đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 332 V thì cả đèn và động cơ đều hoạt động đúng công suất định mức. Công suất định mức của động cơ là
A. 583,0 W. B. 605,0 W. C. 543,4 W. D. 485,8 W.
1.B
2.B
3.C
4.D
5.B
6.A
7.C
8.A
9.B
10.B
11.A
12.B
13.B
14.D
15.B
16.C
17.B
18.D
19.D
20.A
21.D
22.B
23.C
24.C
25.A
26.A
27.B
28.B
29.C
30.D
31.B
32.A
33.A
34.D
35.D
36.C
37.A
38.D
39.C
40.C
41.D
42.B
43.B
44.A
45.B
46.D
47.A
48.B
49.A
50.C
51.C
52.C
53.C
54.A
55.C
56.C
57.A
58.A
59.A
60.B
Dạng 3. BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN MÁY BIẾN ÁP
1. Các đại lượng cơ bản:
Suất điện động hiệu dụng:
Công suất máy biến áp:
Công thức máy biến áp lý tưởng (H = 100%) mà mạch thứ cấp có hệ số công suất
Công suất máy biến áp lí tưởng (H = 100%) và thứ cấp nối với R:
Ví dụ 1: Cuộn thứ cấp của một máy biến áp có 800 vòng. Từ thông trong lõi biến thế biến thiên với tần số 50Hz và giá trị từ thông cực đại qua một vòng dây bằng 24 mWb. Tính suất điện động hiệu dụng của cuộn thứ cấp
A. 220V B. 456,8V C. 426,5V D. 140 V.
Hướng dẫn
Chọn C.
Ví dụ 2: (ĐH−2008) Một máy biến áp có cuộn sơ cấp 1000 vòng dây được mắc vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 220 V. Khi đó điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 484 V. Bỏ qua mọi hao phí của máy biến áp. số vòng dây của cuộn thứ cấp là
A. 2500. B. 1100. C. 2000. D. 2200.
Hướng dẫn
Chọn D.
Ví dụ 3: Một máy biến áp với cuộn sơ cấp gồm 1000 vòng được mắc vào mạng điện xoay chiều. Cuộn thứ cấp gồm 50 vòng. Bỏ qua mọi hao phí ở máy biến áp. Cuộn thứ cấp nối với điện trở thuần thì dòng điện chạy qua qua cuộn thứ cấp là 1 (A). Hãy xác định dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp.
A. 0,05 A. B. 0,06 A. C. 0,07 A. D. 0,08 A.
Hướng dẫn
Vì máy biến áp lí tưởng và cuộn thứ cấp nối với R nên ta áp dụng công thức:
Chọn A
Chú ý: Nếu mạch thứ cấp nối các bóng đèn giống nhau (Uđ – Pđ) gồm m dãy mắc song song, trên mỗi dãy có n bóng mà các bóng đều sáng bình thường thì:
Ví dụ 4: Cuộn sơ cấp của một máy biến áp gồm 1100 vòng được mắc vào mạng điện xoay chiều. Cuộn thứ cấp gồm 220 vòng dây nối với 20 bóng đèn giống nhau có kí hiệu 12 V − 18 W mắc 5 dãy song song trên mỗi dãy có 4 bóng đèn. Biết các bóng đèn sáng bình thường và hiệu suất của máy biến áp 96%. Cường độ hiệu dụng qua cuộn sơ cấp và thứ cấp lần lượt là
A. 1,5625 A và 7,5 A. B. 7,5 A và 1,5625 A.
C. 6 A và 1,5625 A. D. 1,5625 A và 6 A.
Hướng dẫn
Chọn A.
Chú ý: Nếu mạch thứ cấp nối với động cơ điện bình thường thì:
Ví dụ 5: Một máy hạ áp hiệu suất 90% có tỉ số giữa số vòng dây cuộn sơ cấp và thứ cấp 2,5. Người ta mắc vào hai đầu cuộn thứ cấp một động cơ 220 V − 396 W, có hệ số công suất 0,8. Nếu động cơ hoạt động bình thường thì cường độ hiệu dụng trong cuộn sơ cấp và thứ cấp lần lượt là
A. 0,8 A và 2,5 A. B. 1 A và 1,6 A. C. 0,8 A và 2,25 A. D. 1 A và 2,5 A.
Hướng dẫn
Chọn C.
Ví dụ 6: Một máy hạ áp lí tưởng có tỉ số giữa số vòng dây cuộn sơ cấp và thứ cấp 2,5. Người ta mắc vào hai đầu cuộn thứ cấp một động cơ 220 V − 440 W, có hệ số công suất 0,8. Nếu động cơ hoạt động bình thường thì cường độ hiệu dụng trong cuộn sơ cấp và thứ cấp lần lượt là
A. 0,8 A và 2,5 A. B. 1 A và 1,6 A. C. 1,25 A và 1,6 A. D. 1 A và 2,5 A.
Hướng dẫn
Chọn A.
Bình luận: Nếu áp dụng công thức: thì tìm ra kết quả sai .
Trong trường hợp này công thức phải là:
Ví dụ 7: Một máy biến thế hiệu suất là 96% số vòng cuộn sơ cấp và thứ cấp là 6250 vòng và 1250 vòng, nhận công suất 10 kW từ mạng điện xoay chiều. Biết điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn sơ cấp là 1000 V và hệ số công suất của cuộn thứ cấp là 0,8. Công suất nhận được ở cuộn thứ cấp và cường độ hiệu dụng trong cuộn thứ cấp lần lượt là
A. 9600 W và 6 A. B. 960 W và 15 A. C. 9600 W và 60 A. D. 960 W và 24 A.
Hướng dẫn
Chọn C.
2. Máy biến áp thay đổi cấu trúc:
Nếu thay đổi vai trò của các cuộn dây thì:
Ví dụ 1: Đặt một điện áp xoay chiều (V) vào hai đầu cuộn dây sơ cấp của một máy biến thế lí tưởng thì điện áp hiệu dụng đo được ở hai đầu cuộn thứ cấp là V. Nếu điện áp xoay chiều (V) vào hai đầu cuộn dây thứ cấp thì điện áp đo được ở hai đầu cuộn dây sơ cấp bằng
A. 300V B. V. C. 300 V. D. V.
Hướng dẫn
Chọn D.
Ví dụ 2: Mắc cuộn thứ nhất của một máy biến áp lí tưởng vào một nguồn điện xoay chiều thì suất điện động hiệu dụng trong cuộn thứ hai là 20 V, mắc cuộn thứ hai vào nguồn điện xoay chiều đó thì suất điện động hiệu dụng trong cuộn thứ nhất là 7,2 V. Tính điện áp hiệu dụng của nguồn điện.
A. 144 V. B. 5,2 V. C. 13,6 V. D. 12V.
Hướng dẫn
Chọn D.
Ví dụ 3: (THPTQG − 2017) Một máy biến áp lí tưởng có hai cuộn dây D1 và D2. Khi mắc hai đầu cuộn D1 vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu của cuộn D2 để hở có giá trị là 8 V. Khi mắc hai đầu cuộn D2 vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu của cuộn D1 để hở có giá trị là 2 V. Giá trị U bằng
A. 8V. B. 16 V. C. 6V. D. 4 V.
Hướng dẫn
* Từ Chọn D.
Chú ý: Nếu một cuộn dây nào nào đó (VD cuộn sơ cấp) có n vòng dây quấn ngược thì từ trường của n vòng này ngược với từ trường của phần còn lại nên nó có tác dụng khử bớt từ trường của n vòng dây còn lại, tức là cuộn dây này bị mất 2n vòng .
Ví dụ 4: Một máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp gồm 100 vòng dây và cuộn thứ cấp gồm 150 vòng dây. Mắc hai đầu cuộn sơ cấp vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 5 V. Nếu ở cuộn sơ cấp có 10 vòng dây bị quấn ngược thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp khi để hở là
A. 7,500 V. B. 9,375 V. C. 8,333 V. D. 7,780 V.
Hướng dẫn
Cuộn sơ cấp như mấy đi 20 vòng:
Chọn B.
Ví dụ 5: Một máy biến áp cuộn sơ cấp gồm 1100 vòng mắc vào mạng điện xoay chiều 220 (V) và cuộn thứ cấp để lấy ra điện áp 15 (V). Nếu ở cuộn thứ cấp có 15 vòng dây bị quấn ngược thì tổng số vòng dây của cuộn thứ cấp là bao nhiêu?
A. 75. B. 60. C. 90. D. 105.
Hướng dẫn
Chọn D.
Chú ý: Đối với máy biến áp lý tưởng mà cuộn thứ cấp có nhiều đầu ra (chẳng hạn có 2 đầu ra) và các đầu ra nói với R thì áp dụng công thức:
Nếu áp dụng công thức: thì sẽ có dẫn đến kết quả sai.
Ví dụ 6: Một máy biến áp lý tưởng, cuộn sơ cấp có N1 = 1000 vòng được nối vào điện áp hiệu dụng không đổi U1 = 200 V. Thứ cấp gồm 2 đầu ra với số vòng dây lần lượt là N2 vòng và N3 = 25 vòng, được nối kín thì cường độ hiệu dụng lần lượt là 0,5 A và 1,2 A. Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn N2 là 10 V. Coi dòng điện và điện áp luôn cùng pha. Cường độ dòng điện hiệu dụng chạy trong cuộn sơ cấp là
A. 0,100 A. B. 0,045 A. C. 0,055 A. D. 0,150 A.
Hướng dẫn
Chọn C.
Ví dụ 7: Một máy biến áp lý tường, cuộn sơ cấp N1 = 1000 vòng được nối vào điện áp hiệu dụng không đổi U1 = 400 V. Thứ cấp gồm 2 cuộn N2 = 50 vòng, N3 = 100 vòng. Giữa 2 đầu N2 đấu với một điện trở R = 40 Ω, giữa 2 đầu N3 đấu với một điện trở R’ =10 Ω. Coi dòng điện và điện áp luôn cùng pha. Cường độ dòng điện hiệu dụng chạy trong cuộn sơ cấp là
A. 0,150 A. B. 0,450 A. C. 0,425 A. D. 0,015 A.
Hướng dẫn
Chọn C.
Chú ý: Đối với máy biến thế tự ngẫu thì cuộn sơ cấp và thứ cấp được lấy ra từ một cuộn dây, nếu nối ab với mạng điện xoay chiểu, nối bc với mạch tiêu thụ thì:
Ví dụ 8: Máy biến áp tự ngẫu dùng cho các tải có công suất nhỏ là một máy biến áp chỉ có một cuộn dây. Biến thế tự ngẫu cuộn ab gồm 1000 vòng. Vòng dây thứ 360 kể từ a được nối với chốt c. Người ta nối a, b với mạng điện xoay chiều 220 V − 50 Hz (cuộn ab lúc này gọi là cuộn sơ cấp) và nối bc với R = 10 Ω. (đoạn bc lúc này gọi là cuộn thứ cấp). Tính dòng điện đưa vào biến thế. Bỏ qua mọi hao phí trong biến thế.
A. 9,6125 A. B. 6,7 A. C. 9,0112 A. D. 14,08A.
Hướng dẫn
Cách 1:
Cách 2:
Chú ý: Bình thường máy biến áp có hai lõi thép và cuộn cơ cấp quấn trên một lõi, cuộn thứ cấp quấn trên lõi còn lại:
Nếu máy biến áp có n lõi thép và cuộn sơ cấp và thứ cáp được quấn 2 trong n lõi thì từ thông ở cuộn sơ cấp được chia đều cho (n − 1) lõi còn lại. Từ thông qua cuộn thứ cấp là (n − 1) nên điện áp trên cuộn thứ cấp giảm (n − 1) lần. Ta có thể xem như điện áp trên cuộn sơ cấp chia đều cho (n − 1) nhánh và mỗi nhánh chỉ nhận được 1 phần:
CM: Suất điện động ở cuộn sơ cấp và thứ cấp lần lượt là:
Ví dụ 9: Một máy biến áp có lõi đối xứng gồm bốn nhánh nhưng chỉ có hai nhánh được quấn hai cuộn dây. Khi mắc một cuộn dây vào điện áp xoay chiều thì các đường sức từ do nó sinh ra không bị thoát ra ngoài và được chia đều cho các nhánh còn lại. Khi mắc cuộn 1 (có 1000 vòng) vào điện áp hiệu dụng 60 V thì cuộn 2 khi để hở có điện áp hiệu dụng là 40 V. Số vòng dây của cuộn 2 là
A. 2000 vòng. B. 200 vòng. C. 600 vòng. D. 400 vòng.
Hướng dẫn
Chọn A.
Chú ý: Nhớ lại trong trường hợp máy biến áp hai cuộn dây khi hoán đổi vai trò ta đã rút ra công thức:
Tương tự với biến áp có n lõi thép:
Ví dụ 10: Một máy biến áp có lõi đối xứng gồm 5 nhánh nhưng chỉ có hai nhánh được quấn hai cuộn dây. Khi mắc một cuộn dây vào điện áp xoay chiều thì các đường sức từ do nó sinh ra không bị thoát ra ngoài và được chia đều cho các nhánh còn lại. Khi mắc cuộn 1 vào điện áp hiệu dụng 120 V thì ở cuộn 2 khi để hở có điện áp hiệu dụng U2. Khi mắc cuộn 2 với điện áp hiệu dụng 3U2 thì điện áp hiệu dụng ở cuộn 1 khi để hở là:
A. 22,5 V. B. 60 V. C. 30 V. D. 45 V.
Hướng dẫn
Chọn A.
Chú ý: Khi áp dụng các công thức trến thì điện trở của các cuộn dây không đáng kể và coi từ thông là khép kín. Nếu cuộn thứ cấp để hở còn cuộn sơ cấp có điện trở thuần thì có thể xem điện áp vào phân bố trên trên R và trên cuộn cảm thuần L:
Chỉ có thành phần UL gây ra hiện tượng cảm ứng điện từ nên công thức máy biến áp lúc lày là:
Ví dụ 11: Cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng cuộn sơ cấp có N1 = 1100 vòng và cuộn thứ cấp có N2 = 2200 vòng. Dùng dây dẫn có tổng điện trở R để nối hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến áp với điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng ổn định là U = 82 V thì khi không nối tải điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp là U2 = 160 V. Tỉ số giữa điện trở thuần R và cảm kháng ZL của cuộn sơ cấp là
A. 0,19. B. 0,15. C. 0,42. D. 0,225.
Hướng dẫn
Chọn D.
Ví dụ 12: Máy biến thế mà cuộn sơ cấp có 1100 vòng dây và cuộn thứ cấp có 2200 vòng. Nối 2 đầu của cuộn sơ cấp với điện áp xoay chiều 40 V − 50 Hz. Cuộn sơ cấp có điện trở thuần 3 Ω. và cảm kháng 4 Ω .Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp khi để hở là
A. 80 V. B. 72 V. C. 64 V. D. 32 V.
Hướng dẫn
Ta nhận thấy:
Chọn C.
3. Ghép các máy biến áp:
Nếu các máy biến áp mắc liên tiếp thì , U1/U2 = N1/N2 và U3/U4 = N3/N4. Do đó:
Nếu hoán đổi vai trò của N3 và N4 thì
Từ (1) và (2) rút ra hệ thức quan trọng:
Ví dụ 1: (ĐH − 2013) Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến áp M1 một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V. Khi nối hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến áp M2 vào hai đầu cuộn thứ cấp của Mi thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp của M2 để hở bằng 12,5 V. Khi nối hai đầu của cuộn thứ cấp của M2 vái hai đầu cuộn thứ cấp của M1 thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn sơ cấp của M2 để hờ bằng 50 V. Bỏ qua mọi hao phí. Mi có ti số giữa số vòng dây cuộn sơ cấp và số vòng cuộn thứ cấp là:
A. 8. B. 4. C. 6. D. 15.
Hướng dẫn
Áp dụng công thức: Chọn A.
Ví dụ 2: (ĐH − 2014) Một học sinh làm thực hành xác định số vòng dây của hai máy biến áp lí tưởng A và B có các cuộn dây với số vòng dây (là số nguyên) lần lượt là N1A, N2A, N1B, N2B. Biết N2A = kN1A,N2B= 2kN1B; k > 1; N1A + N2A + N1B + N2B = 3100 vòng và trong bốn cuộn dây có hai cuộn có số vòng dây đều bằng N. Dùng kết hợp hai máy biến áp này thì có thể tăng điện áp hiệu dụng U thành 18U hoặc 2U. Số vòng dây N là:
A. 600 hoặc 372. B. 900 hoặc 372. C. 900 hoặc 750. D. 750 hoặc 600.
Hướng dẫn
Để tăng điện áp thì hoặc cả hai máy đều tăng áp ghép liên tiếp hoặc máy 1 hạ áp còn máy 2 tăng áp:
Từ N1A + N2A + N1B + N2B = 3100 4N1A+ 7N1B = 3100.
* Nếu N2B = N2A = N thì N1A = N/3, N1B = N/6 và 4N/3 + 7N/6 = 3100 N = 1240 N1A = 413,33 không nguyên Loại.
* Nếu N1B = N1A = N thì: 4N + 7N = 3100 N = 281,8 không nguyên Loại.
* Nếu N1B = N2A = N thì N1A = N/3 và 4N/3 + 7N = 3100 N = 372.
* Nếu N2B = N1A = N thì N1B = N/6 và 4N + 7N/6 = 3100 N = 600 Chọn A.
4. Máy biến áp thay đổi số vòng dây
* Khi máy biến áp có số vòng dây ở cuộn sơ cấp thay đổi ta dùng:
* Khi máy biến áp có số vòng dây ở cuộn thứ cấp thay đổi ta dùng:
Ví dụ 1: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng (bỏ qua hao phí) một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 300 V. Nếu giảm bớt một phần ba tổng số vòng dây của cuộn thứ cấp thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của nó là
A. 100 V. B. 200 V. C. 220 V. D. 110 V.
Hướng dẫn
Chọn B
Ví dụ 2: (ĐH−2010) Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng (bỏ qua hao phí) một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 100 V. Ở cuộn thứ cấp, nếu giảm bớt n vòng dây thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của nó là U, nếu tăng thêm n vòng dây thì điện áp đó là 2U. Nếu tăng thêm 3n vòng dây ở cuộn thứ cấp thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của cuộn này bằng
A. 100 V. B. 200 V. C. 220 V. D. 110 V.
Hướng dẫn
Chọn B.
Ví dụ 3: Đặt vào hai đầu cuộn dây sơ câp của một máy biến thế lý tưởng một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở của nó là 100 V. Nếu chỉ tăng thêm n vòng dây ở cuộn dây sơ cấp thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của cuộn thứ cấp là U. Nếu chỉ giảm đi n vòng dây ở cuộn dây sơ cấp thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của cuộn thứ cap là 2U. Nếu chỉ tăng thêm 2n vòng dây ở cuộn sơ cấp thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là
A. 50 V. B. 60 V. C. 100 V. D. 120 V.
Hướng dẫn
Chọn B.
Ví dụ 4: Khi đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi vào cuộn sơ cấp thì điện áp hiệu dụng thứ cấp là 20 V. Nếu tăng số vòng dây thứ cấp 60 vòng thì điện áp hiệu dụng thứ cấp là 25 V. Nếu giảm số vòng dây thứ cấp 90 vòng thì điện áp hiệu dụng thứ cấp là
A. 10 V. B. 12,5 V. C. 17,5 V. D. 15 V.
Hướng dẫn
Ví dụ 5: (ĐH−2011) Một học sinh quấn một máy biến áp với dự định số vòng dây của cuộn sơ cấp gấp hai lần số vòng dây của cuộn thứ cấp. Do sơ suất nên cuộn thứ cấp bị thiếu một số vòng dây. Muốn xác định số vòng dây thiếu để quấn tiếp thêm vào cuộn thứ cấp cho đủ, học sinh này đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, rồi dùng vôn kết xác định ti số điện áp ở cuộn thứ cấp để hở và cuộn sơ cấp. Lúc đầu tỉ số điện áp bằng 0,43. Sau khi quấn thêm vào cuộn thứ cấp 24 vòng dây thì tỉ số điện áp bằng 0,45. Bỏ qua mọi hao phí trong máy biến áp. Để được máy biến áp đúng nhu dự định, học sinh này phải tiếp tục quấn thêm vào cuộn thứ cấp
A. 40 vòng dây. B. 84 vòng dây. C. 100 vòng dây. D. 60 vòng dây.
Hướng dẫn
Chọn B.
1. Máy biến áp mắc với mạch RLC
Nếu cuộn thứ cấp của máy biến áp nối với RLC:
Ví dụ 1: Cho một máy biến áp có hiệu suất 80%. Cuộn sơ cấp có 100 vòng, cuộn thứ cấp có 200 vòng. Mạch sơ cấp lí tưởng, đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 100 V và tần số 50 Hz. Hai đầu cuộn thứ cấp nối với một cuộn dây có điện trở 50 Ω, độ tự cảm 0,5/π (H). Cường độ dòng điện hiệu dụng mạch sơ cấp nhận giá trị:
A. 5 A. B. 10 A. C. 2A. D. 2,5 A.
Hướng dẫn
Chọn A.
Ví dụ 2: Một máy biến áp lí tưởng có tỉ số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp là 2. Cuộn thứ cấp nối với tải tiêu thụ có điện trở 200 Ω, cuộn sơ cấp nối với điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng 200 V. Dòng điện hiệu dụng qua cuộn sơ cấp là
A. 0,25 A. B. 0,6 A. C. 0.5A. D. 0,8 A.
Hướng dẫn
Vì máy biến áp lí tưởng và cuộn thứ cấp nối với R nên ta áp dụng công thức:
Chọn A.
Chú ý: Khi cho biết U1, N1/N2, H và mạch thứ cấp nối RLC, để tính P1, P2 ta làm như sau:
Ví dụ 3: Một máy biến áp lý tưởng có tỉ số vòng dây cuộn sơ cấp và thứ cấp là 2:3. Cuộn sơ cấp nối với điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng 120 V. Cuộn thứ cấp nối với tải tiêu thụ là mạch điện RLC không phân nhánh gồm có điện trở thuần 60 Ω, cảm kháng Ω và dung kháng Ω. Công suất toả nhiệt trên tải tiêu thụ là
A. 180 W. B. 360 W. C. 135 W. D. 26,7 W.
Hướng dẫn
Chọn C.
Ví dụ 4: Cho một máy biến áp có hiệu suất 90%. Cuộn sơ cấp có 200 vòng, cuộn thứ cấp có 400 vòng. Cuộn sơ cấp nối với điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 150 V. Hai đầu cuộn thứ cấp nối với một cuộn dây có điện trở hoạt động 90 W và cảm kháng là 120 W. Công suất mạch sơ cấp là
A. 150 W. B. 360 W. C. 250 W. D. 400 W.
Hướng dẫn
Chọn D.
Chú ý: Nếu máy biến áp mắc với mạch RLC liên quan đến bài toán cực trị thì ta giải quyết hai bài toán máy biến áp và bài toán cực trị độc lập nhau rồi kết hợp lại.
Ví dụ 5: Đặt một điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz và giá trị hiệu dụng 20 V vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng có tổng số vòng dây của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp là 2800 vòng. Nối hai đầu cuộn thứ cấp với đoạn mạch AB (hình vẽ); trong đó, điện trở R có giá trị không đổi, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi được và tụ điện có điện dung C = 10−3/(3π2) (F). Điều chỉnh L đến giá trị L = 0,5 H thì vôn kế (lí tưởng) chỉ
giá trị cực đại bằng 189,74 V (lấy là V). số vòng dây của cuộn sơ cấp là
A. 550 vòng. B. 1650 vòng. C. 400 vòng. D. 550 vòng.
Hướng dẫn
Ta tính:
Cách 1:
Khảo sát:
Thay số:
Áp dụng công thức máy biến áp:
Chọn C.
Cách 2:
Áp dụng “ Định lý thống nhất 2”:
Áp dụng công thức máy biến áp:
Chọn C.
Ví dụ 6: Đặt một điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz và giá trị hiệu dụng 20 V vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng có tổng số vòng dây của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp là 2200 vòng. Nối hai đầu cuộn thứ cấp với đoạn mạch AB, (hình vẽ); trong đó, điện trở R có giá trị không đổi, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi được và tụ điện có điện dung C = 10−3/(3π2) (F). Điều chinh L đến giá trị L = 0,5 H thì vôn kế (lí tưởng) chỉ giá trị cực đại bằng 94,87 V (lấy là V). Số vòng dây của cuôn sơ cấp là
A. 800 vòng. B. 550 vòng. C. 400 vòng. D. 650 vòng.
Hướng dẫn
Ta tính:
Áp dụng “Định lý thống nhất 2)
Áp dụng công thức máy biến áp:
Chọn B.
Ví dụ 7: Đặt một điện áp xoay chiều có tần số f thay đổi và giá trị hiệu dụng 30 V vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng có tổng số vòng dây của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp là 2200 vòng. Nối hai đầu cuộn thứ câp với đoạn mạch AB (hình vẽ); trong đó, điện trở , cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 0,2 H và tụ điện có điện dung . Thay đổi f thì vôn kế (lí tưởng) chỉ giá trị cực đại bằng 76,4 V (lấy là V). số vòng dây của cuộn sơ cấp là
A. 400 vòng. B. 1650 vòng. C. 550 vòng. D. 660 vòng.
Hướng dẫn
Để áp dụng “Định lý BHD 4”, ta tính p từ hệ thức:
Mà
Áp dụng công thức máy biến áp:
Chọn D.
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Bài 1: Cuộn thứ cấp của một máy biến áp có 990 vòng. Từ thông trong lõi biến thế biến thiên với tần số 50 Hz và giá trị từ thông cực đại qua một vòng dây bằng 1 mWb. Tính suất điện động hiệu dụng cuộn thứ cấp.
A. 220V. B. 156V. C. 110V. D. 140V.
Bài 2: Cuộn thứ cấp của một máy biến áp có 800 vòng. Từ thông trong lõi biến thể biến thiên với tần số 50 Hz và giá trị từ thông cực đại qua một vòng dây bằng. Biết suất điện động hiệu dụng cuộn thứ cấp 500V. Tính .
A. 2,0 mWb. B. 2,8 mWb. C. 2,6 mWb. D. 2,4 mWb.
Bài 3: Một máy biến áp có số vòng của cuộn sơ cấp là 5000 và thứ cấp là 1000. Bỏ qua mọi hao phí của máy biến áp. Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 100 V thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp khi để hở có giá trị là
A. 10 V. B.20V. C. 500 V. D. 40 vT
Bài 4: Một máy biến áp, cuộn sơ cấp có 1000 vòng, cuộn thứ cấp có 200 vòng được mắc vào mạng điện một chiều có hiệu điện thể 220 V. Hiệu điện thế hai đầu cuộn thứ cấp khi để hở là
A. 2200. B. 0. C. 1100. D. 2000.
Bài 5: Một máy biến áp có cuộn sơ cấp gồm 500 vòng dây và cuộn thứ cấp gồm 40 vòng dây. Mắc hai đầu cuộn sơ cấp vào mạng điện xoay chiều, khi đó điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 20 V. Biết hao phí điện năng của máy biến áp là không đáng kể. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn sơ cấp có giá trị bằng
A. 500 V. B. 250 V. C. 1000 V. D. 1,6 V.
Bài 6: Một máy biến áp dùng trong tivi có một cuộn sơ cấp gồm 1100 vòng mắc vào mạng điện xoay chiều 220 (V) và ba cuộn thứ cấp để lấy ra các điện áp 20 (V). Tính số vòng dây của mỗi cuộn thứ cấp.
A. 50. B. 60. C. 100. D. 75.
Bài 7: Một máy biến áp 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 điện áp ở hai đầu cuộn thứ cấp biết điện áp ở hai đầu cuộn sơ cấp là 1000 V. (Hiệu suất không ảnh hưởng đến điện áp).
A.781V. B. 5000 V. C. 200 V. D. 7810 V.
Bài 8: Trong một máy biến áp lý tưởng, đặt vào hai đầu của một cuộn dây một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 80 V thì điện áp hiệu dụng ở cuộn thứ hai khi để hở là 20 V. Nếu điện áp hiệu dụng ở cuộn dây thứ hai 80 V thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn dây thứ nhất là
A.320V. B. 160 V. C. 40V. D. 400V.
Bài 9: Một biến áp có hao phí bên trong xem như không đáng kể, khi cuộn 1 nối với nguồn xoay chiều có điện áp hiệu dụng U1 = 110 V thì điện áp hiệu dụng ở cuộn 2 là U2 = 220 V. Nếu nối cuộn 2 với nguồn U1 thì điện áp đo được ở cuộn 1 là
A.110V. B. 45 V. C. 220 V. D. 55 V.
Bài 10: Một máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp gồm 100 vòng dây và cuộn thứ cấp gồm 150 vòng dây. Mắc hai đầu cuộn sơ cấp vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 5 V. Nếu ở cuộn thứ cấp có 10 vòng dây bị quấn ngược thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp khi để hở là
A. 7,5 V. B. 7,0 V. C. 8,3 V. D. 6,5 V.
Bài 11: Cuộn thứ cấp của 1 máy biến áp có 100 vòng dây. Điện áp hiệu dụng ở các mạch sơ cấp và thứ cấp lần lượt là 2000 V và 50 V. Nếu ở cuộn sơ cấp có 20 vòng dây bị quấn ngược thì tổng số vòng dây của cuộn sơ cấp là bao nhiêu?
A. 4040. B. 4000. C. 3000. D. 4020.
Bài 12: Cuộn sơ cấp một máy biến áp có 900 vòng dây và mắc vào mạng điện127V. Cuộn thứ cấp có điện áp 6,3V và mắc vào điện trở thuần thì dòng điện chạy qua là 3 A. Bỏ qua mọi hao phí ở máy biến áp. Số vòng dây trong cuộn thứ cấp và cường độ dòng điện trong cuộn sơ cấp là
A. 30 vòng và 0,3 A. B. 45 vòng và 0,3A.
C. 45 vòng và 0,15A. D. 30 vòng và 0,15A.
Bài 13: Cuộn sơ cấp của một máy biến áp được nối với mạng điện xoay chiều có điện áp 380 V. Cuộn thứ cấp có dòng điện cường độ 1,5 A chạy qua và có điện áp giữa hai đầu dây là 12 V. Biết số vòng dây của cuộn thứ cấp là 30. Tính số vòng dây của cuộn sơ cấp và cường độ dòng điện chạy qua nó. Bỏ qua mọi hao phí.
A. 950 vòng; 0,047 A. B. 950 vòng; 0,048 A.
C. 960 vòng; 0,047 A. D. 960 vòng; 0,048 A.
Bài 14: Một máy biến áp lí tưởng có tỉ số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp là 4. Cuộn thứ cấp nối với tải tiêu thụ có điện trở 50 Ω, cuộn sơ cấp nối với điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng 200 V. Dòng điện hiệu dụng qua cuộn thứ cấp là
A. 0,25 A. B. 1A. C. 16 A. D.4A.
Bài 15: Một máy biến áp lí tưởng có số vòng cuộn sơ cấp là 2000 và số vòng dây cuộn thứ cấp là 4000. Cuộn thứ cấp nối với tải tiêu thụ gồm điện trở 50nối tiếp với cuộn cảm có cảm kháng 50Ω. Cuộn sơ cấp nối với điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng 200 V. Dòng điện hiệu dụng qua cuộn sơ cấp là
A. 4 A. B. 0,6A. C. 8A. D. 8A.
Bài 16: Một máy biến áp lý tưởng, cuộn sơ cấp có N1 = 1320 vòng được nối vào điện áp hiệu dụng không đổi U1 = 220 V. Thứ cấp gồm 2 đầu ra với số vòng dây lần lượt là N2 vòng và N3 = 25 vòng, được nối kín thì cường độ hiệu dụng lần lượt là 0,5 A và 1,2 A. Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn N2 là 10 V. Coi dòng điện và điện áp luôn cùng pha. Cường độ dòng điện hiệu dụng chạy trong cuộn sơ cấp là
A. 0,100 A. B. 0,045 A. C. 0,055 A. D. 0,150 A.
Bài 17: Một máy biến áp lý tưởng, cuộn sơ cấp N1 = 1100 vòng được nối vào điện áp hiệu dụng không đổi U1 = 220 V. Thứ cấp gồm 2 cuộn N2 = 55 vòng, N’2 =110 vòng. Giữa 2 đầu N2 đấu với một điện trở R = 11 Ω, giữa 2 đầu N’2 đấu với một điện trở R’ = 44 Ω. Coi dòng điện và điện áp luôn cùng pha. Cường độ dòng điện hiệu dụng chạy trong cuộn sơ cấp là
A. 0,1 A B. 0,05 A. C. 0,1125 A. D. 0,15 A.
Bài 18: Cho một máy biên áp có hiệu suất 80%. Cuộn sơ cấp có 150 vòng, cuộn thứ cấp có 300 vòng. Cuộn sơ cấp nối với điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 100 V. Hai đầu cuộn thứ cấp nối với một cuộn dây có điện trở hoạt động 100 và cảm kháng cũng là 100Ω . Công suất mạch sơ cấp là
A. 150 W. B. 100 W. C. 250 W. D. 200 W.
Bài 19: Một máy biến áp lý tưởng có tỉ số vòng dây cuộn sơ cấp và thứ cấp là 2:3. Cuộn sơ cấp nối với điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng 200 V. Cuộn thứ cấp nối với tải tiêu thụ là mạch điện RLC không phân nhánh gồm có điện trở thuần 30 Ω, cảm kháng 60 Ω và dung kháng 20 Ω. Công suất toả nhiệt trên tải tiêu thụ là:
A. 1080 W. B. 90 W. C. 3000 W. D. 26,7 W.
Bài 20: Máy biến thể lí tưởng mà cuộn sơ cấp có 100 vòng dây được nối với điện áp xoay chiều 400 V − 50 Hz. Cuộn thứ cấp nối với tải tiêu thụ là mạch điện RLC nối tiếp gồm điện trở thuần 100 Ω, cuộn cảm thuần có cảm kháng 200 Ωvà tụ điện có dung kháng 100 Ω. Biết mạch thứ cấp tiêu thụ công suất P = 200 W. Số vòng dây cuộn thứ cấp N2 là
A. 200 vòng. B. 100 vòng. C. 50vòng. D. 25 vòng.
Bài 21: Máy biến thể lí tường mà cuộn sơ cấp có 200 vòng dây được nối với điện áp xoay chiều 400 V − 50 Hz. Cuộn thứ cấp nối với tải tiêu thụ là mạch điện RLC nối tiếp gồm điện trở thuần R = 100Ω, cuộn cảm có độ tự cảm 2/π H và tụ điện có điện dung 0,1/π mF. Biết mạch thứ cấp tiêu thụ công suất P = 200 W. số vòng dây cuộn thứ cấp N2 là
A. 200 vòng. B. 100 vòng. C. 50vòng. D. 25 vòng.
Bài 22: Một máy biến áp lí tưởng cuộn sơ cấp có số vòng dây gấp 10 lần cuộn thức cấp. Cuộn sơ cấp mắc vào mạng điện xoay chiều cuộn thứ cấp nối với hai bóng đèn giống nhau có kí hiệu 24 V − 24 W mắc song song thì các bóng đèn sáng bình thưởng. Xác định cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn sơ cấp.
A. 0,2 A. B. 2A. C. 0,5A. D. 0,1 A.
Bài 23: Nối hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến áp với mạng điện xoay chiều 120 V. Bỏ qua mọi hao phí ở máy biến áp. Nối hai đầu cuộn thứ cấp với bóng đèn có kí hiệu 6 V −1,5 W thì đèn sáng bình thưởng. Tính dòng điện hiệu dụng ở cuộn sơ cấp.
A. 1,5 A B. 1,6 A. C. 0,0125 A. D. 0,008 A.
Bài 24: Cuộn sơ cấp của một máy biến áp gồm 1100 vòng được mắc vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 240 (V). Cuộn thứ cấp nối với 20 bóng đèn giống nhau có kí hiệu 12 V − 18 W mắc song song. Biết các bóng đèn sáng bình thưởng và hiệu suất của máy biến áp 100%. Xác định cường độ hiệu dụng qua cuộn sơ cấp.
A. 1,5 A. B. 0,6 A. C. 0.7A. D. 0,8 A.
Bài 25: Một máy hạ áp có tỉ số giữa số vòng dây cuộn sơ cấp và thứ cấp 6. Người ta mắc vào hai đầu cuộn thứ cấp một động cơ 25 V − 150 W, có hệ số công suất 0,8. Mất mát năng lượng trong máy biến áp là không đáng kể. Nếu động cơ hoạt động bình thưởng thì cường độ hiệu dụng trong cuộn dây sơ cấp là
A. 0,8 A. B. 1 A. C. 1,25 A. D. 1,6 A.
Bài 26: Một máy hạ áp có tỉ số giữa số vòng dây cuộn sơ cấp và thứ cấp 4. Người ta mắc vào hai đầu cuộn thứ cấp một động cơ 50 V − 150 W, có hệ số công suất 0,8. Mất mát năng lượng trong máy biến áp là không đáng kể. Neu động cơ hoạt động bình thường thì cường độ hiệu dụng trong cuộn dây sơ cấp là
A. 0,8 A. B. 0,9375 A. C. 3,75 A. D. 0,75 A.
Bài 27: Một máy biến thể có tỉ số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp là 5, hiệu suất 96% nhận một công suất 10 (kW) ở cuộn sơ cấp và hiệu thể ở hai đầu sơ cấp là 1 (kV), hệ số công suất của mạch thứ cấp là 0,8 thì cường độ dòng điện chạy trong cuộn thứ cấp là
A. 30 (A). B. 40 (A). C. 50 (A). D. 60 (A).
Bài 28: Máy biến áp tự ngẫu dùng cho các tải có công suất nhỏ là một máy biến áp chỉ có một cuộn dây. Biến thể tự ngẫu cuộn ab gồm 1000 vòng. Vòng dây thứ 320 kể từ a được nối với chốt c. Người ta nối a, b với mạng điện xoay chiều thành phố (cuộn ab lúc này gọi là cuộn sơ cấp) và nối bc với tải tiêu thụ R thì dòng qua tải có cường độ hiệu dụng 10 (A) (đoạn bc lúc này gọi là cuộn thứ cấp). Tính dòng điện đưa vào biến thế. Bỏ qua mọi hao phí trong biến thế.
A. 6,6 A. B. 6,J A. C. 6,8 A. D. 3,2 A.
Bài 29: Máy biến áp tự ngẫu dùng cho các tải có công suất nhỏ là một máy biến áp chỉ có một cuộn dây. Biến thể tự ngẫu cuộn ab gồm 1000 vòng. Vòng dây thứ 320 kế từ a được nối với chốt c. Người ta nối a, b với mạng điện xoay chiều thành phố (cuộn ab lúc này gọi là cuộn sơ cấp) và nối bc với tải tiêu thụ thì điện áp hiệu dụng hai đầu tải là 149,6 (V) (đoạn bc lúc này gọi là cuộn thứ cấp). Tính điện áp đưa vào biến thế.
A. 220V. B. 160 V. C. 104 V. D. 400V.
Bài 30: Một máy biến áp có lõi đổi xứng gồm ba nhánh nhưng chỉ có hai nhánh được quấn hai cuộn dây. Khi mắc một cuộn dây vào điện áp xoay chiều thì các đường sức từ do nó sinh ra không bị thoát ra ngoài và được chia đều cho hai nhánh còn lại. Khi mắc cuộn 1 (có 1000 vòng) vào điện áp hiệu dụng 60 V thì ở cuộn 2 (có 2000 vòng) khi để hở có điện áp hiệu dụng là
A. 15 V. B. 6 V. C. 60 V. D. 40 V.
Bài 31 : Một máy biến áp có lõi sắt gồm n nhánh đối xứng nhau nhung chỉ có 2 nhánh được quấn dây (mỗi nhánh một cuộn dây có số vòng khác nhau). Coi hao phí của máy là rất nhỏ. Khi điện áp xoay chiều có giá tri hiệu dụng U2 mắc vào cuộn 1 (có số vòng N1) thì điện áp đo được ở cuộn 2 (có số vòng N2) để hở là U2. Tính U2 theo U, N1, N2 và n.
A. B. C. D.
Bài 32: Một máy biến áp có lõi đối xứng gồm ba nhánh nhưng chỉ có hai nhánh được quấn hai cuộn dây. Khi mắc một cuộn dây vào điện áp xoay chiều thì các đường sức từ do nó sinh ra không bị thoát ra ngoài và được chia đều cho hai nhánh còn lại. Khi mắc cuộn 1 vào điện áp hiệu dụng 60 V thì ở cuộn 2 khi để hở có điện áp hiệu dụng U2. Khi mức cuộn 2 với điện áp hiệu dụng U2 thì điện áp hiệu dụng ở cuộn 1 khi để hở là
A. 15 V. B. 60 V. C. 30 V. D. 40 V.
Bài 33: Một máy biến áp có lõi đối xứng gồm ba nhánh nhưng chỉ có hai nhánh được quấn hai cuộn dây. Khi mắc một cuộn dây vào điện áp xoay chiều thì các đường sức từ do nó sinh ra không bị thoát ra ngoài và được chia đều cho hai nhánh còn lại. Khi mắc cuộn 1 vào điện áp hiệu dụng 60 V thì ở cuộn 2 khi để hở có điện áp hiệu dụng U2. Khi mức cuộn 2 với điện áp hiệu dụng 3U2 thì điện áp hiệu dụng ở cuộn 1 khi để hở là
A. 15V B. 60V C. 30V D. 45V
Bài 34: Một máy biến áp có lõi đối xứng gồm n nhánh nhung chỉ có hai nhánh được quấn hai cuộn dây. Khi mắc một cuộn dây vào điện áp xoay chiều thì các đường sức từ do nó sinh ra không bị thoát ra ngoài và được chia đều cho hai nhánh còn lại. Khi mắc cuộn 1 vào điện áp hiệu dụng U thì ở cuộn 2 khi để hở có điện áp hiệu dụng U2. Khi mức cuộn 2 với điện áp hiệu dụng U2 thì điện áp hiệu dụng ở cuộn 1 khi để hở là
A. U(n + l)−2. B. U(n − l)−2. C Un−2. D. U(n − l)−1.
Bài 35: Một nhà máy phát điện có công suất 36 (MW), điện áp hai cực máy phát 4 (kV). Người ta nối hai cực máy phát với cuộn sơ cấp của máy tăng thế, số vòng dây của cuộn thứ cấp của máy biến áp gấp 50 lần số vòng dây của cuộn sơ cấp. Hiệu suất của máy biến áp là 90%. Biết hệ số công suất ở cuộn thứ cấp là 0,9. Xác định dòng điện hiệu dụng nhận được ở cuộn thứ cấp.
A. 180 A. B. 160 A. C. 140 A. D. 120 A.
Bài 36: Một máy biến áp có số vòng dây cuộn sơ cấp gấp 5 lần số vòng dây cuộn thứ cấp, hiệu suất 96% nhận một công suất 10 (kW) ở cuộn sơ cấp và hiệu thế ở hai đầu sơ cấp là 1 (kV). Nếu hệ số công suất của mạch thứ cấp là 0,8 thì cường độ dòng điện chạy trong cuộn thứ cấp là:
A. 60 A. B. 40A. C. 30 A. D. 50 A.
Bài 37: Cho một máy biến áp có hiệu suất 80%. Cuộn sơ cấp có 150 vòng, cuộn thứ cấp có 300 vòng. Cuộn sơ cấp nối với điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 100 V. Hai đầu cuộn thứ cấp nối với một cuộn dây có điện trở hoạt động 100 Ω và cảm kháng cũng là 100 Ω. Dòng điện hiệu dụng qua cuộn sơ cấp là
A. 4/2 A. B. 0,6 A. C. 2,5 A. D. 8 A.
Bài 38: Cho một máy biến áp có hiệu suất 95%, số vòng dây cuộn sơ cấp gấp 10 lần số vòng dây cuộn thứ cấp. Cuộn sơ cấp nối với điện áp xoay chiều thì cường độ hiệu dụng của dòng xoay chiều chạy qua cuộn thứ cấp là 1,9 A. Biết hệ số công suất của cuộn sơ cấp và thứ cấp đều bằng 1. Dòng điện hiệu dụng qua cuộn sơ cấp là
A. 0,34 A. B. 0,2 A. C. 3,43 A. D. 20 A.
Bài 39: Cuộn sơ cấp của một máy biến áp cuộn sơ cấp có N1 = 1100 vòng và cuộn thứ cấp có N2 = 2200 vòng, điện trở thuần của cuộn dây không đáng kể. Dùng dây dẫn có tổng điện trở R để nối hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến áp với điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng ổn định là U1 = 130 V thì khi không nối tải điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp là U2 = 240 V. Tỉ số giữa điện trở thuần R và cảm kháng ZL của cuộn sơ cấp là
A. 0,19. B. 0,15. C. 0,42. D. 1,2.
Bài 40: Cuộn sơ cấp của một máy biến áp cuộn sơ cấp có N1 = 1000 vòng và cuộn thứ cấp có N2 = 2000 vòng. Hiệu điện thể hiệu dụng của cuôn sơ cấp là U1 = 110V và cuộn thứ cấp để hở là U2 = 216 V. Tỉ số giữa điện trở thuần R và cảm kháng ZL của cuộn sơ cấp là
A. 0,19. B. 0,15. C. 0,1. D. 1,2.
Bài 41: Cuộn sơ cấp của một máy biến áp cuộn sơ cấp có N1 = 1000 vòng và cuộn thứ cấp có N2 = 2000 vòng. Hiệu điện thế hiệu dụng của cuôn sơ cấp là U1 = 226 V và cuộn thứ cấp để hở là U2 = 448 V. Tỉ số giữa điện trở thuần R và cảm kháng ZL của cuộn sơ cấp là
A. 0,19. B. 0,134. C. 0,154. D. 1,2.
Bài 42: Đặt một điện áp xoay chiều có điện áp hiệu dụng U1 = 170 V vào cuộn sơ cấp của một máy hạ áp có tì số vòng dây cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp là 4 lần. Biết rằng cuộn sơ cấp có cảm kháng gấp 13 điện trở thuần của nó. Mạch từ được khép kín, hao phí không đáng kể. Điện áp hiệu dụng U2 ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là
A. 42,4 V. B. 42,5 V. C. 12,2 V. D. 13,2 V.
Bài 43: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng (bố qua hao phí) một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi. Ở cuộn thứ cấp, nếu giảm bớt n vòng dây thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của nó là U, nếu tăng thêm n vòng dây thì điện áp đó là 2U. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của cuộn thứ cấp lúc đầu là
A. 1,8U. B. 1,5U. C. 2U. D. 2,5U.
Bài 44: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng (bỏ qua hao phí) một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi. Ở cuộn thứ cấp, nếu giảm bớt n vòng dây thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của nó là U, nếu tăng thêm n vòng dây thì điện áp đó là 2U. Số vòng dây của cuộn thứ cấp lúc đầu là
A. l,5n. B. 3n. C. 2n. D. 4n.
Bài 45: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng (bỏ qua hao phí) một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 90 V. Ở cuộn thứ cấp, nếu giảm bớt n vòng dây thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của nó là U, nếu tăng thêm n vòng dây thì điện áp đó là 2U. Nếu tăng thêm 2n vòng dây ở cuộn thứ cấp thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của cuộn này bằng
A. 100 V. B. 200 V. C. 220V. D. 150 V.
Bài 46: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng (bỏ qua hao phí) một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 90 V. Ở cuộn thứ cấp, nếu giảm bót n vòng dây thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của nó là U, nếu tăng thêm n vòng dây thì điện áp đó là 2U. Nếu giảm bớt 2n vòng dây ở cuộn thứ cấp thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của cuộn này bằng
A. 30 V. B. 200V. C. 220 V. D. 150 V.
Bài 47: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi thì điện áp ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 20 V. Nếu giữa nguyên số vòng của cuộn sơ cấp, giảm số vòng cuộn thứ cấp đi 100 vòng thì điện áp ở hai đầu cuộn thứ cấp là 18 V. Nếu giữ nguyên số vòng của cuộn thứ cấp, giảm số vòng của cuộn sơ cấp đi 100 vòng thì điện áp hiệu dụng của cuộn thứ cấp là 25 V. Tính U.
A. 12,5 V. B. 30 V. C. 10 V. D. 40 V.
Bài 48: Một máy biến áp lí tưởng lúc mới sản xuất có tỉ số điện áp hiệu dụng cuộn sơ cấp và thứ cấp bằng 2. Sau một thời gian sử dụng do lớp cách điện kém nên có x vòng dây cuộn thứ cấp bị nối tắt vì vậy tỉ số điện áp hiệu dụng cuộn sơ cấp và thứ cấp bằng 2,5. Để xác định x người ta quấn thêm vào cuộn thứ cấp 135 vòng dây thì thấy tỉ số điện áp hiệu dụng cuộn sơ cấp và thứ cấp bằng 1,6. Số vòng dây bị nối tắt là
A. x = 50 vòng. B. x = 60 vòng. C. x = 80 vòng. D. x = 40 vòng.
Bài 49: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến áp M1 một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 600 V. Khi nối hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến áp M2 vào hai đầu cuộn thứ cấp của M1 thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp của M2 để hở bằng 12,5 V. Khi nối hai đầu của cuộn thứ cấp của M2 với hai đầu cuộn thứ cấp của M1 thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn sơ cấp của M2 để hở bằng 50 V. Bỏ qua mọi hao phí. M1 có tỉ số giữa số vòng dây cuộn sơ cấp và số vòng cuộn thứ cấp là:
A. 8. B. 15. C. 16. D. 24.
Bài 50: Đặt một điện áp xoay chiều có tần số f thay đôi và giá trị hiệu dụng 30 V vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí A tưởng có tổng số vòng dây của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp là 2200 vòng. Nối hai đầu cuộn thứ cấp với đoạn mạch AB (hình vẽ);trong đó, điện trở R = 10, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 0,2 H và tụ điện có điện dung C = 5 (mF). Thay đổi f thì vòn kế (lí tưởng) chỉ giá trị cực đại bằng 76,4 V (lấy là 350 / V). Số vòng dây của cuộn thứ là
A. 400 vòng. B. 1540 vòng.
C. 550 vòng. D. 660 vòng.
1.A
2.B
3.B
4.B
5.B
6.C
7.C
8.A
9.D
10.D
11.A
12.C
13.A
14.B
15.C
16.B
17.A
18.C
19.A
20.C
21.B
22.A
23.C
24.A
25.B
26.D
27.D
28.C
29.A
30.C
31.D
32.A
33.D
34.B
35.A
36.A
37.C
38.B
39.C
40.A
41.B
42.A
43.B
44.B
45.D
46.A
47.C
48.B
49.D
50.B
4. Dạng 4. BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN TRUYỀN TẢI ĐIỆN
1. Các đại lượng cơ bản:
Cường độ hiệu dụng chạy trên đường dây:
Độ giảm thế trên đường dây: thông thường
Công suất hao phí trên đường dây:
Điện năng hao phí trên đường dây sau thời gian t:
Phần trăm hao phí:
Hiệu suất truyền tải:
Điện trở tính theo công thức:
Nếu thì
Ví dụ 1: Người ta cần truyền một công suất điện 200 kW từ nguồn điện có điện áp 5000 V trên đường dây có điện trở tổng cộng 20 và hệ số công suất bằng 1. Độ giảm thế trên đường dây truyền tải là:
A. 40 V. B. 400 V. C. 80 V. D. 800 V.
Hướng dẫn
Chọn D
Ví dụ 2: Một máy phát điện xoay chiều có công suất 1000 kW. Dòng điện nó phát ra sau khi tăng thế được truyền đi xa bằng một dây dẫn có tổng chiều dài 200 km có đường kính 0,39 cm và làm bằng hợp kim có điện trở suất bằng 1,8.10−8 (Ωm). Biết hệ số công suất đường dây bằng 1. Tính công suất hao phí trên đường dây nếu điện áp đưa lên là 50 kV.
A. 0,16 MW. B. 0,03 MW. C. 0,2 MW. D. 0,12 MW.
Hướng dẫn
Điên trở đường dây:
Công suất hao phí trên đường dây:
Chọn D.
Ví dụ 3: Ở nơi phát người ta truyền công suất truyền tải điện năng là 1,2 MW dưới điện áp 6 kV. Điện trở của đường dây truyền tải từ nơi phát đến nơi tiêu thụ là 4,05 Ω. Hệ số công suất của đoạn mạch 0,9. Giá điện 1000 đồng/kWh thì trung bình trong 30 ngày, số tiền khấu hao là
A. 144 triệu đồng. B. 734,4 triệu đồng.
C. 110,16 triệu đồng. D. 152,55 triệu đồng.
Hướng dẫn
Công suất hao phí trên đường dây:
Điện năng hao phí trên đường dây sau 30 ngày:
(kWh)
Tiền điện khấu hao: 144.103 x 1000 = 144.106(VVĐ) Chọn A.
Chú ý: Khi công suất đưa lên đường dây không đổi, điện áp tăng n lần thì công suất hao phí giảm n2.
Ví dụ 4: (THPTQG − 2017) Điện năng được truyền từ một trạm phát điện đến nơi tiêu thụ bằng đường dây tải điện một pha. Biết công suất truyền đi không đổi và coi hệ số công suất của mạch điện bằng 1. Để công suất hao phí trên đường dây truyền tải giảm n lần (n > 1) thì phải điều chinh điện áp hiệu dụng ở trạm phát điện
A. tăng lên n2 lần. B. giảm đi n2 lần.
C. giảm đi lần. D. tăng lên lần.
Hướng dẫn
* Từ ta thấy tỉ lệ nghịch với U2 nên khi ΔP giảm n lần thì U tăng lần Chọn D.
Ví dụ 5: Bằng một đường dây truyền tải, điện năng từ một nhà máy phát điện nhỏ có công suất không đổi được đưa đến một xưởng sản xuất. Nếu tại nhà máy điện, dùng máy biến áp có tỉ số vòng dây của cuộn thứ cấp và cuộn sơ cấp là 5 thì tại nơi sử dụng sẽ cung cấp đủ điện năng cho 80 máy hoạt động. Nếu dùng máy biến áp có tỉ số vòng dây của cuộn thứ cấp và cuộn sơ cấp là 10 thì tại nơi sử dụng cung cấp đủ điện năng cho 95 máy hoạt động. Nếu đặt xưởng sản xuất tại nhà máy điện thì cung cấp đủ điện năng cho bao nhiêu máy?
A. 90. B. 100. C. 85. D. 105.
Hướng dẫn
Gọi và P1 lần lượt là công suất nhà máy điện, công suất hao phí trên đường dây khi chưa dùng máy biến thế và công suất tiêu thụ của mỗi máy ở xưởng sản suất:
Theo bài ra: Chọn B
Ví dụ 6: (ĐH − 2012) Điện năng từ một trạm phát điện được đưa đến một khu tái định cư bằng đường dây truyền tải một pha. Cho biết, nếu điện áp tại đầu truyền đi tăng từ U lên 2U thì số hộ dân được trạm cung cấp đủ điện năng tăng từ 120 lên 144. Cho rằng chỉ tính đến hao phí trên đường dây, công suất tiêu thụ điện của các hộ dân đều như nhau, công suất của trạm phát không đổi và hệ số công suất trong các trường hợp đều bằng nhau. Nếu điện áp truyền đi là 4U thì trạm phát này cung cấp đủ điện năng cho
A. 168 hộ dân. B. 150 hộ dân. C. 504 hộ dân. D. 192 hộ dân.
Hướng dẫn
Cách 1: Theo bài ra:
Cách 2: Khi U tăng gấp đôi thì hao phí giảm 4 lần nghĩa là phần điện năng có ích tăng thêm .
Khi U tăng 4 lần thì phần điện năng có ích tăng thêm , tức là đủ cho 120 + 30 = 150 hộ dân.
Ví dụ 7: Một đường dây có điện trở tổng cộng 4 Ω dẫn một dòng điện xoay chiều một pha từ nơi sản xuất đến nơi tiêu dùng. Điện áp hiệu dụng ở nguồn điện lúc phát ra là 10 kV, công suất điện là 400 kW. Hệ số công suất của mạch điện là cosφ = 0,8. Có bao nhiêu phần trăm công suất bị mất mát trên đường dây do tỏa nhiệt?
A. 1,6%. B. 2,5%. C. 6,4%. D. 10%.
Hướng dẫn
Chọn B.
Ví dụ 8: Truyền tải một công suất điện 1 (MW) đến nơi tiêu thụ bằng đường dây 1 pha, điện áp hiệu dụng đưa lên đường dây 10 (kv). Mạch tải điện có hệ số công suất 0,8. Muốn cho tỉ lệ năng lượng mất mát trên đường dây không quá 10% công suất truyền thì điện trở của đường dây phải có giá trị tỏa mãn
A.. B.. C. D.
Hướng dẫn
Chọn A
Ví dụ 9: Một trạm phát điện xoay chiếu có công suất không đổi, truyền điện đi xa với điện áp đưa lên đường dây là 200 kv thì tổn hao điện năng là 30%. Biết hệ số công suất đường dây bằng 1. Nếu tăng điện áp truyền tải lên 500 kV thì tổn hao điện năng là
A. 12% B. 75% C. 24% D. 4,8%
Hướng dẫn
Chọn D.
Ví dụ 10: Người ta truyền tài điện xoay chiều một pha từ một trạm phát điện đến nơi tiêu thụ bằng dây dẫn có tổng chiều dài 20 km. Dây dẫn làm bằng kim loại có điện trở suất 2,5.10−8 Ωm, tiết diện 0,4 cm2, hệ số công suất của mạch điện là 1. Điện áp hiệu dụng và công suất truyền đi ở trạm phát điện là 10 kV và 500 kW. Hiệu suất truyền tải điện là?
A. 93,75%. B. 96,14% C. 97,41%. D. 96,88%.
Hướng dẫn
Chọn A.
Chú ý: Khi cho hiệu suất truyền tải và công suất nhận được cuối đường dây thì tính được công suất đưa lên đường dây, công suất hao phi trên đường dây:
Ví dụ 11: Từ một máy phát điện người ta muốn truyền tới nơi tiêu thụ, bằng đường dây tải điện có điện trở 40 Ω và hệ số công suất bằng 1. Biết hiệu suất truyền tải là 98% và nơi tiêu thụ nhận được công suất điện 196 kW. Điện áp hiệu dụng đưa lên đường dây là
A. 10 kV. B. 20 kV. C. 40 kV. D. 30 kV.
Hướng dẫn
Chọn B.
Chú ý: Nếu trong thời gian Δt điện năng hao phí: .
Ví dụ 12: Người ta cần tải đi một công suất 1 MW từ nhà máy điện về nơi tiêu thụ. Dùng hai công tơ điện đặt ở biến thế và ở đầu nơi tiêu thụ thì thấy số chỉ của chúng chênh lệch mỗi ngày đêm 216 kWh. Tỷ lệ hao phí do chuyển tải điện năng là
A. 0,80%. B. 0,85%. C. 0,9%. D. 0,95%.
Hướng dẫn
Chọn C
Ví dụ 13: Điện năng ở một trạm phát điện được truyền đi dưới điện áp 2 kV và công suất 200 kW. Hiệu số chỉ của công tơ ở trạm phát và công tơ tổng ở nơi tiêu thụ sau mỗi ngày đêm chênh lệch nhau 480 kWh. Công suất hao phí trên đường dây và hiệu suất của quá trinh truyền tải điện lần lượt là
A. 100 kW; 80%. B. 83 kW; 85%. C. 20 kW; 90%. D. 40 kW; 95%
Hướng dẫn
Chọn C.
Chú ý: Khi động cơ điện mắc sau công tơ thì số chỉ của công tơ chính là điện năng mà động cơ tiêu thụ.
Ví dụ 14: Một đường dây dẫn gồm hai dây có tổng điện trở R = 5 Ω dẫn dòng điện xoay chiều đến công tơ điện. Một động cơ điện có công suất cơ học 1,496 kW có hệ số công suất 0,85 và hiệu suất 80% mắc sau công tơ. Biết động cơ hoạt động bình thường và điện áp hiệu dụng giữa hai đầu công tơ bằng 220 V. Tính cường độ hiệu dụng của dòng điện trong đường dây tải điện. Động cơ hoạt động trong thời gian 5 h thì công tơ chỉ bao nhiêu kWh? Tìm điện năng hao phí trên đường dây tải trong 5h.
Hướng dẫn
Công suất tiêu thụ điện:
Số chỉ của công tơ chính là điện năng mà động cơ tiêu thụ:
Điện năng hao phí trên đường dây sau 5 h:
Chú ý: Nhà máy phát điện có công suất Pmp và điện áp Ump trước khi đưa lên đường dây để tải điện đi xa người ta dùng máy tăng áp có hiệu suất H.
Công suất và điện áp đưa lên đường dây lần lượt là:
Ví dụ 15: Một máy phát điện xoay chiêu công suât 10 (MW), điện áp hai cực máy phát 10 (KV). Truyền tải điện năng từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ bằng dây dẫn có tổng điện trở 40 (Ω). Nối hai cực máy phát với cuộn sơ cấp của máy tăng thế còn nối hai đầu cuộn thứ cấp với đường dây. Số vòng dây của cuộn thứ cấp của máy biến áp gấp 40 lần số vòng dây của cuộn sơ cấp. Hiệu suất của máy biến áp là 90%. Biết hệ số công suất đường dây bằng 1. Xác định công suất hao phí trên đường dây.
A. 20,05 kW. B. 20,15 kW. C. 20,25 kW. D. 20,35 kW.
Hướng dẫn
Chọn C.
Ví dụ 16: Một trạm phát điện truyền đi công suất 1000 kW bằng dây dẫn có điện trở tổng cộng là 8 điện áp ở hai cực của máy là 1000 V. Hai cực của máy được nối với hai đầu cuộn sơ cấp của máy tăng áp lí tưởng mà số vòng dây của cuộn thứ cấp gấp 10 lần số vòng dây cuộn sơ cấp. Biết hệ số công suất của đường dây là 1. Hiệu suất quá trình truyền tải là :
A. 80%. B. 87%. C. 92%. D. 95%.
Hướng dẫn
Chọn C.
2. Thay đổi hiệu suất truyền tải khi hệ số công suất toàn hệ thống không thay đổi
Hiệu suất truyền tải (phần trăm hao phí) có thể thay đổi bằng cách thay đổi điện áp, điện trở, công suất truyền tải.
Từ công
Thay đổi U:
Thay đổi R: (d1, d2 lần lượt là đường kính của dây dẫn trước và sau khi thay đổi).
Thay đổi P:
Gọi P1tt và P2tt lần lượt là công suất nơi tiêu thụ nhận được trong trường hợp đầu và trường hợp sau thì:
Do đó:
Ví dụ 1: Người ta truyền tải dòng điện xoay chiều một pha từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ. Khi điện áp ở nhà máy điện là 6 kV thì hiệu suất truyền tải là 73%. Để hiệu suất truyền tải là 97% thì điện áp ở nhà máy điện là
A. 24 kV. B. 54 kB. C. 16 kB. D. 18 kB.
Hướng dẫn
Chọn A.
Ví dụ 2: Xét trayền tải điện trên một đường dây nhất định. Nếu điện áp truyền tài điện là 2 kV thì hiệu suất truyền tải là 80%. Nếu tăng điện áp truyền tải lên 4 kV thì hiệu suất truyền tải đạt
A. 95%. B. 90%. C. 97%. D. 32,8%.
Hướng dẫn
Chọn A.
Ví dụ 3: Hiệu suất truyền tài điện năng một công suất P từ máy phát đến nơi tiêu thụ là 35%. Dùng máy biến áp lí tưởng có tỉ số giữa cuộn thứ cấp và cuộn sơ cấp là N2/N1 = 5 để tăng điện áp truyền tài. Hiệu suất truyền tải sau khi sử dụng máy biến áp là.
Hướng dẫn
Theo bài ra:
Chọn B.
Ví dụ 4: Cần truyền tải công suất điện và điện áp nhất định từ nhà máy đến nơi tiêu thụ bằng dây dẫn có đường kính dây là s. Thay thế dây truyền tải điện bằng một dây khác cùng chất liệu nhưng có đường kính 2d thì hiệu suất tải điện là 91%. Hỏi khi thay thế dây truyền tải bằng loại dây cùng chất liệu nhưng có đường kính 3d thì hiệu suất truyền tải điện khi đó là bao nhiêu?
A. 96%. B. 94%. C. 92%. D. 95%.
Hướng dẫn
Chọn A.
Ví dụ 5: Một nhà máy phát điện gồm 4 tổ máy có cùng công suất P hoạt động đồng thời. Điện sản xuất ra được đưa lên đường dây và truyền đến nơi tiêu thụ với hiệu suất truyền tải là 80%. Khi một tổ máy ngừng hoạt động thì hiệu suất truyền tải khi đó là
A. 90%. B. 85%. C. 75%. D. 87,5%.
Hướng dẫn
Chọn B.
Chú ý: Gọi P1tt và P2tt lần lượt là công suất nơi tiêu thụ nhận được trong trường hợp đầu và trường hợp sau thì: Thay P1 và P2 vào công thức: ta nhận được công thức “độc”
Ví dụ 6: Điện năng được truyền từ nơi phát đến một khu dân cư bằng đường dây một pha với hiệu suất truyền tải là 90%. Nếu công suất sử dụng điện của khu dân cư này tăng a% và giữ nguyên điện áp ở nơi phát thì hiệu suất truyền tải điện năng trên chính đường dây đó là 82%. Tính A.
A. 24%. B. 64%. C. 54%. D. 6,5%.
Hướng dẫn
Áp dụng công thức “độc”:
Chọn B.
Ví dụ 7: (ĐH − 2013) Điện năng được truyền từ nơi phát đến một khu dân cư bằng đường dây một pha với hiệu suất truyền tải là 90%. Coi hao phí điện năng chỉ do tỏa nhiệt trên đường dây và không vượt quá 20%. Nếu công suất sử dụng điện của khu dân cư này tăng 20% và giữ nguyên điện áp ở nơi phát thì hiệu suất truyền tải điện năng trên chính đường dây đó là:
A. 87,7%. B. 89,2%. C. 92,8%. D. 86,5%.
Hướng dẫn
Áp dụng công thức “độc”:
Chọn A.
Chú ý: Phân biệt hai trường hợp: công suất đưa lên đường dây không đổi (P = cont) khác với trường hợp công suất nhận được cuối đường dây không đổi (Ptt = const).
Ví dụ 8: Điện năng cần truyền tải từ nơi phát điện đến nơi tiêu thụ điện. Coi rằng trên đường dây truyền tải chi có điện trở R không đổi, coi dòng điện trong các mạch luôn cùng pha với điện áp. Lần lượt điện áp đưa lên là U1 và U2 thì hiệu suất truyền tải tương ứng là H1 và H2. Tìm tỉ số U2/U1 trong hai trường hợp:
a) công suất đưa lên đường dây không đổi;
b) công suất nhận được cuối đường dây không đổi.
Hướng dẫn
Áp dụng công thức:
a)
b) Thay và công thức: ta được:
Lời khuyên: Đến nay ta nên nhớ hai kết quả quan trọng để giir các bài toán phức tạp hơn:
* Khi P không đổi thì:
* Khi Ptt không đổi thì:
Ví dụ 9: Cần truyền tải điện từ nhà máy đến nơi tiêu thụ sao cho công suất điện nơi tiêu thụ không đồi, bằng một đường dây nhất định. Nếu điện áp đưa lên đường dây là 3 kV thì hiệu suất tải điện là 75%. Để hiệu suất tải điện 95% thì điện áp đưa lên là
A 3 kV B. 5,96 kV. C. 3 kV D. 15 kV.
Hướng dẫn
Áp dụng: Chọn B.
Chú ý: Nếu cho biết độ giảm thế trên đường dây ta tính được hiệu suất truyền tải:
Nếu thif
Ví dụ 10: Từ một trạm điện, điện năng được truyền tải đến nơi tiêu thụ bằng đường dây tải điện một pha. Biết công suất truyền đến nơi tiêu thụ luôn không đổi, điện áp và cường độ dòng điện luôn luôn cùng pha. Ban đầu, nếu ở trạm điện chưa sử dụng máy biến áp thì điện áp hiệu dụng ở trạm điện bằng 11/9 lần điện áp hiệu dụng nơi tiêu thụ. Để công suất hao phí trên đường dây truyền tải giảm 100 lần so với lúc đầu thì ở trạm điện cần sử dụng máy biến áp có tỉ lệ số vòng dây của cuộn thứ cấp so với cuộn sơ cấp là
A. 8,1. B. 8,2. C. 7,6. D. 10.
Hướng dẫn
Công suất nhận được cuối đường dây:
Công suất hao phí trên đường dây:
Công suất hao phí giảm 100 lần ( ) thì cường độ hiệu dụng giảm 10 lần (I’ = 0,1I). Công suất nhận được cuối đường dây lúc này
Vì nên Chọn B.
Ví dụ 11: Điện áp hiệu dụng giữa hai cực của một trạm phát điện cần tăng lên bao nhiêu lần để giảm công suất hao phí trên đường dây tải điện 100 lần, với điều kiện công suất truyền đến tải tiêu thụ không đổi? Biết rằng khi chưa tăng điện áp độ giảm điện thế trên đường dây tải điện bằng 5% điện áp hiệu dụng giữa hai cực của trạm phát điện. Coi cường độ dòng điện trong mạch luôn cùng pha với điện áp đặt lên đường dây.
A. 8,515 lần. B. 9,01 lần. C. 10 lần. D. 9,505 lần.
Hướng dẫn
Cách 1:
Công suất hao phí trên đường dây:
Công suất nhận được cuối đường dây:
Công suất hao phí giảm 100 lần () thì cường độ hiệu dụng giảm 10 lần (I’ = 0,1I).
Công suất nhận được cuối đường dây lúc này:
Vì nên
Cách 2: Hiệu suất truyền tải điện trong trường hợp đầu:
Hiệu suất truyền tải điện sau đó (Ptt giữ nguyen còn
Áp dụng: Chọn D.
Chú ý: “Linh hồn ” của cách giải này là lập biểu thức và H2 theo Ptt
Rồi từ đó kết hợp với công thức .
Để tìm ra công thức đẹp ta giải bài toán tổng quát hơn.
Ví dụ 12: Điện áp hiệu dụng giữa hai cực của một trạm phát điện cần tăng lên bao nhiêu lần để giảm công suất hao phí trên đường dây tải điện n lần, với điều kiện công suất truyền đến tài tiêu thụ không đổi? Biết rằng khi chưa tăng điện áp độ giảm điện thế trên đường dây tải điện bằng xU (với U là điện áp hiệu dụng giữa hai cực của trạm phát điện). Coi cường độ dòng điện trong mạch luôn cùng pha với điện áp đặt lên đường dây.
Hướng dẫn
Hiệu suất truyền tai diện trong trường hợp đầu:
Hiệu suất truyền tải điện sau đó (Ptt giữ nguyên còn ):
Áp dụng:
Ví dụ 13: Điện áp hiệu dụng giữa hai cực của một trạm phát điện cần tăng lên bao nhiêu lần để giảm công suất hao phí trên đường dây tải điện n lần, với điều kiện công suất truyền đến tài tiêu thụ không đổi? Biết rằng khi chưa tăng điện áp độ giảm điện thế trên đường dây tải điện bằng xUtt (với Utt là điện áp hiệu dụng nơi tiêu thụ). Coi cường độ dòng điện trong mạch luôn cùng pha với điện áp đặt lên đường dây.
Hướng dẫn
Hiệu suất truyền tải điện trong trường hợp đầu:
Hiệu suất truyền tải điện sau đó (Ptt giữ nguyên còn
Áp dụng:
Ví dụ 14: Trong quá trình truyền tải điện năng từ máy phát điện đến nơi tiêu thụ, công suất nơi tiêu thụ (tải) luôn được giữ không đổi. Khi hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu tải là U thì độ giảm thế trên đường dây bằng 0,1U. Giả sử hệ số công suất nơi tiêu thụ bằng 1. Để hao phí truyền tải giảm đi 100 lần so với trường hợp đầu thì điện áp đưa lên đường dây là
A. 20,0 U. B. 10.01U. C. 9,1U. D. 100U
Hướng dẫn
Áp dụng: với n = 100, x = 0,1 ta được .
Mà nên Chọn B.
Ví dụ 15: Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa, ở cuối đường dây dùng máy hạ thế lí tưởng có tỉ số vòng dây N1/N2 = k và cuộn thứ cấp nối với tải tiêu thụ. Điện áp hiệu dụng giữa hai cực của một trạm phát điện cần tăng lên bao nhiêu lần để giảm công suất hao phí trên đường dây tải điện n lần, với điều kiện công suất truyền đến tải tiêu thụ không đổi? Biết rằng khi chưa tăng điện áp độ giảm điện thế trên đường dây tải điện bằng xUtải (với Utài là điện áp hiệu dụng trên tải tiêu thụ). Coi cường độ dòng điện trong mạch luôn cùng pha với điện áp đặt lên đường dây.
Hướng dẫn
Hiệu suất truyền tải điện trong trường họp đầu tính theo công thức:
Hiêu suất truyền tải sau đó (Ptt giữ nguyên còn :
Áp dụng:
Ví dụ 16. Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa, ở cuối đường dây dùng máy hạ thế lý tưởng có tỉ số vòng dây bằng 2. Điện áp hiệu dụng giữa hai cực một trạm phát điện cần tăng lên bao nhiêu lần để giảm công suất hao phí trên đường dây tải điện 100 lần, với điều kiện công suất truyền đến tải tiêu thụ không đổi? Biết rằng khi chứa tăng điện áp độ giảm điện thế trên đường dây tải điện bằng 10% điện áp hiệu dụng trên tải tiêu thụ. Coi cường độ dòng điện trong mạch luôn cùng pha với điện áp lên đường dây
A. 10,0 lần. B. 9,5 lần. C. 8,7 lần. D. 9,3 lần.
Hướng dẫn
Cách 1:
Áp dụng: Chọn B.
Cách 2:
Độ giảm thế trên đường dây:
Công suất hao phí trên đường dây:
Công suất nhận được cuối đường dây:
Để công suất hao phí giảm 100 lần ( ) thì cường độ dòng điện giảm 10 lần (I’ = 0,1I) và công suất nhận được cuối đường dây lúc này là:
Vì
Chú ý:
1) Nếu cho biết công suất hao phí trên đường dây bằng a% công suất đưa lên đường dây thì:
2) Nếu cho biết công suất hao phí trên đường dây bằng a% công suất suất nhận được cuối đường dây thì:
Ví dụ 17: Điện năng được truyền tải từ A đến B bằng hai dây đồng có điện trở tổng cộng là 40 Ω. Cường độ hiệu dụng hên đường dây tải điện là 50 A, công suất tiêu hao trên dây tải điện bằng 5% công suất đưa lên đường dây ở A. Công suất đưa lên ở A là
A. 20 kW. B. 200 kW. C. 2 MW. D. 2000 W.
Hướng dẫn
Theo bài ra: Chọn C.
Ví dụ 18: Điện năng được truyền tải từ A đến B bằng hai dây có hệ số công suất bằng 0,96. Công suất tiêu hao trên dây tải điện bằng 5% công suất đưa lên đường dây ở A. Nếu điện áp đưa lên đường dây là 4000 V thì độ giảm thế trên đường là:
A. 20 kV. B. 200 kV. C.2MV. D. 192 V.
Hướng dẫn
Theo bài ra:
Chọn D.
Ví dụ 19: Điện năng được truyền từ A đến B bằng hai dây đồng có điện trở tổng cộng là 5 Ω. Cường độ hiệu dụng trên đường dây tải điện là 100A, công suất tiêu hao trên dây tải diện bằng 2,5% công suất tiêu thụ ở B. Tìm công suất tiêu thụ ở B.
A. 20 kW. B. 200 kW. C. 2MW. D. 2000 W.
Hướng dẫn
Chọn C.
Chú ý: Nếu nơi tiêu thụ dùng máy hạ áp và công suất hao phí trên đường dây bằng a% công suất tiêu thụ trên tải thì:
Điện áp đưa lên đường dây:
Ví dụ 20: Người ta truyền tải điện năng từ A đến B bằng hệ thống dây dẫn từ có điện trở 5Ω thì cường độ dòng điện hiệu dụng trên dây là 60A. Tại B dùng máy hạ thế lí tưởng. Công suất hao phí trên dây bằng 5% công suất tiêu thụ ở B và điện áp ở cuộn thứ cấp của máy hạ thế có giá trị hiệu dụng 300V luôn cùng pha với dòng điện qua cuộn thứ cấp. Tỉ số vòng dây của cuộn thứ cấp và sơ cấp của máy hạ thế là:
A. 0,01. B. 0,004. C. 0,005. D. 0,05.
Hướng dẫn
Theo bài ra: Chọn D.
Ví dụ 21: Điện năng được tài từ trạm tăng áp tới trạm hạ áp bằng đường dây tải điện một pha có điện trở R = 30 Ω. Biết điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn sơ cấp và thứ cấp của máy hạ áp lần lượt là 2200 V và 220 V, cường độ dòng điện chạy trong cuộn thư cấp của máy hạ áp là 100 A. Bỏ qua tổn hao năng lượng ở các máy biến áp. Coi hệ số công suất bằng 1. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp của máy tăng áp là
A. 2200 V. B.2500V. C. 4400V. D. 2420 V.
Hướng dẫn
Chọn B.
Ví dụ 22: Cuộn sơ cấp của máy tăng thế A được nối với nguồn và B là máy hạ thế có cuộn sơ cấp nối với đầu ra của máy tăng thế A. Điện trở tổng cộng của dây nối từ A đến B là 100 Ω. Máy B có số vòng dây của cuộn sơ cấp gấp 10 số vòng dây của cuộn thứ cấp. Mạch thứ cấp của máy B tiêu thụ công suất 100 kW và cường độ hiệu dụng ở mạch thứ cấp là 100 A. Giả sử tổn hao của các máy biến thế ở A và B là không đáng kể. Hệ số công suất trên các mạch đều bằng 1. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu mạch thứ cấp cúa máy A là
A. 11000V. B. 10000 V. C. 9000 V. D. 12000 V.
Hướng dẫn
Máy B:
Chọn A.
Ví dụ 23: Điện năng được truyền từ máy tăng áp đặt tại A tới máy hạ áp đặt tại B bằng dây đồng tiết diện tròn đường kính 1 cm với tổng chiều dài 200 km. Cường độ dòng điện trên dây tải là 100 A, các công suất hao phí trên đường dây tải bằng 5% công suất tiêu thụ ở B. Bỏ qua mọi hao phí trong các máy biến áp, coi hệ số công suất của các mạch sơ cấp và thứ cấp đều bằng 1, điện trở suất của đồng là 1,6.10−8 Ωm. Điện áp hiệu dụng ở máy thứ cấp của máy tăng áp ở A là
A. 43 kV. B. 42 kV. C. 40 kV. D. 86 kV.
Hướng dẫn
Điện áp hiệu dụng ở máy thứ cấp của máy tăng áp ở A:
Chọn D
Ví dụ 24: (ĐH − 2012) Từ một trạm phát điện xoay chiều một pha đặt tại vị trí M, điện năng được truyền tải đến nơi tiêu thụ N, cách M 180 km. Biết đường dây có điện trở tổng cộng 80 Ω (coi dây tải điện là đồng chất, có điện trở tỉ lệ thuận với chiều dài của dây). Do sự cố, đường dây bị rò điện tại điểm Q (hai dây tải điện bị nối tắt bởi một vật có điện trở có giá trị xác định R). Để xác định vị trí Q, trước tiên người ta ngắt đường dây khỏi máy phát và tải tiêu thụ, sau đó dùng nguồn điện không đổi 12 V, điện trở trong không đáng kể, nối vào hai đầu của hai dây tải điện tại M. Khi hai đầu dây tại N để hở thì cường độ dòng điện qua nguồn là 0,40 A, còn khi hai đầu dây tại N được nối tắt bởi một đoạn dây có điện trở không đáng kể thì cường độ dòng điện qua nguồn là 0,42 A. Khoảng cách MQ là
A. 135 km. B. 167 km. C. 45 km. D. 90 km.
Hướng dẫn
Khi đầu N để hở, điện trở của mạch
Khi đầu N nói tắt, điện trở của mạch:
Chọn C.
Ví dụ 25: Một đường dây tải điện giữa hai điểm A, B cách nhau 100 km. Điện trở tổng cộng của đường dây là 120 Ω. Do dây cách điện không tốt nên tại một điểm C nào đó trên đường dây có hiện tượng rò điện. Để phát hiện vị trí điểm C người ta dùng nguồn điện có suất điện động 41 V, điện trở trong 1 Ω. Khi làm đoản mạch đầu B thì cường độ dòng điện qua nguồn là 1,025 A. Khi đầu B hở thì cường độ dòng điện qua nguồn là 1 A. Điểm C cách đầu A một đoạn ?
A. 50 km. B. 30 km. C. 25 km D. 60 km.
Hướng dẫn
Để hở đầu B:
Đoản mạch đầu B:
2. Hệ số công suất toàn hệ thống thay đổi:
Phân biệt hai trường hợp:
1) Dòng điện và điện áp luôn cùng pha nhau:
2) Mạch tiêu thụ có hệ số công suất không đổi:
Ví dụ 1: (THPTQG − 2016): Từ một trạm điện, điện năng được truyền tải đến nơi tiêu thụ bằng đường dây tải điện một pha. Biết công suất truyền đến nơi tiêu thụ luôn không đổi, điện áp và cường độ dòng điện luôn luôn cùng pha. Ban đầu, nếu ở trạm điện chưa sử dụng máy biến áp thì điện áp hiệu dụng ở trạm điện bằng 1,2375 lần điện áp hiệu dụng nơi tiêu thụ. Để công suất hao phí trên đường dây truyền tải giảm 100 lần so với lúc đầu thì ở trạm điện cần sử dụng máy biến áp có tỉ lệ số vòng dây của cuộn thứ cấp so với cuộn sơ cấp là
A. 8,1. B. 6,5. C. 7,6. D. 10.
Hướng dẫn
* Từ
* Tính Chọn A
Ví dụ 2: (THPTQG − 2017): Điện năng được truyền từ một trạm phát điện đến nơi tiêu thụ bằng đường dây tải điện một pha. Biết đoạn mạch tại nơi tiêu thụ (cuối đường dây tải điện) tiêu thụ điện với công suất không đổi và có hệ số công suất luôn bằng 0,8. Để tăng hiệu suất của quá trình truyền tải từ 80% lên 90% thì cần tăng điện áp hiệu dụng ở trạm phát điện lên
A. 1,46 lần. B. 1,41 lần. C. 1,33 lần. D. 1,38 lần.
Hướng dẫn
* Từ
* Từ:
* Tính Chọn D.
Chú ý: Nếu ta sửa đề một chút thì nó trở thành bài toán khác
Ví dụ 3: Điện năng được truyền từ một trạm phát điện đến nơi tiêu thụ bằng đường dây tải điện một pha. Biết đoạn mạch tại nơi tiêu thụ (cuối đường dây tải điện) tiêu thụ điện với công suất không đổi và hệ số công suất của toàn hệ thống đường dây luôn bằng 0,8. Để tăng hiệu suất của quá trình truyền tải từ 80% lên 90% thì cần tăng điện áp hiệu dụng ở trạm phát điện lên
A. 1,46 lần. B. 1,41 lần. C. 1,33 lần. D. 1,38 lần.
Hướng dẫn
* Từ
Chọn C.
Ví dụ 4: (THPTQG − 2017): Điện năng được truyền từ trạm phát điện đến nơi tiêu thụ bằng đường dây tải điện một pha. Ban đầu hiệu suất truyền tải là 80%. Cho công suất truyền đi không đổi và hệ số công suất ở nơi tiêu thụ (cuối đường dây tải điện) luôn bằng 0,8. Để giảm hao phí trên đường dây 4 lần thì cần phải tăng điện áp hiệu dụng ở trạm phát điện lên n lần. Giá trị của n là
A. 2,1. B. 2,2. C. 2,3. D. 2,0.
Hướng dẫn
* Từ
* Tính Chọn A.
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Bài 1: Trạm phát điện truyền đi công xuất 5000 KW, điện áp hiệu dụng nơi phát 100 KV. Độ giảm thê trên đường dây nhỏ hơn 1% điện áp nơi phát. Biết hệ sô công suất của đường dây bằng 1. Giá trị điện trở lớn nhất của dây tải điện là
A 20 Ω B. 50 Ω . C. 40Ω. D. 10Ω.
Bài 2: Để truyền công suất điện P = 40 KW từ nơi có điện áp U1 = 2000 V, người ta dùng dây dẫn bằng đồng. Biết điện áp cuối đường dây là U2 = 1800 V. Điện trở của dây là
A. 20 Ω. B. 50 Ω. C. 40 Ω. D. 10Ω.
Bài 3: (CĐ−2011) Khi truyền điện năng có công suất P từ nơi phát điện xoay chiều đến nơi tiêu thụ thì công suất hao phí trên đường dây là ΔP. Để cho công suất hao phí trên đường dây chỉ còn là ΔP/n (với n > 1), ở nơi phát điện người ta sử dụng một máy biên áp (lí tưởng) có tỉ số giữa số vòng dây của cuộn sơ cấp và số vòng dây của cuộn thứ cấp là
A.1/. B. 1/n C. . D. n
Bài 4: Với cùng một công suất cần truyền tải, nếu tăng điện áp hiệu dụng ở nơi truyền đi lên 20 lần thì công suất hao phí trên đường dây
A. giảm 20 lần. B. tăng 400lần. C. tăng 20 lần. D. giảm 400 lần.
Bài 5: ở hạm phát điện xoay chiều một pha có điện áp hiệu dụng 110 kV, truyền đi công suất điện 1000 kW trên đường dây dẫn có điện trở 20 Ω. Hệ số công suất của đoạn mạch cosφ = 0,9. Điện năng hao phí trên đường dây trong 30 ngày là
A. 5289 kWh. B. 61,2 kWh. C. 145,5 kWh. D. 1469 kWh.
Bài 6: ở nơi phát người ta truyền công suất truyền tải điện năng là 1,2 MW dưới điện áp 6 kV. Điện trở của đường dây truyền tải từ nơi phát đến nơi tiêu thụ là 4,5 Ω. Hệ số công suất của đoạn mạch 1. Giá điện 850 đồng/kWh thì trung bình trong 30 ngày, số tiền khấu hao là
A. 155520000 đồng. B. 73440000 đồng C. 110160000 đồng. D. 152550000 đồng.
Bài 7: Một đường dây có điện trở 4Ω dẫn một dòng điện xoay chiều một pha từ nơi sản xuất đến nơi tiêu dùng. Điện áp hiệu dụng ở nguồn điện lúc phát ra là 5000 V, công suất điện là 500 kW. Hệ số công suất của mạch điện là cosφ = 0,8. Có bao nhiêu phần trăm công suất bị mất mát trên đường dây do tỏa nhiệt?
A. 10%. B. 12,5%. C. 16,4%. D. 20%.
Bài 8: Truyền tải một công suất điện 1 (MW) đến nơi tiêu thụ bằng đường dây 1 pha, điện áp hiệu dụng đưa lên đường dây 10 (kV). Mạch tải điện có hệ số công suất 0,85. Muốn cho tỉ lệ năng lượng mất mát trên đường dây không quá 5% công suất truyền thì điện trở của đường dây phải có giá trị
A. 36,1(Ω) B. 361(Ω) C. 3,61 (kΩ) D. 3,61 (Ω)
Bài 9: Một dòng điện xoay chiều một pha có công suất 22000 kW được truyền đi xa bằng đường dây cao thế 110 kV. Biết hệ số công suất đường dây bằng 1. Phần hao tổn điện năng trên đường dây bằng 10% công suất ban đầu. Điện trở của đường dây là
A.75(Ω) B. 55(Ω) C. 5,5 (Ω) D. 0,055 (Ω)
Bài 10: Truyền tải một công suất điện 10 (MW) đến nơi tiêu thụ bằng đường dây 1 pha, điên áp hiệu dụng đưa lên đường dây 50 (kV). Mạch tải điện có hệ số công suất 0,8. Muốn cho tỉ lệ năng lượng mất mát trên đường dây không quá 10% công suất truyền thì điện trở của đường dây phải có giá trị thỏa mãn
A. R < 16 (Ω). B. 10(Ω) < R< 12(Ω). C. R >20(Ω). D. R< 14(Ω).
Bài 11: Một trạm phát điện có công suất truyền đi là 100 kW trên dây dẫn có điện trở 8Ω. Điện áp đưa lên đường dây là 1000V. Biết hệ số công suất đường dây bằng 1. Hiệu suất tải điện là
A. 30%. B. 15%. C. 20%. D. 25%.
Bài 12: Cần truyền tải một công suất điện xoay chiều từ nơi phát là 200 KW bằng đường dây có tổng điện trở 16 (Ω). Coi dòng điện cùng pha với điện áp. Nếu điện áp đưa lên là 8 kV thì hiệu suất quá trình truyền tải là
A. 80%. B. 90%. C. 95%. D. 98%.
Bài 13: Truyền tải một công suất 540 kW từ một nhà máy điện đến nơi tiêu thụ, điện áp hiệu dụng đưa lên đường dây là 6 kV. Dây tải điện dài 6 km làm bằng kim loại có điện trở suất 2,5.10−8 Ωm, tiết diện ngang 0,5 cm2. Hệ số công suất đường dây tải điện là 1. Hiệu suất truyền tải là
A. 85,5 %. B. 91,0%. C. 94,4 %. D. 95,5 %.
Bài 14: Người ta truyền tài điện xoay chiều một pha từ một trạm phát điện đến nơi tiêu thụ bằng dây dẫn có tổng chiều dài 20 km. Dây dẫn làm bằng kim loại có điện trở suất 2,5.10−8 Om, tiết diện 1,2 cm2, hệ số công suất của mạch điện là 0,9. Điện áp hiệu dụng và công suất truyền đi ở trạm phát điện là 10 kV và 5 MW. Hiệu suất truyền tải điện là
A. 90,75%. B. 88,14%. C. 74,28%. D. 87,M%.
Bài 15: Một nhà máy điện sinh ra một công suất 100000 kW và cần truyền tải tới nơi tiêu thụ. Biết hiệu suất truyền tải là 90% và hệ số công suất đường dây bằng 1. Công suất hao phí trên đường truyền là:
A. 10000 KW. B. 1000KW. C. 100KW. D. 10KW.
Bài 16: Cần truyền tải một công suất 10 kW từ một nhà máy điện đến nơi tiêu thụ. Biết điện áp ở hai đầu cuộn thứ cấp của máy biến áp của nhà máy điện là 12 kV, hiệu suất truyền tải là 80%, dây tải điện làm bằng kim loại có điện trở suất P = 1,5.10−4 Ωm, tiết diện ngang 1 cm2. Hệ số công suất đường dây bằng 1. Tổng chiều dài đường dây là
A. 1920 m. B. 3840 m. C. 960 m D. 192 m
Bài 17: Từ một máy phát điện người ta muốn truyền tới nơi tiêu thụ, bằng đường dây tải điện có điện trở 3 Ω và hệ số công suất bằng 0,9. Biết hiệu suất truyền tải là 95,5% và nơi tiêu thụ nhận được công suất điện là 515,7 kW. Điện áp hiệu dụng đưa lên đường dây là
A. 10 kV. B. 20 kV. C. 6 kV. D. 30 kV.
Bài 18: Điện năng ở một trạm phát điện có công suất điện 200 KW được truyền đi xa dưới điện áp 2 KV. Số chỉ công tơ điện ở trạm phát và nơi tiêu thụ sau mỗi ngày chỉ lệch nhau 960 KWh thì hiệu suất của quá trình truyền tải điện năng là
A. 80%. B. 85%. C. 90%. D. 95%.
Bài 19: Điện năng ở một trạm phát điện được truyền đi dưới điện áp 2 kV và công suất 200 kW. Hiệu số chỉ của các công tơ điện ở trạm phát và ở nơi thu sau hai ngày đêm chênh lệch nhau 720 kWh. Hiệu suất của quá trình truyền tải điện là
A. 95%. B. 92,5%. C. 95,5%. D. 85%.
Bài 20: Điện năng ở một trạm phát điện được truyền đi dưới điện áp 2 kV và công suất truyền đi 200 kW. Hiệu số chỉ của các công tơ điện ở trạm phát và ở nơi thu sau mỗi ngày đêm lệch nhau thêm 480 kWh. Cần tăng điện áp ở trạm phát đến giá trị nào để điện năng hao phí trên đường dây chỉ bằng 2,5% điện năng truyền đi? Coi công suất truyền đi ở trạm phát điện không đổi.
A. 4 kV. B. 5 kV. C. 6kV. D. 8 kV.
Bài 21: Điện năng ở một trạm phát điện được truyền đi với điện áp 2 kV, hiệu suất trong quá trình truyền tải là H = 80%. Biết công suất truyền tải không đổi. Muốn hiệu suất truyền tải đạt 95% thì ta phải
A. tăng điện áp lên 6 kV. B. giảm điện áp xuống 1 kV.
C. tăng điện áplên đến 4 kV. D. tăng điện áp còn 8 kV.
Bài 22: Điện năng ở một trạm phát điện được truyền đi dưới điện áp (ở đầu đường dây tải) là 20kV, hiệu suất của quá trình tmyền tải điện là H = 80%. Muốn hiệu suất của quá trình truyền tải đạt giá trị 95% thì ta phải
A. tăng điện áp lên đến 40kV. B. tăng điện áp lên đến 80kV.
C. giảm điện áp xuống còn l0kV. D. giảm điện áp xuống còn 5kV.
Bài 23: cần truyền tải công suất điện không đổi bằng một đường dây có điện áp hiệu dụng là 3 kV thì hiệu suất tải điện là 75%, hỏi để hiệu suất tải điện đạt tới 95% thì điện áp hiệu dụng hai đầu dây dẫn là
A. 3 kV. B. 6 kV. C. kV D. 15 kV.
Bài 24: Xét truyền tải điện trên một đường dây nhất định. Nếu điện áp truyền tải điện là u thì hiệu suất truyền tài là 70%. Neu tăng điện áp truyền tải lên 2U thì hiệu suất truyền tải đạt
A. 95% B. 90%. C. 92,5%. D. 85%.
Bài 25: Sau khi sử dụng một máy biến áp có tỉ số vòng dây giữa cuộn thứ cấp và sơ cấp là 3,25 để tăng điện áp hiệu dụng truyền tải thì hiệu suất của quá trình truyền tải tăng từ 65,0% lên đến
A. 96,7%. B. 74,5%. C. 80,2%. D. 88,9%.
Bài 26: Một nhà máy phát điện phát ra một công suất điện không đổi là 100 MW. Nếu nâng điện áp đầu đường dây truyền tải lên 110 kV thì hiệu suất truyền tải của đường dây là 80%. Nếu điện áp đầu nguồn được nâng đến 220 kV thì hiệu suất truyền tải là
A. 20%. B. 80% C. 90%. D. 95%.
Bài 27: Một nhà máy điện phát ra một công suất P không đổi, công suất này được truyền đến nơi tiêu thụ bằng dây nhôm với hiệu suất truyền tải là 90%. Nếu tăng đường kính của dây nhôm lên gấp đôi thì hiệu suất truyền tải điện khi đó là
A. 95%. B. 96%. C. 97,5%. D. 92,5%.
Bài 28: Hiệu suất của quá trình truyền tải điện năng trên dây dẫn bằng nhôm là 92,0%. Biết điện trở suất của đồng nhỏ hơn điện trở suất của nhôm 1,47 lần. Nếu dùng dây dẫn bằng đồng cùng kích thước với dây dẫn bằng nhôm nói trên để thay dây nhôm truyên tải điện thì hiệu suất truyền tải điện sẽ là
A. 92,5%. B. 93,3%. C. 94,6%. D. 97,5%.
Bài 29: Một nhà máy phát điện gồm hai tổ máy có cùng công suất P hoạt động đồng thời. Điện sản xuất ra được đưa lên đường dây và truyền đến nơi tiêu thụ với hiệu suất truyền tải là 80%. Hỏi khi một tổ máy ngừng hoạt động, tổ máy còn lại hoạt động bình thưởng thì hiệu suất truyền tải khi đó là bao nhiêu?
A. 90%. B. 85%. C. 75%. D. 87,5%.
Bài 30: Một nhà máy phát điện gồm n tổ máy có cùng công suất P hoạt động đồng thời. Điện sản xuất ra được đưa lên đường dây và truyền đến nơi tiêu thụ với hiệu suất truyền tải là H. Hỏi khi chỉ còn một tổ máy hoạt động bình thưởng thì hiệu suất truyền tải H’ là bao nhiêu? Coi điện áp tmyền tải, hệ số công suất truyền tải và điện trở đường dây không đổi.
A. H' = H/n. B. H’ = H. C. H’ = (n + H −l)/n. D. H' = nH.
Bài 31: Một đường dây dẫn gồm hai dây có tổng điện trở R = 0,5 Ω dẫn dòng điện xoay chiều đến công tơ điện. Một động cơ điện có công suất cơ học 3,179 kW có hệ số công suất 0,85 và hiệu suất 85% mắc sau công tơ. Biết động cơ hoạt động bình thưởng và điện áp hiệu dụng giữa hai đầu công tơ bằng 220 V. Động cơ hoạt động trong thời gian 5 h thì số chỉ của công tơ và điện năng hao phí trên đường dây lân lượt là
A. 18,7 (kWh) và 10 (kWh). B. 9,35 (kWh) và 9,35 (kWh),
C. 4,8 (kWh) và 9,35 (kWh). D. 18,7 (kWh) và 1 (kWh).
Bài 32: Một nhà máy phát điện có công suất 108 (W), điện áp hai cực máy phát 104 (V). Để truyền tải điện năng từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ người ta dùng máy tăng thế. Nối cuộn thứ cấp với nơi tiêu thụ bằng dây dẫn có tổng điện trở 40Ω. số vòng dây của cuộn thứ cấp của máy biến áp gấp 100 lần số vòng dây của cuộn sơ cấp. Hiệu suất của máy biến áp là 99%. Biết hệ số công suất đường dây bằng 1. Xác định công suất hao phí trên đường dây.
A. 524,25 kW. B. 96,04 kW. C. 392,04 kW. D. 225,16 kW.
Bài 33: Một nhà máy phát điện có công suất 107 (W), điện áp hai cực máy phát 103 (V). Để truyền tải điện năng từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ người ta dùng máy tăng thế. Nối cuộn thứ cấp với nơi tiêu thụ bằng dây dẫn có tổng điện trở 10 Ω, số vòng dây của cuộn thứ cấp của máy biến áp gấp 100 lần số vòng dây của cuộn sơ cấp. Hiệu suất của máy biến áp là 98%. Biết hệ số công suất đường dây bằng 1. Xác định công suất hao phí hên đường dây.
A. 524 kW. B. 96,04 kW. C. 642 kW. D. 225 kW.
Bài 34: Một nhà máy phát điện có công suất 36 (MW), điện áp hai cực máy phát 4 (kV). Để truyền tải điện năng từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ người ta dùng máy tăng thế. Nối cuộn thứ cấp với nơi tiêu thụ bằng dây dẫn có tổng điện hở 20 Ω. Số vòng dây của cuộn thứ cấp của máy biến áp gấp 50 lần số vòng dây của cuộn sơ cấp. Hiệu suất của máy biển áp là 90%. Biết hệ số công suất đường dây bằng 1. Xác định công suất hao phí trên đường dây.
A. 524 kW. B. 648 kW. C. 642 kW. D. 225 kW.
Bài 35: Điện năng được truyền tải từ A đến B bằng hai dây đồng có điện trở tổng cộng là 40 Ω. Cường độ hiệu dụng trên đường dây tải điện là 50 A, công suất tiêu hao trên dây tải điện bằng 5% công suất tiêu thụ ở B. Tìm công suất tiêu thụ ở B.
A. 20 kW. B. 200 kW. C. 2MW. D. 2000 W.
Bài 36: Điện năng được truyền tải từ A đến B bằng hai dây đồng có điện trở tổng cộng là 2 Q. Cường độ hiệu dụng trên đường dây tải điện là 50 A, công suất tiêu hao trên dây tải điện bằng 2,5% công suất tiêu thụ ở B. Tìm công suất tiêu thụ ở B.
A. 20 kW. B. 200 kW. C. 2MW. D. 2000 W.
Bài 37: Người ta truyền tài điện năng từ A đến B bằng hệ thống dây dẫn từ có điện trở 40 Ω. thì cường độ dòng điện hiệu dụng trên dây là 50 A. Tại B dùng máy hạ thể lí tưởng. Công suất hao phí trên dây bằng 5% công suất tiêu thụ ở B và điện áp ở cuộn thứ cấp của máy hạ thể có giá trị hiệu dụng là 200 V luôn cùng pha với dòng điện qua cuộn thứ cấp. Tỉ số số vòng dây của cuộn thứ cấp và sơ cấp của máy hạ thể là
A. 0,01. B. 0,004. C. 0,005. D. 0,5.
Bài 38: Người ta truyền tải điện năng từ A đến B bằng hệ thống dây dẫn từ có điện trở 2,5 Ω thì cường độ dòng điện hiệu dụng tiên dây là 60 A. Tại B dùng máy hạ thể lí tưởng. Công suất hao phí fren dây bằng 5% công suất tiêu thụ ở B và điện áp ở cuộn thứ cấp của máy hạ thể có giá trị hiệu dụng là 300 V luôn cùng pha với dòng điện qua cuộn thứ cấp. Tỉ số số vòng dây của cuộn thứ cấp và sơ cấp của máy hạ thế là
A. 0,1. B. 0,004. C. 0,005. D. 0,05.
Bài 39: Điện năng được truyền đi xa từ trạm 1 đến trạm 2 trên đường dây có điện trở tổng cộng 50Ω. Biết ở trạm 2 điện áp ở hai đầu cuộn sơ cấp và thứ cấp lần lượt là 3,3 kV và 220 V, cường độ dòng điện qua cuộn thứ cấp là 75 A. Bỏ qua hao phí do các máy biến áp và xem hệ số công suất của các mạch đều bằng 1. Điện áp hiệu dụng đưa lên đường dây tải đi là
A. 3350 V. B. 3400 V. C. 3050 V. D. 3550 V.
Bài 40: Cuộn sơ cấp của máy tăng thế A được nối với nguồn và B là máy hạ thể có cuộn sơ cấp nối với đầu ra của máy tăng thế A. Điện trở tổng cộng của dây nối từ A đến B là 50 Ω. Máy B có số vòng dây của cuộn sơ cấp gấp 10 số vòng dây của cuộn thứ cấp. Mạch thứ cấp của máy B tiêu thụ công suất 100 KW và cường độ hiệu dụng ở mạch thứ cấp là 100 A. Giả sử tổn hao của các máy biến thể ở A và B là không đáng kể. Hệ số công suất trên các mạch đều bằng 1. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu mạch thứ cấp của máy A là
A.11000V. B. 10500 V. C. 9000V. D. 12000 V.
Bài 41: Điện năng được truyền từ máy tăng áp đặt tại A tới máy hạ áp đặt tại B bằng dây đồng tiết diện tròn đường kính 1 cm với tổng chiều dài 200 km. Cường độ dòng điện trên dây tải là 50 A, các công suất hao phí trên đường dây tải bằng 5% công suất tiêu thụ ở B. Bỏ qua mọi hao phí trong các máy biến áp, coi hệ số công suất của các mạch sơ cấp và thứ cấp đều bằng 1, điện trở suất của đồng là 1,6.10−8 Ωm. Điện áp hiệu dụng ở máy thứ cấp của máy tăng áp ở A là
A. 43 kV. B. 42 kV. C. 40 kV. D. 20 kV.
Bài 42: Điện năng được truyền tải từ trạm phát điện đến nơi tiêu thụ bằng hệ thống đường dây có hệ số công suất bằng 0,96. Biết độ giảm điện thế trên đường dây tải điện bằng 14,4% điện áp hiệu dụng giữa hai cực của trạm phát điện. Hiệu suất truyền tải điện là
A. 80%. B. 87%. C. 85%. D. 95%.
Bài 43: Điện năng được truyền tải từ trạm phát điện đến nơi tiêu thụ bằng hệ thống đường dây có hệ số công suất bằng 1. Biết độ giảm điện thể trên đường dây tải điện bằng 15% điện áp hiệu dụng giữa hai cực trạm phát điện. Hiệu suất truyền tải điện là
A. 80%. B. 87%. C. 85%. D. 95%.
Bài 44: Bằng đường dây truyền tải một pha, điện năng từ một nhà máy phát điện nhỏ được đưa đến một khu tái định cư. Các kỹ sư tính toán được rằng: nếu tăng điện áp truyền đi từ U lên 2U thì số hộ dân được nhà máy cung cấp đủ điện năng tăng từ 36 lên 144 . Biết rằng chỉ có hao phí trên đường dây là đáng kể; các hộ dân tiêu thụ điện năng như nhau. Điện áp truyền đi là 3U, nhà máy này cung câp đủ điện năng cho
A. 164 hộ dân. B. 324 hộ dân. C. 252 hộ dân. D. 180 hộ dân.
Bài 45: Điện áp hiệu dụng giữa hai cực của một trạm phát điện cần tăng lên bao nhiêu lần để giảm công suất hao phí trên đường dây tải điện 100 lần, với điều kiện công suất truyền đến tải tiêu thụ không đôi? Biêt răng khi chưa tăng điện áp độ giảm điện thể trên đường dây tải điện bằng 15% điện áp hiệu dụng giữa hai cực của trạm phát điện. Coi cường độ dòng điện trong mạch luôn cùng pha với điện áp đặt lên đường dây.
A. 8,515 lần. B. 6,25 lần. C. 10 lần. D. 8,25 lần.
Bài 46: Điện áp hiệu dụng giữa hai cực của một trạm phát điện cần tăng lên bao nhiêu lần để giảm công suất hao phí trên đường dây tải điện 100 lần, với điều kiện công suất truyền đến tải tiêu thụ không đổi? Biết rằng khi chưa tăng điện áp độ giảm điện thế trên đường dây tải điện bằng 10% điện áp hiệu dụng giữa hai cực của trạm phát điện. Coi cường độ dòng điện trong mạch luôn cùng pha với điện áp đặt lên đường dây.
A. 8,515 lần. B. 9,01 lần. C. 10 lần. D. 8,25 lần.
Bài 47: Điện áp hiệu dụng giữa hai cực của một trạm phát điện cần tăng lên bao nhiêu lần để giảm công suất hao phí trên đường dây tải điện 100 lần, với điều kiện công suất huyền đến tải tiêu thụ không đổi? Biết rằng khi chưa tăng điện áp độ giảm điện thế trên đường dây tải điện bằng 15% điện áp hiệu dụng trên tải. Coi cường độ dòng điện trong mạch luôn cùng pha với điện áp đặt lên đường dây.
A. 8,515 lần. B. 8,709 lần. C. 10 lần. D. 9,505 lần.
Bài 48: Điện áp hiệu dụng giữa hai cực của một trạm phát điện cần tăng lên bao nhiêu lần để giảm công suất hao phí trên đường dây tải điện 100 lần, với điều kiện công suất huyền đến tải tiêu thụ không đổi? Biết rằng khi chưa tăng điện áp độ giảm điện thể trên đường dây tải điện bằng 5% điện áp hiệu dụng trên tải. Coi cường độ dòng điện trong mạch luôn cùng pha với điện áp đặt lên đường dây.
A. 9,5286 lần. B. 8,709 lần. C. 10 lần. D. 9,505 lần.
Bài 49: Trong quá trình tmyền tải điện năng đi xa, ở cuối nguồn không dùng máy hạ thế. Cần phải tăng điện áp của nguồn lên bao nhiêu lần để giảm công suất hao phí trên đường dây 100 lần nhưng vẫn đảm bảo công suất nơi tiêu thụ nhận được là không đổi. Biết điện áp tức thời U cùng pha với dòng điện tức thời và ban đầu độ giảm điện áp trên đường dây bằng 10% điện áp của tải tiêu thụ.
A. 9,10 lần. B. 8,709 lần. C. 10 lần. D. 9,01 lần.
Bài 50: Trong quá hình tiuyền tài điện năng đi xa, ở cuối đường dây dùng máy hạ thể lí tưởng có tỉ số vòng dây bằng 2. Điện áp hiệu dụng giữa hai cực của một hạm phát điện cần tăng lên bao nhiêu lần để giảm công suất hao phí trên đường dây tải điện 100 lần, với điều kiện công suất truyền đến tải tiêu thụ không đổi? Biết rằng khi chưa tăng điện áp độ giảm điện thể trên đường dây tải điện bằng 15% điện áp hiệu dụng hên tải tiêu thụ. Coi dòng điện hơng mạch luôn cùng pha với điện áp đặt lên đường dây.
A. 10,0 lần. B. 7,5 lần. C. 8,7 lần. D. 9,3 lần.
Bài 51: Điện áp hiệu dụng giữa hai cực của một trạm phát điện tăng 8,7 lần thì công suất hao phí trên đường dây tải điện n lần, với điều kiện công suất truyền đến tải tiêu thụ không đổi. Biết rằng khi chưa tăng điện áp độ giảm điện thể trên đường dây tải điện bằng 15% điện áp hiệu dụng trên tải tiêu thụ. Coi dòng điện trong mạch luôn cùng pha với điện áp đặt lên đường dây. Tính n
A. 120. B. 75. C. 100. D. 93.
Bài 52: Một đường dây tải điện giữa hai điểm A, B các nhau 100 km. Điện trở tổng cộng của đường dây là 100 Ω. Do dây cách điện không tốt nên tại một điểm C nào đó trên đường dây có hiện tượng rò điện. Để phát hiện vị trí điểm C người ta dùng nguồn điện có suất điện động 21 V, điện trở trong không đáng kể. Khi làm đoản mạch đầu B thì cường độ dòng điện qua nguồn là 0,36 A. Khi đầu B hở thì cường độ dòng điện qua nguồn là 0,35 A. Điểm C cách đầu A một đoạn
A. 25 km. B. 50 km. C. 75 km. D. 85 km.
Bài 53: Một đường dây tải điện giữa hai điểm A, B các nhau 100 km. Điện trở tổng cộng của đường dây là 200 Ω. Do dây cách điện không tốt nên tại một điểm C nào đó trên đường dây có hiện tượng rò điện. Để phát hiện vị trí điểm C người ta dùng nguồn điện có suất điện động 12 V, điện trở trong không đáng kể. Khi làm đoản mạch đầu B thì cường độ dòng điện qua nguồn là 0,168 A. Khi đầu B hở thì cường độ dòng điện qua nguồn là 0,16 A. Điểm C cách đầu A một đoạn
A. 25 km. B. 50 km. C. 75 km. D. 85 km.
Bài 54: Bằng một đường dây truyền tải, điện năng từ một nhà máy phát điện nhỏ có công suất không đổi được đưa đến một xưởng sản xuất. Nếu tại nhà máy điện, dùng máy biến áp có t1 số vòng dây của cuộn thứ cấp và cuộn sơ cấp là 5 thì tại nơi sử dụng sẽ cung cấp đủ điện năng cho 80 máy hoạt động. Nếu dùng máy biến áp có tỉ số vòng dây của cuộn thứ cấp và cuộn sơ cấp là 10 thì tại nơi sử dụng cung cấp đủ điện năng cho 95 máy hoạt động. Nếu đặt xưởng sản xuất tai nhà máy điện thì cung cấp đủ điện năng cho bao nhiêu máy?
A. 90. B. 100. C. 85. D. 105.
Bài 55: Điện năng được truyền từ nơi phát đến một khu dân cư bằng đường dây một pha với hiệu suất truyền tải là 90%. Coi hao phí điện năng chỉ do tỏa nhiệt trên đường dây và không vượt quá 20%. Nếu công suất sử dụng điện của khu dân cư này tăng 30% và giữ nguyên điện áp ở nơi phát thì hiệu suất truyền tải điện năng trên chính đường dây đó là:
A. 87,7%. B. 89,2%. C. 92,8%. D. 86,5%.
1.A
2.D
3.A
4.D
5.D
6.C
7.B
8.D
9.B
10.A
11.C
12.C
13.D
14.C
15.A
16.A
17.C
18.A
19.B
20.A
21.C
22.A
23.C
24.C
25.A
26.D
27.C
28.C
29.A
30.C
31.D
32.C
33.B
34.A
35.C
36.B
37.C
38.A
39.D
40.B
41.A
42.C
43.C
44.A
45.A
46.B
47.B
48.A 
Nhận xét
Đăng nhận xét
Bạn có muốn Tải đề thi thử File Word, Thi Trắc nghiệm Online Free, hay Luyện thi THPT Môn Vật lí theo Chủ đề không? Hãy để lại ý kiến trao đổi nhé.