Cuộn dây không thuần cảm là gì

     

Mạch điện chứa cuộn dây ko thuần cảm là 1 bài toán khó, yên cầu người đọc phải nhớ cách làm cộng các đại lượng cùng loại và cách làm về độ lệch pha.

Bạn đang xem: Cuộn dây không thuần cảm là gì


BÀI TOÁN VỀ CUỘN DÂY KHÔNG THUẦN CẢM vào MẠCH ĐIỆN luân chuyển CHIỀU

1. Xét cuộn dây ko cảm thuần (L,r): Khi mắc cuộn dây có điện trở r cùng độ từ bỏ cảm L vào mạch năng lượng điện xoay chiều, ta xem cuộn dây như đoạn mạch r thông suốt với L có giản vật vectơ như hình vẽ dưới:

*

+Tổng trở cuộn dây: (Z_cd=sqrtr^2+Z_L^2=sqrtr^2+(omega L)^2) vào đó: ZL = Lω..

+Điện áp nhị đầu cuộn dây Lanh pha hơn cường độ cái điện một góc

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

+Biên độ, giá trị hiệu dụng của cường độ chiếc điện với điện áp theo các công thức:

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

+Công suất tiêu tốn của cuộn dây: p = Ud.I.cosφd = I.r2  xuất xắc Pr = (fracU^2.rZ^2)

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

+Cách nhận ra cuộn dây gồm điện trở thuần r:

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

hoặc phường ≠ I2R;hoặc (cosvarphi eq fracRZ)

=> thì cuộn dây có điện trở thuần r ≠ 0.

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

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

2. Mạch RLrC không phân nhánh:

*

- Điện trở thuần tương đương là: R+ r.

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

- Độ lệch sóng giữa điện áp nhị đầu đoạn mạch RLrC với cường độ chiếc điện là: (tanvarphi =fracZ_L-Z_CR+r)

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


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

 + công suất tiêu thụ bên trên R: (P_R=R.I^2)

3. Các ví dụ:

Ví dụ 1: mang lại mạch năng lượng điện như mẫu vẽ , trong số ấy (C=frac10^-4pi F;L=frac12pi H;r=10Omega ,R=40Omega)

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

a.Tính tổng trở của mạch?

b.Độ lệch sóng φ và năng suất của toàn mạch ?

*

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

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

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

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

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

Ví dụ 2: mang đến mạch như hình vẽ .

*

Cuộn dây tất cả r=100Ω, (L=frac1pi H) ;

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


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

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

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

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

Ví dụ 3: đến mạch năng lượng điện như hình vẽ.

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

Giải : ZL= 50Ω; ZC = 100Ω;

*
.

Ví dụ 4: Một cuộn dây có thông số tự cảm L được mắc tiếp liền với một tụ có điện dung C rồi mắc vào 2 điểm A, B của một mạch năng lượng điện xoay chiều tất cả tần số f. Đo năng lượng điện áp thân hai đầu đoạn mạch AB, giữa hai đầu cuộn dây và giữa hai cực của tụ điện bởi vôn kế gồm điện trở siêu lớn, ta theo thứ tự được: UAB = 37,5 V, U­L=50V, UC=17,5 V.Đo cường độ cái điện bằng một ampe kế gồm điện trở không đáng kể, ta thấy I=0,1 A.Khi tần số f biến hóa đến quý hiếm fm=330 Hz thì cường độ chiếc điện vào mạch đạt cực hiếm cực đại. Tính độ từ cảm L, điện dung C, với tần số f của năng lượng điện áp đã thực hiện ở trên.


Giải: Giả sử cuộn dây thuần cảm không tồn tại điện trở r thì:

UAB = UL – UC = 50 – 17,5 = 32,5 V. Không tương xứng với đề bài . Buộc phải cuộn dây phải có điện trở r.

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

Tổng trở :(Z_AB=fracU_ABI=frac37,50,1=375Omega) . Khi f = fm, vào mạch bao gồm cộng tận hưởng (Imax) nên:

*

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

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

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

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

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

*

4. Trắc nghiệm :

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


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

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

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

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

*

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

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

Câu 3: Một đoạn mạch thông liền ABC gồm một tụ năng lượng điện (đoạn AB) cùng một cuộn dây (đoạn BC). Lúc tần số loại điện chuyển phiên chiều qua mạch bởi 1000Hz tín đồ ta đo được các điện áp hiệu dụng UAB = 2 V, UBC = (sqrt3) V, UAC = 1V với cường độ hiệu dụng I = 10-3 A.Tìm điện trở r cùng độ từ bỏ cảm L của cuộn dây

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


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

Câu 4: nếu để vào nhì đầu cuộn dây một năng lượng điện áp một chiều 9V thì cường độ dòng điện qua nó là 0,5A. Nếu đặt vào nhị đầu cuộn dây một điện áp luân chuyển chiều có tần số 50Hz và có mức giá trị hiệu dụng là 9V thì cường độ hiệu dụng qua cuộn dây là 0,3A. Điện trở thuần và cảm kháng của cuộn dây là:

A. R=18Ω ZL=30Ω B. R=18Ω ZL=24Ω

C. R=18Ω ZL=12Ω D . R=30Ω ZL=18Ω

Câu 5: mang đến mạch năng lượng điện xoay chiều như hình vẽ:

*

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

và uNB vuông trộn với nhau và gồm cùng một cực hiếm hiệu dụng là (30sqrt5). Hỏi U0 có giá trị bao nhiêu:

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

Câu 6: một đoạn mạch gồm biến trở R mắc thông suốt với cuộn dây tất cả độ từ bỏ cảm L = 0,08H và điện trở thuần r = 32Ω . Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp dao động điều hoà ổn định định tất cả w 300 rad/s. Để hiệu suất toả nhiệt trên biến hóa trở đạt giá chỉ trị lớn nhất thì điện trở của biến trở phải bởi bao nhiêu?


A. 56Ω . B. 24Ω . C. 32Ω . D. 40Ω .

Câu 7(ĐH-2008): đến đoạn mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây mắc tiếp nối với tụ điện. Độ lệch sóng của hiệu điện nuốm giữa hai đầu cuộn dây đối với cường độ chiếc điện trong mạch là (fracpi 3) . Hiệu điện nuốm hiệu dụng thân hai đầu tụ điện bằng (sqrt3) lần hiệu điện cố gắng hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây. Độ lệch sóng của hiệu điện cụ giữa nhị đầu cuộn dây đối với hiệu điện vậy giữa nhì đầu đoạn mạch bên trên là

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

HD:

*

5.Bài tập gồm đáp án:

Bài 1: một đoạn mạch năng lượng điện xoay chiều bao gồm điện trở thuần R=180, một cuộn dây có r=20Ω , độ từ bỏ cảm L=0,64H(approx frac2pi )H với một tụ điện bao gồm C=32(mu Fapprox frac10^-4pi )F, tất cả mắc nối tiếp với nhau. Cái điện qua mạch bao gồm cường độ i=cos(100πt) (A).Lập biểu thức của điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch.

Xem thêm: Lập Dàn Ý Tả Trường Em Trước Buổi Học Lớp 5, Lập Dàn Ý Tả Quang Cảnh Trường Em (4 Mẫu)


Đáp án: u=224cos(100πt+0,463) (V)

Bài 2: cho đoạn mạch điện AB bao gồm R cùng với UR=U1, cùng L với UL=U2. Điện trở thuần R=55Ω mắc nối liền với cuộn dây tất cả độ trường đoản cú cảm L. Lúc đặt vào nhị đầu đoạn mạch một điện áp u=200(sqrt2)cos100πt(V) thì năng lượng điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở R cùng hai cuộn dây thứu tự là U1=100V và U2=130V.

 

*

a. Tính r cùng L

b. Lập biểu thức tính năng lượng điện áp tức tốc u2 (uMB) thân hai đầu cuộn dây.

Đáp án: a. R =25Ω; L= 0,19H

b. U2=130(sqrt2)cos(100πt+ (fracpi 6)) (V)

Bài 3: mang đến mạch điện xoay chiều như hình vẽ 3. Biết uAB=50(sqrt2)cos100πt(V). Những điện áp hiệu dụng UAE=50V, UEB=60V.

a. Tính góc lệch pha của uAB đối với i.

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

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

Bài 4: cho mạch năng lượng điện xoay chiều như mẫu vẽ 4.

*

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

a.Tính góc lệch của uAB so với i

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


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

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

Bài 5: mang lại mạch năng lượng điện như hình 5.

*

Điện áp thân hai đầu mạch là (u=65sqrt2cosomega t(V)) . Những điện áp hiệu dụng là UAM = 13V

UMB = 13V; UNB = 65V. Năng suất tiêu thụ vào mạch là 25w.

a) Tính r, R, ZC, ZMN

b) Tính độ mạnh hiệu dụng và hệ số năng suất tiêu thụ của mạch

Bài 6: mang lại mạch điện như hình 6.

*

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

a) chứng minh cuộn dây gồm điện trở thuần r

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

Bài 7: mang đến mạch điện như hình 7.

*

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

Xác định hệ số năng suất của mạch AB, của đoạn mạch NBTính R, r, ZL.

Xem thêm: Âm Thanh Là Loại Sóng Âm Là Sóng Dọc Hay Sóng Ngang ? Thế Nào Là Sóng Dọc ?

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

b) biết công suất tiêu thụ của cuộn dây là P0 = 90w.

Tải về

Luyện bài bác tập trắc nghiệm môn đồ dùng lý lớp 12 - coi ngay