Kiến thức

Cách tính Hệ số công suất của mạch điện xoay chiều hay, chi tiết-Vật Lí lớp 12

Cách tính Hệ số công suất của mạch điện xoay chiều hay, chi tiết

  • Đồng giá 250k 1 khóa học lớp 3-12 bất kỳ tại VietJack!


Trang trước

Trang sau  


A. Phương pháp & Ví dụ

Quảng cáo

1. Phương pháp

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Khi ZL = ZC thì mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện nên cosΦ = 1

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

2. Ví dụ

Ví dụ 1: Khi có một dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây có điện trở thuần 50 Ω thì hệ số công suất của cuộn dây bằng 0,8. Cảm kháng của cuộn dây đó bằng

A. 45,5 Ω.

B. 91,0 Ω.

C. 37,5 Ω.

D. 75,0 Ω.

Hướng dẫn:

Áp dụng công thức tính hệ số công suất ta có:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Chọn C

Ví dụ 2: Đặt điện áp xoay chiều u = U√2cos(ωt) vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp (cuộn dây thuần cảm). Khi nối tắt tụ C thì điện áp hiệu dụng trên điện trở R tăng 2 lần và dòng điện trong hai trường hợp này vuông pha nhau. Hệ số công suất của đoạn mạch lúc sau bằng

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Hướng dẫn:

Ta có công thức về hệ số công suất trong 2 trường hợp của mạch:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Chọn A

B. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1. Một mạch điện xoay chiều nối tiếp gồm tụ điện có điện dung C, điện trở thuần R và cuộn cảm thuần có cảm kháng 80 Ω. Độ lớn hệ số công suất của đoạn mạch RC bằng hệ số công suất của cả mạch và bằng 0,6. Điện trở thuần R có giá trị

A. 50 Ω        B. 30 Ω        C. 67 Ω        D. 100 Ω

Chọn B

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Câu 2. Mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây mắc nối tiếp với tụ điện. Các điện áp hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch 120 V, ở hai đầu cuộn dây 120 V và ở hai đầu tụ điện 120 V. Hệ số công suất của mạch là

A. 0,125.        B. 0,87.        C. 0,5.        D. 0,75.

Chọn B

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Câu 3. Một đoạn mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh, cuộn dây có điện trở thuần. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch, trên điện trở R, trên cuộn dây và trên tụ lần lượt là 75 (V), 25 (V), 25 (V) và 75 (V). Hệ số công suất của toàn mạch là

A. 1/7        B. 0,6.        C. 7/25        D. 1/25

Chọn B

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Quảng cáo

Câu 4. Đoạn mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp gồm tụ điện, điện trở thuần và cuộn cảm thuần. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch và trên cuộn cảm lần lượt là 360 V và 212 V. Hệ số công suất của toàn mạch cosφ = 0,6. Điện áp hiệu dụng trên tụ là

A. 500 (V).        B. 200 (V).

C. 320 (V).        D. 400 (V).

Chọn A

cosφ = UR/U = 0,6 ⇒ UR = 0,6U = 216 (V)

U2 = UR2 + (UL – UC)2 ⇒ 3602 = 2162 + (212 – UC)2 ⇒ UC = 500 (V)

Câu 5. Đoạn mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp gồm tụ điện, điện trở thuần và cuộn cảm thuần có cảm kháng 80 Ω. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch và trên tụ lần lượt là 300 V và 140 V. Dòng điện trong mạch trễ pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch và hệ số công suất của mạch cosφ = 0,8. Cường độ hiệu dụng dòng qua mạch là

A. 1 (A).        B. 2 (A).        C. 3,2 (A).        D. 4 (A).

ZL > ZC ⇒ UL > UC; cosφ = UR/U = 0,8 ⇒ UR = 0,8U = 240 (V)

U2 = UR2 + (UL – UC)2 ⇒ 3002 = 2402 + (UL – 140)2 ⇒ UL = 320 (V)

I = UL/ZL = 4 (A)

Câu 6. Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn AM gồm điện trở thuần R = 100Ω mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần L = 1/π. Đoạn MB là tụ điện có điện dung C. Biểu thức điện áp trên các đoạn mạch AM và MB lần lượt là: uAM = 100√2cos(100πt + π/4) (V) và uMB = 200cos(100πt – π/2) (V). Hệ số công suất của đoạn mạch AB là:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

A. (√2)/2        B. (√3)/2        C. 1/2        D. 3/4

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Chọn A.

Câu 7. Đoạn mạch AB gồm 2 đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn AM gồm điện trở thuần R1 = 40 Ω mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C = 10-3/(4π) F, đoạn mạch MB gồm điện trở thuần R2 mắc với cuộn thuần cảm. Đặt vào A, B điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi thì điện áp tức thời ở 2 đầu đoạn mạch AM và MB lần lượt là: uAM = 50√2cos(100πt – 7π/12) (V) và uMB = 150cos100πt (V). Hệ số công suất của đoạn mạch AB là

A. 0,84.        B. 0,71.        C. 0,86.        D. 0,95.

Quảng cáo

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Chọn A.

Câu 8. Một đoạn mạch xoay chiều gồm 3 phần tử mắc nối tiếp: điện trở thuần R, cuộn dây có độ tự cảm L và điện trở thuần r, tụ điện có điện dung C. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều, khi đó điện áp tức thời ở hai đầu cuộn dây và hai đầu tụ điện lần lượt có biểu thức: ud = 80√6cos(ωt + π/6) (V) và uC = 40√2cos(ωt – 2π/3) (V), điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở là UR = 60√3 V. Hệ số công suất của đoạn mạch trên là

A. 0,862.        B. 0,908.        C. 0,753.        D. 0,664.

Cách giải 1:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Từ giản đồ vectơ ta tính toán được:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Chọn B.

Cách giải 2: Dùng máy Fx570ES

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Câu 9. Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, cuộn dây thuần cảm. Biết L = CR2. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định, mạch có cùng hệ số công suất với hai giá trị của tần số góc ω1 = 50π (rad/s) và ω2 = 200π (rad/s). Hệ số công suất của đoạn mạch bằng

A. 2/√13.        B. 1/2.        C. 1/√2.        D. 3/√12.

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Chọn A.

Câu 10. Đặt vào hai đầu đoạn mạch RL nối tiếp một điện áp xoay chiều u = U√2cosωt (V). Trong đó u tính bằng (V), thời gian t(s). Tần số f thay đổi được. Ban đầu tần số bằng f1 công suất đoạn mạch là P1, tăng tần số lên gấp đôi thì công suất đoạn mạch giảm xuống với P2 = (3/4)P1. Khi tăng tần số lên gấp 3 tần số ban đầu thì công suất đoạn mạch là:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Chọn B.

Câu 11. Cho đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM nối tiếp với MB. Biết đoạn AM gồm R nối tiếp với C và MB có cuộn cảm có độ tự cảm L và điện trở r. Đặt vào AB một điện áp xoay chiều u = U√2cosωt (v). Biết R = r = √(L/C), điện áp hiệu dụng giữa hai đầu MB lớn gấp n = √3 điện áp hai đầu AM. Hệ số công suất của đoạn mạch có giá trị là

A. 0,887        B. 0,755        C.0,866        D. 0,975

Vẽ giản đồ véc tơ như hình vẽ.

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Từ giả thuyết:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

⇒ Tứ giác OPEQ là hình chữ nhật

Do đó góc lệch pha giữa u và i trong mạch: φ = 90° – 60° = 30°

Vì vậy cosφ = cos30° = (√3)/2 = 0,866. Chọn C.

Câu 12. Cho mạch điện AB gồm 2 đoạn mạch AM nối tiếp với MB, trong đó AM gồm điện trở R nối tiếp với tụ điện có điện dung C, MB có cuộn cảm có độ tự cảm L. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều u = U√2cosωt (V). Biết uAM vuông pha với uMB với mọi tần số ω. Khi mạch có cộng hưởng điện với tần số ω0 thì UAM = UMB. Khi ω = ω1 thì uAM trễ pha một góc α1 đối với uAB và UAM = U1. Khi ω = ω2 thì uAM trễ pha một góc α2 đối với uAB và UAM = U’1. Biết α1 + α2 = π/2 và U1 = (3/4)U’1. Xác định hệ số công suất của mạch ứng với tần số ω1 và tần số ω2.

A. cosφ = 0,75; cosφ’ = 0,75.

B. cosφ = 0,45; cosφ’ = 0,75.

C. cosφ = 0,75; cosφ’ = 0,45.

D. cosφ = 0,96; cosφ’ = 0,96.

<!–

Quảng cáo

–>

<!– (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({}); –>

Ta có:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Vì uAM vuông pha với uMB với mọi tần số ω nên:

tanφAM.tanφMB = -1 ⇔ (-ZC/R).(ZL/r) = -1 ⇔ R.r = ZL.ZC

Khi ω = ω0 mạch có cộng hưởng và UAM = UMB ⇒ r = R ⇒ R2 = ZLZC.

Vẽ giãn đồ vectơ như hình vẽ.

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Ta luôn có UR = Ur

UAM = UAB cosα = U cosα (α là góc trễ pha của uAM so với uAB)

U1 = Ucosα1 (1)

U’1 = Ucosα2 = Usinα1 (2) (do α1 + α2 = π/2)

Từ (1) và (2) suy ra: tanφ1 = U’1/U1 = 4/3 ⇒ UMB = UAMtanφ1 = (4/3)U1

Hai tam giác vuông EAM và FBM đồng dạng (vì có ∠MAE = ∠MBF = φAM cùng phụ với φMB).

Từ đó suy ra:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Tương tự ta có kết quả đối với trường hợp ω2

U1 = Ucosα1 = Usinα2 (1)

U’1 = Ucosα2 (2)

Từ (1) và (2) suy ra:

tanφ2 = U1/U’1 = 4/3 ⇒ UMB = UAMtanφ2 = (4/3)U’1

Hai tam giác vuông EAM và FBM đồng dạng (vì có ∠MAE = ∠MBF = φAM cùng phụ với φMB)

Từ đó suy ra:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 12 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:

  • Công suất của dòng điện xoay chiều

  • Hệ số công suất của mạch điện xoay chiều

  • Bài tập về công suất của mạch điện xoay chiều

  • Bài tập về công suất của mạch điện xoay chiều (phần 2)

Ngân hàng trắc nghiệm miễn phí ôn thi THPT Quốc Gia tại

khoahoc.vietjack.com

  • Hơn 75.000 câu trắc nghiệm Toán có đáp án

  • Hơn 50.000 câu trắc nghiệm Hóa có đáp án chi tiết

  • Gần 40.000 câu trắc nghiệm Vật lý có đáp án

  • Hơn 50.000 câu trắc nghiệm Tiếng Anh có đáp án

  • Kho trắc nghiệm các môn khác

CHỈ CÒN 250K 1 KHÓA HỌC BẤT KÌ, VIETJACK HỖ TRỢ DỊCH COVID

Tổng hợp các video dạy học từ các giáo viên giỏi nhất – CHỈ TỪ 399K tại

khoahoc.vietjack.com

Tổng đài hỗ trợ đăng ký khóa học: 084 283 45 85

Bạn đang xem: Cách tính Hệ số công suất của mạch điện xoay chiều hay, chi tiết-Vật Lí lớp 12

Luyện thi THPT QG môn Hóa – Thầy Trần Thế Anh

4.5 (243)

799,000đs

199,000 VNĐ

Xem thêm: Áp dụng công thức về sai số khi xác định điện trở bằng định luật Ôm, ta được kết quả nào?

Luyện thi THPTQG môn Tiếng Anh – Cô Vũ Thanh Hoa

4.5 (243)

799,000đ

199,000 VNĐ

Luyện thi THPTQG môn Sinh – Thầy Nguyễn Viết Trung – Mục tiêu 8+

4.5 (243)

799,000đ

199,000 VNĐ

Xem thêm: Phương trình và hệ phương trình bậc nhất ba ẩn – Bài tập vận dụng

Luyện thi THPTQG môn Lý – Thầy Hoàng Cường – MỤC TIÊU 8+

4.5 (243)

799,000đs

199,000 VNĐ

Xem thêm: Cách xác định góc giữa đường thẳng và mặt phẳng trong không gian-Học-Học nữa

Luyện thi THPTQG môn Toán – Thầy Nguyễn Quý Huy – MỤC TIÊU 8+

4.5 (243)

799,000đ

199,000 VNĐ

Luyện thi THPT QG môn Toán – Thầy Trần Xuân Trường

4.5 (243)

799,000đ

199,000 VNĐ

xem tất cả


Trang trước

Trang sau  

cong-suat-cua-mach-dien-xoay-chieu.jsp


Các loạt bài lớp 12 khác
  • Soạn Văn 12

  • Soạn Văn 12 (bản ngắn nhất)

  • Văn mẫu lớp 12

  • Giải bài tập Toán 12

  • Giải BT Toán 12 nâng cao (250 bài)

  • Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 (100 đề)

  • Bài tập trắc nghiệm Hình học 12 (100 đề)

  • Giải bài tập Vật lý 12

  • Giải BT Vật Lí 12 nâng cao (360 bài)

  • Chuyên đề: Lý thuyết – Bài tập Vật Lý 12 (có đáp án)

  • Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 (70 đề)

  • Luyện thi đại học trắc nghiệm môn Lí (18 đề)

  • Giải bài tập Hóa học 12

  • Giải bài tập Hóa học 12 nâng cao

  • Bài tập trắc nghiệm Hóa 12 (80 đề)

  • Luyện thi đại học trắc nghiệm môn Hóa (18 đề)

  • Giải bài tập Sinh học 12

  • Giải bài tập Sinh 12 (ngắn nhất)

  • Chuyên đề Sinh học 12

  • Đề kiểm tra Sinh 12 (có đáp án)(hay nhất)

  • Ôn thi đại học môn Sinh (theo chuyên đề)

  • Luyện thi đại học trắc nghiệm môn Sinh (18 đề)

  • Giải bài tập Địa Lí 12

  • Giải bài tập Địa Lí 12 (ngắn nhất)

  • Giải Tập bản đồ và bài tập thực hành Địa Lí 12

  • Bài tập trắc nghiệm Địa Lí 12 (70 đề)

  • Luyện thi đại học trắc nghiệm môn Địa (20 đề)

  • Giải bài tập Tiếng anh 12

  • Giải bài tập Tiếng anh 12 thí điểm

  • Giải bài tập Lịch sử 12

  • Giải tập bản đồ Lịch sử 12

  • Bài tập trắc nghiệm Lịch Sử 12

  • Luyện thi đại học trắc nghiệm môn Sử (20 đề)

  • Giải bài tập Tin học 12

  • Giải bài tập GDCD 12

  • Giải bài tập GDCD 12 (ngắn nhất)

  • Bài tập trắc nghiệm GDCD 12 (37 đề)

  • Luyện thi đại học trắc nghiệm môn GDCD (20 đề)

  • Giải bài tập Công nghệ 12

Chuyên mục: Kiến thức

Related Articles

Trả lời

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

Check Also
Close
Back to top button