Chương 5: Dòng điện xoay chiều

Giải Bài Tập Vật Lí 12 – Bài 29: Công suất của dòng điện xoay chiều. Hệ số công suất (Nâng Cao) giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí:

Bài C1 (trang 158 SGK Vật Lí 12 nâng cao): Công suất tức thời biến đổi theo quy luật nào? Đối với dòng điện tần số 50 Hz, công suất tức thời biến đổi tuần hoàn bao nhiêu lần trong một giây ?

Lời giải:

Công suất tức thời p = u.i = U.I.cosφ + U.I.cos(2ωt + φ) biến đổi tuần hoàn theo quy luật hàm số sin với chu kì T’ bằng một nửa chu kì T của dòng điện xoay chiều i = I0.cosωt.

Do đó nếu tần số dòng điện là f = 50 Hz thì công suất tức thời sẽ có tần số: f′ = 2.f = 2.50 = 100 Hz.

Bài C2 (trang 159 SGK Vật Lí 12 nâng cao): Có thể tính hệ số công suất của đoạn mạch có R, L, C nối tiếp bằng cách dùng giản đồ Fre-nen. Hãy tính theo cách đó và chứng tỏ rằng kết quả thu được cũng là cosφ = R/Z.

Lời giải:

Ta có giãn đồ Fre-nen cho đoạn mạch xoay chiều R, L, C nối tiếp như hình vẽ:

Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao Bai C2 Trang 159 Sgk Vat Ly 12 Nang Cao 1

Ta có thể tìm được cosφ bằng giản đồ vectơ: Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao Bai C2 Trang 159 Sgk Vat Ly 12 Nang Cao 2

Bài C3 (trang 160 SGK Vật Lí 12 nâng cao): Có thể đo công suất của dòng điện trên một đoạn mạch xoay chiều bằng cách nào?

Lời giải:

Ta có thể đo công suất của dòng điện trên một đoạn mạch bằng các phương pháp:

+ Đo trực tiếp: dùng oát kế là dụng cụ đo công suất tiêu thụ điện năng của 1 đoạn mạch điện xoay chiều.

+ Đo gián tiếp: Cách này dùng cho đoạn mạch xoay chiều chỉ chứa R, L, C.

    Dùng ôm kế đo điện trở R, dùng ampe kế AC đo cường độ dòng điện hiệu dụng và xác định công suất tiêu thụ trên R bằng công thức: P = I2.R,

    Hoặc đo điện năng tiêu thụ W và thời gian t, suy ra P = W/t.

Lời giải:

    Hệ số công suất cos⁡φ = R/Z nên sẽ bé nhất khi R = 0 và lớn nhất (cosφ = 1) khi R = Z. Suy ra có hai trường hợp là đoạn mạch chỉ có R hoặc đoạn mạch có cộng hưởng.

Lời giải:

    Một cơ sở dùng điện tiêu thụ một công suất P = UIcosφ. Nếu với một điện áp U và công suất không đổi ta thấy cosφ bé thì cường độ dòng điện I phải lớn. Nếu cường độ dòng điện I lớn thì nhiệt lượng tỏa ra và hao phí trên dây dẫn cũng lớn. Đây là lí do cần tăng hệ số công suất ở nơi tiêu thụ điện.

    A. một phần điện năng tiêu thụ trong tụ điện.

    B. trong cuộn dây có dòng điện cảm ứng

    C. điện áp giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện biến đổi lệch pha đối với nhau.

    D. Có hiện tượng cộng hưởng điện trên đoạn mạch.

Lời giải:

    Chọn C

    A. đoạn mạch chỉ có điện trở thuần.

    B. đoạn mạch có điện trở bằng 0.

    C. đoạn mạch không có tụ điện.

    D. đoạn mạch không có cuộn cảm.

Lời giải:

Chọn B

Ta có: cosφ = R/Z → cosφ = 0 khi R = 0 → đoạn mạch có điện trở bằng 0

    a) Hệ số công suất của đoạn mạch.

    b) Điện năng mà đoạn mạch tiêu thụ trong một phút.

Lời giải:

a) Áp dụng các công thức cho đoạn mạch có R và C mắc nối tiếp:

Để học tốt Vật Lí 12 nâng cao | Giải bài tập Vật Lí 12 nâng cao Bai 3 Trang 160 Sgk Vat Ly 12 Nang Cao 2

→ hệ số công suất của đoạn mạch

Để học tốt Vật Lí 12 nâng cao | Giải bài tập Vật Lí 12 nâng cao Bai 3 Trang 160 Sgk Vat Ly 12 Nang Cao 3

b) Theo định luật ôm: Để học tốt Vật Lí 12 nâng cao | Giải bài tập Vật Lí 12 nâng cao Bai 3 Trang 160 Sgk Vat Ly 12 Nang Cao 4

→ Điện năng mà đoạn mạch tiêu thụ trong một phút:

Để học tốt Vật Lí 12 nâng cao | Giải bài tập Vật Lí 12 nâng cao Bai 3 Trang 160 Sgk Vat Ly 12 Nang Cao 5

Lời giải:

Công suất tiêu thụ của đoạn mạch xoay chiều là:

P = U.I.cosφ.

Hệ số công suất của cuộn cảm là:

Để học tốt Vật Lí 12 nâng cao | Giải bài tập Vật Lí 12 nâng cao Bai 4 Trang 160 Sgk Vat Ly 12 Nang Cao 1

 

Print Friendly, PDF & Email

Bài giải này có hữu ích với bạn không?

Bấm vào một ngôi sao để đánh giá!

Đánh giá trung bình / 5. Số lượt đánh giá:

Bình luận