- CÔNG SUẤT TRONG MẠCH ĐIỆN RLC NỐI TIẾP. - Với lý do đó, nhóm chúng tôi chọn đề tài tiểu luận là “Phân loại các dạng bài tập Công suất trong mạch RLC nối tiếp” để giúp các bạn học sinh có một cái nhìn tổng quát hơn về công suất – một phần đặc thù trong dòng điện xoay chiều. - Dù chỉ xoáy sâu về phần công suất nhưng với những dạng bài tập phổ biến và nếu các bạn biết cách kết hợp chúng lại với các dạng bài tập khác trong mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp thì chúng tôi tin các bạn sẽ đạt được kết quả cao trong các bài kiểm tra.. - Công suất. - Giả sử một mạch điện xoay chiều có dòng điện i I = 0 cos w t chạy qua và điện áp hai đầu đoạn mạch là u U = 0 cos ( w j t. - Công thức tính công suất tức thời của mạch điện xoay chiều:. - đổi theo hàm cos nên giá trị trung bình theo chu kì T bằng 0). - Vậy công suất của dòng điện xoay chiều: P UI = cos j với j là độ lệch pha giữa u và i . - Hệ số công suất. - Hệ số công suất:. - Þ cos R j = Z - Ý nghĩa của hệ số công suất:. - Hệ số công suất cos j càng lớn thì công suất P của dòng điện càng lớn.. - Nếu hệ số công suất cos j nhỏ, để công suất vẫn bằng P , điện áp là U thì cường độ dòng điện. - phải có giá trị lớn hơn, hao phí vì nhiệt tỏa ra trên dây dẫn lớn hơn.. - Nếu mạch xảy ra cộng hưởng ( j = 0 ) thì hệ số công suất cos j = 1 3. - Công suất hao phí. - Công suất hao phí trong quá trình truyền tải điện năng:. - Trong đó: P là công suất truyền đi ở nơi cung cấp, U là điện áp ở nơi cung cấp, cos j là hệ số công suất của dây tải điện, l. - Tìm công suất, hệ số công suất. - Công suất tiêu thụ của đoạn mạch: P UI = cos j = I R 2 - Hệ số công suất:. - Bài tập vận dụng: Một tụ điện có điện dung C = 5,3 μF mắc nối tiếp với điện trở R = 300 Ω thành một đoạn mạch. - Mắc đoạn mạch vào mạng điện xoay chiều có điện áp 200 V, tần số 50 Hz. - Hệ số công suất khi đó là:. - Hệ số công suất: 300. - Bài tập vận dụng: Công suất truyền đi của một trạm phát điện là 200 kW. - Công suất lớn nhất khi L, C và ω thay đổi - Ta có:. - Do các giá trị U và R không đổi, cho nên chỉ có đại lượng ( Z L - Z C ) 2 thay đổi.. - Z L - Z C ) 2 ù û phải đạt giá trị nhỏ nhất.. - Như vậy, thay đổi L , C và w sao cho mạch cộng hưởng thì giá trị công suất sẽ lớn nhất.. - Khi đó giá trị công suất:. - Giá trị f để công suất tỏa nhiệt trên R là lớn nhất và giá trị công suất khi đó lần lượt là:. - Công suất lớn nhất khi R thay đổi. - Tìm công suất tiêu thụ cực đại của đoạn mạch:. - Ta có:. - phải đạt giá trị nhỏ nhất.. - Giá trị R để công suất tỏa nhiệt trên R là lớn nhất và giá trị công suất khi đó lần lượt là:. - Giá trị điện trở R để công suất tỏa nhiệt trên R là 240 (W) là:. - Biết hai giá trị R cùng cho một công suất tiêu thụ P bằng nhau. - Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp u = 200cos100 p t (V). - Thay đổi R thì thấy khi R = 10 (Ω) và R = 40 (Ω) công suất của mạch có cùng giá trị bằng P . - Giá trị R và công suất tiêu thụ của mạch khi đạt giá trị cực đại lần lượt là:. - Áp dụng công thức khi hai giá trị điện trở có cùng công suất: R R 1 2. - Z L - Z C ) 2 Mặt khác, khi công suất cực đại với R thay đổi, ta lại có:. - Như vậy công suất cực đại: 2. - Biết hai giá trị L 1 , L 2 cho cùng một công suất - Gọi hai công suất bằng nhau đó là P 1 và P 2 , ta có:. - Ngược lại, nếu biết 2 giá trị C 1 và C 2 cho cùng một công suất, ta cũng làm tương tự và rút ra được:. - Biết điện trở R = 10 (Ω), khi hai giá trị L 1 = 0,6 (H) và L 2 = 0,2 (H) thì thấy hai giá trị công suất bằng nhau. - Công suất tiêu thụ khi đó là:. - Ta có công suất khi đó:. - Biết hai giá trị ω 1 , ω 2 cho cùng một công suất - Tương tự, ta cũng có:. - Bài tập vận dụng: Cho mạch RLC nối tiếp với cuộn dây thuần cảm được đặt vào nguồn điện xoay chiều u = 200cos2 p ft (V) với giá trị tần số f thay đổi được. - Biết khi f 1 = 25 (Hz) và f 2 = 100 (Hz) thì thấy hai giá trị công suất bằng nhau. - Muốn cho công suất mạch đạt cực đại thì giá trị f 0 là:. - Với f thay đổi, mạch đạt giá trị cực đại khi: 0 1 0 1 f 2. - w = Þ = p - Mặt khác, vì công suất bằng nhau ứng với f 1 và f 2 nên:. - Công suất tiêu thụ của đoạn mạch: P UI = cos j = I R r 2. - Công suất tiêu thụ trên điện trở R. - Công suất tiêu thụ trên cuộn dây:. - Hệ số công suất của đoạn mạch:. - Hệ số công suất của cuộn dây:. - Công suất lớn nhất khi L, C và ω thay đổi. - Ta có. - Tuy nhiên, khi xét đến công suất tiêu thụ lớn nhất trên điện trở R thì sẽ có thay đổi trong phép biến đổi. - Z L - Z C ) 2 + r 2 - Khi đó giá trị cực đại của công suất trên điện trở R là:. - Trong trường hợp, R thay đổi để công suất trên cuộn dây cực đại thì:. - Giá trị tử số là hằng số nên để công suất lớn nhất chỉ cần mẫu số nhỏ nhất, tức là:. - Z - Z ù û Þ R r + Þ = R Khi đó, công suất cực đại:. - Dạng 1: Nếu P là công suất của cả đoạn mạch.. - Nếu đề bài cho trước 2 giá trị R 1 và R 2 cùng cho một công suất thì ta áp dụng định lý Viete cho phương trình bậc hai. - Dạng 2: Nếu P là công suất tiêu thụ trên điện trở R.. - Ngược lại, nếu bài toán cho 2 nghiệm R trước để công suất bằng nhau. - Bài 1: Cho một đoạn mạch xoay chiều gồm một tụ điện và một biến trở mắc nối tiếp. - Đặt Volt kế vào hai đầu đoạn mạch thì Volt kế chỉ 100 2 V. - Khi cường độ hiệu dụng của dòng điện có giá trị 1 A thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đạt cực đại. - Thay đổi R để công suất tiêu thụ trên mạch đạt cực đại: R Z = C. - Bài 2: Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. - Đoạn mạch AM gồm điện trở thuần R 1 = 40 Ω mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung. - p F, đoạn mạch MB gồm điện trở thuần R 2 mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần. - Đặt vào A, B điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi thì điện áp tức thời ở hai đầu đoạn mạch AM và MB lần lượt là:. - Hệ số công suất của đoạn mạch AB là:. - Bài 3: Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AN và NB mắc nối tiếp. - Đoạn mạch AN gồm có điện trở R và cuộn dây thuần cảm L, đoạn mạch NB gồm tụ điện C. - Hệ số công suất của toàn mạch là 0,6 và hệ số công suất của đoạn mạch AN là 0,8. - Xét hai đầu đoạn mạch AB: 1 R R AB 1. - Xét hai đầu đoạn mạch AN: 2 R AN R. - Bài 4: Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. - Đoạn mạch AM gồm điện trở thuần R 1 mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C, đoạn mach R 2 mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L. - Đặt điện áp xoay chiều có tần số và giá trị hiệu dụng không đổi vào hai đầu đoạn mạch AB. - Khi đó đoạn mạch AB tiêu thụ công suất 120W và có hệ số công suất bằng 1. - Nếu nối tắt hai đầu tụ điện thì điện áp hai đầu AM và MB có cùng giá trị hiệu dụng nhưng lệch pha nhau. - 3 p , công suất tiêu thụ trên đoạn mạch AB trong trường hợp này bằng:. - Hệ số công suất bằng 1 cho ta biết lúc này mạch cộng hưởng, áp dụng công thức:. - Đoạn mạch AM chỉ còn chứa R 1 nên. - Từ (2) và (3), dễ dàng suy ra được: R 1 = 2R 2 , từ đó ta có khi đoạn mạch nối tắt tụ điện thì:. - Như vậy công suất khi nối tắt tụ điện là:. - Biết hai giá trị L 1 , L 2 cho cùng một công suất. - Biết hai giá trị ω 1 , ω 2 cho cùng một công suất