Giải bài 15 vật lí 12: Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất
Bám sát cấu trúc chương trình SGK Vật lí lớp 12, KhoaHoc tiếp tục gửi đến bạn đọc "Bài 15: Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất". Hi vọng với những nội dung kiễn thức chúng tôi tổng hợp sẽ giúp bạn học tập tốt hơn.
A. Lý thuyết
I. Công suất tiêu thụ của mạch RLC nối tiếp
Biểu thức của công suất:
Xét mạch RLC mắc nối tiếp, cường độ dòng điện trong mạch là: (A), điện áp tức thời giữa hai đầu mạch là: $u = U_{0}\cos (wt + \varphi _{i})$ (V). Khi đó, công suất tức thời của mạch là:
p = u.i (W)
hay:
Kết luận: Công suất tiêu thụ tức thời biến thiên tuần hoàn quanh giá trị với tần số bằng hai lần tần số của dòng điện xoay chiều (f' = 2f).
Công suất tiêu thụ trung bình
(*)
Trong đó: U: Hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch (V).
I: Cường độ dòng điện hiệu dụng ở hai đầu mạch (A).
PTB: Công suất tiêu thụ trung bình của mạch.
: Độ lệch pha giữa u và i
: Hệ số công suất
Điện năng tiêu thụ của mạch điện: W = P.t
II. Hệ số công suất
Trong công thức (*), được gọi là hệ số công suất.
Do nên $0 \leq \cos \varphi \leq 1$.
Ý nghĩa của hệ số công suất:
Từ công thức (*) $I = \frac{P}{U.}\cos \varphi $
Ta thấy: Khi mạch hoạt động ổn đinh thì P = const, U = const
mạch có $\cos \varphi $ càng lớn thì I càng nhỏ, lúc này công suất hao phí trên đường dây càng nhỏ mạch tiêu thụ điện càng tốt. Như vậy, hệ số công suất đặc trưng cho mức độ tiêu thụ điện của mạch.
Chú ý: Các dụng cụ tiêu thụ điện trong thực tế luôn có .
Biểu thức tính hệ số công suất:
Xét một số mạch đặc biệt
- Mạch chỉ có R: $\Rightarrow $ $P = U_{R}.I$.
- Mạch chỉ có tụ điện hoặc mạch chỉ có cuộn cảm thuần: $\Rightarrow $ $P = 0$.
Kết luận: Trong mạch RLC mắc nối tiếp thì:
- Chỉ có R tiêu thụ điện, L và C không tiêu thụ điên.
- Công suất tiêu thụ của mạch là: .
B. BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI
Kiến thức thú vị
Câu 1: SGK Vật lí 12, trang 85
Công suất điện tiêu thụ trong một mạch điện xoay chiều phụ thuộc vào những đại lượng nào ?
Câu 2: SGK Vật lí 12, trang 85
Hãy chọn câu đúng.
Hệ số công suât của một mạch điện R L C nối tiếp bằng:
A. RZ.
B. .
C. .
D. .
Câu 3: SGK Vật lí 12, trang 85
Hãy chọn câu đúng.
Hệ số công suất trong mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp với ZL = ZC :
A. Bằng 0.
B. Bằng 1.
C. Phụ thuộc R.
D. Phụ thuộc .
Câu 4: SGK Vật lí 12, trang 85:
Hãy chọn câu đúng
Mạch điện xoay chiều nối tiếp R = 10 Ω; ZL = 8 Ω; ZC = 6 Ω với tận số f. Giá trị của tần số để hệ số công suất bằng 1:
A. là một số < f.
B. là một số >f.
C. là một số = f.
D. không tồn tại.
Câu 5: SGK Vật lí 12, trang 85
Cho mạch điện trên hình 15.2, trong đó L là một cuộn cảm thuần, điện áp hai đầu mạch (V), các điện áp hiệu dụng UPN = UNQ = 60 V. Hệ số công suất của mạch là bao nhiêu ?
A. .
B. .
C. .
D. .
Câu 6: SGK Vật lí 12, trang 85
Mạch điện xoay chiều nối tiếp gồm có R = 30 Ω; mH; $C = \frac{50}{\pi }$ μF cung cấp bởi điện áp hiệu dụng 100 V, f = 1 kHz. Hãy xác định công suất tiêu thụ và hệ số công suất.
=> Trắc nghiệm vật lý 12 bài 15: Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất (P2)
Xem thêm bài viết khác
- Giải vật lí 12: Bài tập 5 trang 173 sgk
- Vật lí 12 câu 11 trang 80: Chọn câu đúng:
- Vẽ sơ đồ khối của một máy thu thanh đơn giản và giải thích tác dụng của từng bộ phận trong sơ đồ.
- Một máy biến áp lý tưởng có hai cuộn dây lần lượt có 10 000 vòng và 200 vòng.
- Sóng điện từ là gì? Nêu những đặc điểm của sóng điện từ.
- Giải vật lí 12: Bài tập 5 trang 187 sgk
- Hướng dẫn giải câu 2 bài 7: Sóng cơ và sự truyền sóng cơ.
- Phát biểu định nghĩa của dao động điều hòa
- Giải câu 5 trang 146 Vật lí 12 Bài 28: Tia X
- Giải bài 11 vật lí 12: Đặc trưng sinh lí của âm
- Giải bài 36 vật lí 12 Năng lượng liên kết của hạt nhân. Phản ứng hạt nhân sgk vật lí 12 trang 181
- Hiện tượng cộng hưởng là gì? Nêu điều kiện để có cộng hưởng. Cho một ví dụ.