Giải 10 câu máy phát điện phần dòng điện xoay chiều trích trong đề thi thử

Học Lớp

Administrator
Thành viên BQT
Câu 1: Một máy phát điện xoay chiều một pha có điện trở trong không đáng kể. Nối hai cực máy với một mạch điện RLC nối tiếp. Khi roto có 2 cặp cực, quay với tốc độ n vòng/phút thì mạch xảy ra cộng hưởng và ZL = R, cường độ dòng điện qua mạch là I. Nếu roto có 4 cặp cực và cùng quay với tốc độ n vòng/phút (từ thông cực đại qua một vòng dây stato không đổi, số vòng dây stato không đổi) thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch là:
A. \(\frac{4I}{\sqrt{13}}\)
B. \(\frac{4I}{\sqrt{7}}\)
C. \(\frac{2I}{\sqrt{7}}\)
D. \(\frac{2I}{\sqrt{13}}\)
Ta có: \(p_{1}=2\Rightarrow Z_{L1}=Z_{C1}=R\)
số cặp cực \(p_{2}=4=2p_{1}\Rightarrow Z_{L2}=2Z_{L1}=2R, Z_{C2}=\frac{Z_{C1}}{2}=\frac{R}{2}; E_{2}=2E_{1}\)
Do đó: \(I_{2}=\frac{2E_{1}}{\sqrt{R^2+(2R-\frac{R}{2})^2}}=\frac{4E_1}{R\sqrt{13}}=\frac{4I_1}{\sqrt{13}}\)
Câu 2: Đoạn mạch RLC nối tiếp được mắc vào hai cực của một máy phát điện xoay chiều 1 pha có roto là nam châm điện có một cặp cực ( bỏ qua điện trở thuần ở các cuộn dây của phần ứng). Biết khi roto quay với tốc độ n1=30 vòng/s thì dung kháng của tụ điện bằng R còn khi roto quay với tốc độ n2=40 vòng/s thì điện áp hiệu dụng trên tụ điện đạt cực đại. Để cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch đạt giá trị cực đại thì roto phải quay với tốc độ n3 bằng:
A. 120 vòng/s
B. 50 vòng/s
C. 80 vòng/s
D. 100 vòng/s
Suất điện động của nguồn điện: \(E = \sqrt{2}\omega N\phi _0 = \sqrt{2} 2 \pi f N\phi _0\)
Với f = np; Trong đó n tốc độ quay của roto, p số cặp cực từ.
Điện áp hiệu dụng đặt vào hai đầu mạch, do r = 0 là U = E = k.\(\omega\) ; K là hằng số; với \(\omega\)= 2πn
Khi n = n1: \(R = Z_{C1} = \frac{1}{\omega _1C} (1)\)
Khi n = n2; \(U_{C2} = IZ_{C2} = \frac{k\omega _2. \frac{1}{\omega _2.C}}{\sqrt{R^2 + (Z_L - \frac{1}{\omega _2C})^2}}\rightarrow U_{C2} = U_{c2mac}\)
\(khi Z_{L2} = Z_{C2} = \frac{1}{\omega _2C}\rightarrow \omega _2^2 = \frac{1}{LC}(2)\)
Khi n = n3 \(I = \frac{k\omega _3}{\sqrt{R^2 + (Z_L - Z_{C3})^2}} = \frac{k\omega _3}{\sqrt{R^2 + (\omega _3L - \frac{1}{\omega _3C})^2}} = \frac{k}{\sqrt{Y}}\)
Với \(Y = \frac{R^2 + \omega _3^2L^2 - 2\frac{L}{C} + \frac{1}{\omega _3^2C^2}}{\omega _3^2} = \frac{1}{C^2}.\frac{1}{\omega _3^4} + (R^2 - 2\frac{L}{C})\frac{1}{\omega _3^2} + L^2\)
Đặt \(X = \frac{1}{\omega _3^2}\rightarrow Y = \frac{1}{C^2}X^2 + (R^2 - 2\frac{L}{C})X + L^2\)
 I = Imax khi Y = Ymin có giá trị cực tiểu -> đạo hàm theo X: Y’ = 0
\(\rightarrow \frac{1}{\omega _3^2} = \frac{1}{\omega _2^2} - \frac{1}{2\omega _1^2}\)
Hay \(\frac{1}{n_3^2} = \frac{1}{n_2^2} - \frac{1}{2n_1^2}\rightarrow n_3 = \frac{\sqrt{2}n_1n_2}{\sqrt{2n_1^2 - n_2^2}} = 120\) vòng/s
=>Đáp án A.
Câu 3: Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn mạch AB gồm một điện trở thuần mắc nối tiếp với một tụ điện. Bỏ qua điện trở các cuộn dây của máy phát. Khi rôto của máy quay đều với tốc độ n (vòng/phút) thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là 1A. Khi rôto của máy quay đều với tốc độ 2n(vòng/phút) thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là \(0,8\sqrt{10}A\). Nếu rôto quay đều với tốc độ 3n (vòng/phút) thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là
A. \(1,2\sqrt{10} A\)
B. \(1,8\sqrt{10} A\)
C. \(1,8\sqrt{5} A\)
D. \(2,4\sqrt{5} A\)
Chọn C
Câu 4: Phát biểu nào sau đây đúng?
A. Suất điện động của máy phát điện xoay chiều tỉ lệ với tốc độ quay của rôto.
B. Dòng điện do máy xoay chiều tạo ra luôn có tần số bằng số lần quay trong một giây của rôto.
C. Chỉ có dòng xoay chiều ba pha mới tạo ra được từ trường quay.
D. Dòng điện xoay chiều một pha chỉ có thể do máy phát điện xoay chiều một pha tạo ra
Chọn A
Câu 5: Một khung dây dẫn phẳng, hình chữ nhật, diện tích 50 cm2 gồm 1000 vòng dây, quay đều với tốc độ 25 vòng/giây quanh một trục cố định D trong từ trường đều có cảm ứng từ \(\underset{B}{\rightarrow}\). Biết \(\Delta\) nằm trong mặt phẳng khung dây và vuông góc với \(\underset{B}{\rightarrow}\). Suất điện đọng hiệu dụng trong khung là 200V. Độ lớn của \(\underset{B}{\rightarrow}\) là
A. 0,18 T
B. 0,72 T.
C. 0,36 T
D. 0,51 T
Chọn C
Câu 6: Một trạm thủy điện nhỏ ở xã Nàn Ma, huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang có một máy phát điện xoay chiều một pha với rôto là nam châm có p cặp cực. Khi rôto quay đều với tốc độ n vòng/giây thì từ thông qua mỗi cuộn dây của stato biến thiên tuần hoàn với tần số bao nhiêu Hz?
A. \(f=\frac{60p}{n}\)
B. \(f=np\)
C. \(f=\frac{np}{60}\)
D. \(f=\frac{60 n}{p}\)
Chọn B
Câu 7: Một khung dây dẫn phẳng có N vòng dây, quay đều với tốc độ góc ω quanh trục đối xứng của nó trong một từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay. Từ thông cực đại qua một vòng dây là Φ0. Giá trị hiệu dụng của suất điện động cảm ứng trong khung dây dẫn là
A. \(E = \sqrt{2}N\omega \phi _0\)
B. \(E = 2N\omega \phi _0\)
C. \(E = 0,5\sqrt{2}\omega \phi _0\)
D. \(E = N\omega \phi _0\)
Chọn C
Câu 8: Một khung dây dẫn phẳng dẹt, quay đều quanh trục \(\Delta\)nằm trong mặt phẳng khung dây, trong một từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay \(\Delta\). Từ thông cực đại qua diện tích khung dây bằng \(\frac{11\sqrt{2}}{6\pi} (Wb)\). Tại thời điểm t, từ thông qua điện tích khung dây và suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây có độ lớn lần lượt là \(\frac{11\sqrt{2}}{12\pi} (WB)\) và \(110\sqrt{6} (V)\). Tần số của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây là
A. 120 Hz.
B. 60 Hz.
C. 50 Hz.
D. 100 Hz.
Do từ thông và suất điện động vuông pha nên tại mọi thời điểm ta có:
\((\frac{\Phi }{\Phi _0}) + (\frac{e}{E_0})^2 = 1 \Leftrightarrow \begin{pmatrix} \frac{\frac{11\sqrt{2}}{12 \pi}}{\frac{11\sqrt{2}}{6 \pi}} \end{pmatrix}^2 + (\frac{110\sqrt{6}}{E_0})^2 = 1 \Rightarrow E_0 = 220 \sqrt{2}V\)
\(\Rightarrow \omega = \frac{E_O}{\Phi _0} = \frac{220\sqrt{2}}{\frac{11\sqrt{2}}{6\pi}} = 120 \pi \Rightarrow f = 60H_Z\)
=> Đáp án B.
Câu 9: Máy phát điện xoay chiều tạo nên suất điện động \(e = 220\sqrt{2} cos 100 t V (\pi)\), t tính bằng giấy. Tốc độ quay của rô to là 600 vòng/phút. Biết rằng ứng với mỗi cặp cực có một cặp cuộn dây, mỗi cuộn dây có 5000 vòng dây, các cuộn dây được mắc nối tiếp với nhau. Từ thông cực đại gửi qua một vòng dây bằng:
A. 99,0 (µWb)
B. 39,6 (µWb)
C. 198 (µWb)
D. 19,8 (µWb)
Từ thông cực đại gửi qua 1 vòng dây là:
\(\phi _0 = \frac{E_O}{v_0N} = 198 (\mu Wb)\)
⇒ Chọn đáp án C
Câu 10: Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều dựa trên hiện tượng
A. nhiễm điện do tiếp xúc
B. cảm ứng điện từ.
C. tự cảm.
D. nhiễm điện do hưởng ứng.
Chọn B