Ôn thi đại học. cao đẳng môn Vật lý - Phần: Điện học - Máy biến thế

Máy biến thế Đ44 (ĐHBK 98): Trình bày về biến thế điện: Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động, biến đổi hiệu điện thế, ứng dụng. Để thắp sáng một bóng đèn dây tóc 12V-6W (coi là điện trở thuần), nhưng chỉ có ổ điện xoay chiều với hiệu điện thế u= 230sin(100pt) (V) và một biến thế điện có tỷ số vòng giữa hai cuộn n1/n2 = 10 và các tụ điện. Hãy cho biết có thể mắc phối hợp tụ điện và đèn vào mạch thứ cấp để đèn sáng bình thường được không? Giải thích tại sao? Hãy viết biểu thức của dòng điện trong mạch thứ cấp trong trường hợp này. Bỏ qua mọi tổn hao năng lượng trong máy biến thế. Đ45 (ĐH Mỏ 2k): Giữa hai cực của một nguồn điện xoay chiều tần số 50Hz có một hiệu điện thế hiệu dụng không đổi 200V. Đấu hai cực của nguồn điện với một đoạn mạch nối tiếp gồm một điện trở R và cuộn sơ cấp AC có 2000 vòng của một máy biến thế. Cường độ hiệu dụng qua mạch là 0,1 A. Hiệu điện thế hiệu dụng đo được giữa hai đầu cuộn AC là 100V. Cuộn thứ cấp A’B’ gồm 1000 vòng để hở, được cuốn trên cùng một phía của khung sắt với cuộn Ac và có chiều cuốn từ A’ đến B’ giống từ A đến C. Điện trở các cuộn sơ cấp và thứ cấp không đáng kể. Tính độ tự cảm của cuộn AC. Tính điện trở R. Tính hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai điểm A’ và B’. B là điểm giữa của cuộn AC và được đưa ra ngoài. Nối đầu B với B’. Cắt đầu C của cuộn sơ cấp ra khỏi mạch. Nối đầu tự do của mạch (đầu vừa được cắt khỏi cuộn AC) với A’. Tính hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu điện trở. Đ46 (HVQHQT 97): Trình bày vai trò của máy biến thế trong việc truyền tải điện năng đi xa và sử dụng điện. Một máy hạ thế có tỷ số vòng dây cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp bằng 10. Cuộn sơ cấp có điện trở không đáng kể và được mắc vào mạng điện 120V. Cuộn thứ cấp có điện trở r = 1,2W. Tính hiệu điện thế ở hai đầu cuộn thứ cấp trong hai trường hợp: Cuộn thứ cấp để hở. Cuộn thứ cấp có dòng điện I = 5A. Đ47 (ĐHAN 97): Cuộn sơ cấp của một máy biến thế có n1= 460 vòng dây được mắc vào một mạng điện xoay chiều, hiệu điện thế có giá trị u = 295,8sin100pt vôn. Cuộn thứ cấp có hai nấc, nấc 1 ứng với n2= 230 vòng, được mắc vào một dây nung có điện trở R = 23,5 W, nhúng trong một nhiệt lượng kế có chứa M = 1,2 kg nước ở t1= 250C. Nhiệt lượng kế có khối lượng m = 220g và nhiệt dung riêng c’ = 0,45kJ/kg.độ. Nhiệt dung riêng của nước là c = 4,186kJ/kg.độ. Xác định tần số f của dòng điện xoay chiều. Tính thời gian từ lúc cắm điện cho đến lúc nước sôi. Khi mắc dây nung vào nấc 2 của cuộn thứ cấp của biến thế thì thời gian để đun cho khối nước trên sôi chỉ còn 10 phút 18 giây. Hãy tính số vòng dây ứng với nấc đó của biến thế. Đ48 (ĐH Mỏ 01): Một biến thế tự ngẫu được đặt trong một hộp kín với 4 đầu dây 1, 2, 3, 4 để hở chìa ra ngoài. Đấu hai đầu 1 và 4 với một điện trở R, một tụ điện có điện dung thay đổi và với một nguồn điện xoay chiều có hiệu điện thế hiệu dụng U = 100V, tần số 50Hz thành một mạch nối tiếp. Khi tụ điện có điện dung bằng 10/p (mF) thì cường độ dòng điện hiệu dụng đạt cực đại và bằng 0,1 A. Tính điện trở R. Điều chỉnh tụ điện đến giá trị nào thì hiệu điện thế hiệu dụng trên tụ điện đạt giá trị cực đại? Tính giá trị cực đại đó. Do sơ ý khi cuốn dây mà các cuộn dây liên tiếp của máy biến tthế có thể không được cuốn theo một chiều nhất định. Khi cường độ dòng điện hiệu dụng đạt giá trị cực đại người ta đo được các hiệu điện thế hiệu dụng giữa các đầu dây như sau: U34= 100V, U23= 200V, U12= 400V. Vẽ sơ đồ máy biến thế trên. Hãy cho biết các cuộn dây liên tiếp của máy biến thế trên có được cuốn theo một chiều nhất định không? Giải thích. Bỏ qua điện trở của các cuộn dây biến thế và dây nối. Đ49() Một máy biến thế có tỷ số vòng dây giữa cuộn thứ cấp và cuộn sơ cấp là n2/n1 = 2. Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng U1=100V, cuộn thứ cấp để hở, dùng một vôn kế nhiệt có điện trở vô cùng lớn đo hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn thứ cấp người ta thu được U2=180V. Chứng minh rằng cuộn sơ cấp có điện trở thuần đáng kể R1. Tìm tỷ số giữa R1 và cảm kháng ZL1 của cuộn sơ cấp. Cho biết từ thông khép kín, hao phí do dòng Phuco không đáng kể. Đ50 (ĐH Mở 01): Một khung dây dẫn hẹp hình chữ nhật gồm 500 vòng dây dẫn giống nhau có điện trở không đáng kể, diện tích mặt phẳng của mỗi vòng dây là 53,5cm2. Khung dây quay đều với vận tốc góc 50 vòng/s xung quanh trục đối xứng của nó đi qua trung điểm của hai cạnh đối diện, trong một từ trường đều có cảm ứng từ B= 0,21T và đường sức từ hướng vuông góc với trục quay của khung dây. Cho biết tại thời điểm ban đầu (t=0), mặt phẳng khung dây vuông góc với các đường sức từ. 90W Chứng minh rằng hiệu điện thế tức thời giữa hai đầu của khung dây dẫn có giá trị bằng Mắc hai đầu khung dây dẫn trên vào hai đầu M và N của một mạch điện gồm một cuộn dây có điện trở thuần R và độ tự cảm L mắc nối tiếp với một tụ điện có điện dung C như hình vẽ. Khi đó ampe kế chỉ 1,5 A; vôn kế chỉ 120 vôn và công suất tiêu thụ trên mạch gần đúng bằng M N L, R Ro=0 C A V Coi rằng tổng trở của ampe kế và dây nối trong mạch rất nhỏ không đáng kể, còn tổng trở của vôn kế rất lớn. Hãy xác định: Điện trở R, độ tự cảm L của cuộn dây và điện dung C của tụ điện. Biểu thức cường độ dòng điện trong mạch.