Tại sao trên vỏ các máy biến áp cần phải có Vôn kế và ampe kế ?
Tại sao người ta phải lắp vôn kế và ampe kế trên vỏ máy biến áp?
- Vôn kế để đo điện áp đầu ra của biến áp - để biết có đủ điện áp cho mục đích sử dụng không;
- Ampe kế để đo dòng điện của thiết bị đang dùng xem có vượt quá sức chịu đựng của biến áp không - nếu quá sẽ bị nóng và cháy.
Câu 1: Em hãy cho biết nội dung lao động của nghề điện dân dụng? Tại sao phải lắp vôn kế và ampe kế trên vỏ máy biến áp hoặc máy ổn áp điện?
Câu 2: Em hãy nêu yêu cầu của một mối nối dây dẫn? Những yêu cầu đó thể hiện trong các bước của quy trình nối dây như thế nào?
Câu 3: Trong quá trình sử dụng dây dẫn điện em cần phải chú ý điều gì? Vì sao lớp vỏ cách điện của dây dẫn điện thường có màu sắc khác nhau? Để làm sạch lõi dây dẫn điện em chọn dùng giấy ráp hay dùng lưỡi dao nhỏ? Tại sao em chọn như vậy?
Cho mạch điện như hình vẽ. X, Y là hai hộp, mỗi hộp chỉ chứa 2 trong 3 phần tử. điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Ampe kế có điện trở rất nhỏ, f vôn kế có điện trở rất lớn. Các vôn kế và ampe kế đo được cả dòng điện một chiều và xoay chiều. Ban đầu mắc vào 2 điểm N và D vào nguồn điện không đổi thì vôn kế V2 chỉ 45 V và ampe kế chỉ 1,5 A. Sau đó, mắc M, D vào nguồn điện xoay chiều có điện áp V
thì ampe kế chỉ 1 A, hai vôn kế chỉ cùng giá trị và điện áp uMN lệch pha 0,5π với uND. Sau đó tiếp tục thay đổi điện dung của tụ điện có trong mạch thì thấy số chỉ vôn kế V1 lớn nhất có thể là U1max, giá trị U1max gần với giá trị nào sau đây nhất:
A. 120 V.
B. 90 V
C. 105 V.
D. 85 V
Đáp án C
+ Khi mắc vào hai cực ND một điện áp không đổi → có dòng trong mạch với cường độ I = 1,5 A
→ ND không thể chứa tụ (tụ không cho dòng không đổi đi qua) và
+ Mắc vào hai đầu đoạn mạch MB một điện áp xoay chiều thì uND sớm pha hơn uMN một góc 0,5π → X chứa điện trở RX và tụ điện C, Y chứa cuộn dây L và điện trở RY.
→ với V1 = V2 → UX = UY = 60 V → ZX = ZY = 60 Ω.
+ Cảm kháng của cuộn dây Ω
.
+ Với uMN sớm pha 0,5π so với uND và →
φY = 600 → φX = 300.
→
+ Điện áp hiệu dụng hai đầu MN:
.
+ Sử dụng bảng tính Mode → 7 trên Caio ta tìm được V1max có giá trị lân cận 105 V.
Đặt điện áp u = U o cos 2 π f t (với U0 không đổi, f thay đổi được) vào hai 2 điểm M, N của một đoạn mạch như hình vẽ. Biết các vôn kế V1, V2 và Ampe kế lí tưởng. Trong quá trình thay đổi tần số f của điện áp người ta thấy chỉ số vôn kế V2 nhỏ nhất bằng 30V, lúc đó ampe kế chỉ 3A, vôn kế V1 chỉ 120V, điều chỉnh f để vôn kế V2 chỉ 80V thì số chỉ của ampe kế gần nhất với kết quả nào sau đây?
A. 2,5 (A).
B. 1,5(A).
C. 3,5 (A).
D. 4,5(A).
Đáp án A
V1 chỉ U= 120V Khi V2 nhỏ nhất là có cộng hưởng
Vẽ giản đồ vecto: Gọi Ur là điện áp của r, Y là UC - UL:
Ta có
Cho mạch điện như hình vẽ. X, Y là hai hộp, mỗi hộp chỉ chứa 2 trong 3 phần tử. điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Ampe kế có điện trở rất nhỏ, các vôn kế có điện trở rất lớn. Các vôn kế và ampe kế đo được cả dòng điện một chiều và xoay chiều. Ban đầu mắc vào 2 điểm N và D vào nguồn điện không đổi thì vôn kế V 2 chỉ 45 V và ampe kế chỉ 1,5 A. Sau đó, mắc M, D vào nguồn điện xoay chiều có điện áp u = 120 c o s 100 π t V thì ampe kế chỉ 1 A, hai vôn kế chỉ cùng giá trị và điện áp U M N lệch pha 0 , 5 π với u N D . Sau đó tiếp tục thay đổi điện dung của tụ điện có trong mạch thì thấy số chỉ vôn kế V 1 lớn nhất có thể là U 1 m ax , giá trị U 1 m ax gần với giá trị nào sau đây nhất 120 V
A. 120 V
B. 90 V
C. 105 V
D. 85 V
+ Khi mắc vào hai cực ND một điện áp không đổi → có dòng trong mạch với cường độ I = 1,5 A → ND không thể chứa tụ (tụ không cho dòng không đổi đi qua) và R Y = 40 1 , 5 = 30 Ω
+ Mắc vào hai đầu đoạn mạch MB một điện áp xoay chiều thì u N D sớm pha hơn u M N một góc 0,5π → X chứa điện trở R X và tụ điện C, Y chứa cuộn dây L và điện trở R Y
Cho mạch điện như hình vẽ.
Trong đó R 1 = R 2 = 3 Ω ; R 3 = 2 Ω ; R 4 là biến trở; K là khóa điện. Đặt vào hai đầu B, D một hiệu điện thế U không đổi. Vôn kế có điện trở vô cùng lớn, ampe kế và các dây nối có điện trở không đáng kể.
a) Khi khóa K mở, R 4 = 4 Ω thì vôn kế chỉ 1 V.
- Xác định hiệu điện thế U.
- Nếu đóng khóa K thì ampe kế và vôn kế chỉ bao nhiêu?
b) Đóng khóa K và di chuyển con chạy C của biến trở R4 từ đầu bên trái sang đầu bên phải thì số chỉ của ampe kế I A thay đổi như thế nào?
a) Ban đầu khóa K mở, R 4 = 4 Ω , vôn kế chỉ 1 V.
Xác định hiệu điện thế U:
Ta có:
R 12 = R 1 + R 2 = 6 Ω ; R 34 = R 3 + R 4 = 6 Ω ; I 12 = I 1 = I 2 = U R 12 = U 6 I 34 = I 3 = I 4 = U R 34 = U 6 ;
U M N = V M - V N = V A - V N - V A + V M = I 3 . R 3 - I 1 . R 1 = U 6 . 2 - U 6 . 3 = - U 6 ⇒ U V = U N M = U 6 = 1 V ⇒ U = 6 V
Khi khóa K đóng:
R 13 = R 1 R 3 R 1 + R 3 = 3 . 2 3 + 2 = 6 5 = 1 , 2 ( Ω ) ; R 24 = R 2 R 4 R 2 + R 4 = 3 . 4 3 + 4 = 12 7 ( Ω ) R B D = R 13 + R 24 = 1 , 2 + 12 7 = 20 , 4 7 ( Ω )
Cường độ dòng điện mạch chính:
I = U R B D = 6 20 , 4 7 = 42 20 , 4 = 21 10 , 2 ≈ 2 , 06 ( A ) ; U 13 = U 1 = U 3 = I . R 13 = 21 10 , 2 . 1 , 2 = 2 , 47 ( V ) ; I 1 = U 1 R 1 = 2 , 47 3 = 0 , 823 ( A ) ; U 24 = U 2 = U 4 = I . R 24 = 21 10 , 2 . 12 7 = 3 , 53 ( V ) I 2 = U 2 R 2 = 3 , 53 3 = 1 , 18 ( A )
Ta có : I 2 > I 1 ⇒ I A = I 2 - I 1 = 1 , 18 - 0 , 823 = 0 , 357 ( A ) . Vậy dòng điện qua ampe kế có chiều từ N đến M và có cường độ I A = 0 , 357 ( A ) ; vôn kế chỉ 0 (V)
b) Đóng khóa K và di chuyển con chạy C của biến trở R4 từ đầu bên trái sang đầu bên phải thì số chỉ của ampe kế I A thay đổi như thế nào?
Ta có: R 13 = R 1 R 3 R 1 + R 3 = 3 . 2 3 + 2 = 6 5 = 1 , 2 Ω
Đặt phần điện trở còn hoạt động trong mạch của R 4 là x, ta có:
R 24 = R 2 x R 2 + x = 3 x 3 + x ; R B D = 1 , 2 + 3 x 3 + x = 4 , 2 x + 3 , 6 3 + x ; I = U R B D = 6 4 , 2 x + 3 , 6 3 + x . 1 , 2 = 7 , 2 ( 3 + x ) 4 , 2 x + 3 , 6 ; I 1 = U 13 R 1 = 7 , 2 ( 3 + x ) 4 , 2 x + 3 , 6 3 = 2 , 4 ( 3 + x ) 4 , 2 x + 3 , 6 U 24 = I . R 24 = 6 ( 3 + x ) 4 , 2 x + 3 , 6 . 3 x 3 + x = 18 x 4 , 2 x + 3 . 6 I 2 = U 24 R 2 = 18 x 4 , 2 x + 3 , 6 3 = 6 x 4 , 2 x + 3 , 6
* Xét hai trường hợp:
- Trường hợp 1: Dòng điện chạy qua ampe kế có chiều từ M đến N.
Khi đó : I A = I 1 - I 2 = 2 , 4 ( 3 + x ) 4 , 2 x + 3 , 6 - 6 x 4 , 2 x + 3 , 6 = 7 , 2 - 3 , 6 x 4 , 2 x + 3 , 6 (1)
Biện luận: Khi x = 0 → I A = 2 ( A )
Khi x tăng thì (7,2 - 3,6.x) giảm; (4,2.x + 3,6) tăng do đó I A giảm
Khi x = 2 → I A = 7 , 2 - 3 , 6 . 2 4 , 2 . 2 + 3 , 6 = 0 .
- Trường hợp 2 : Dòng điện chạy qua ampe kế có chiều từ N đến M.
Khi đó : I A = I 2 - I 1 = 6 x 4 , 2 x + 3 , 6 - 2 , 4 ( 3 + x ) 4 , 2 x + 3 , 6 = 3 , 6 x - 7 , 2 4 , 2 x + 3 , 6
I A = 3 , 6 - 7 , 2 x 4 , 2 + 3 , 6 x (2)
Biện luận:
Khi x tăng từ 2 W trở lên thì 7 , 2 x và 3 , 6 x đều giảm do đó IA tăng.
Khi x rất lớn (x = ∞ ) thì 7 , 2 x và 3 , 6 x tiến tới 0. Do đó IA 0,86 (A) và cường độ dòng chạy qua điện trở R 4 rất nhỏ.
Cho các linh kiện điện gồm: 5 nguồn điện giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động e = 2 V, điện trở trong r = 0 , 2 Ω , ampe kế có điện trở không đáng kể, vôn kế có điện trở vô cùng lớn, điện trở R = 3 Ω , bóng đèn loại 6V - 6W, biến trở R t và một số dây nối có điện trở không đáng kể đủ để kết nối các linh kiện. Mắc mạch điện có các nguồn điện ghép nối tiếp, biến trở nối tiếp với đoạn mạch gồm điện trở R mắc song song với bóng đèn, vôn kế đo hiệu điện thế mạch ngoài, ampe kế đo cường độ dòng điện qua bóng đèn.
a) Vẽ sơ đồ mạch điện.
b) Xác định số chỉ của vôn kế và ampe kế khi R t = 2 Ω
c) Điều chỉnh biến trở để bóng đèn sáng bình thường. Xác định điện trở của biến trở và công suất toả nhiệt trên biến trở khi đó
a) Sơ đồ mạch điện
b) Số chỉ của vôn kế và ampe kế
Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn:
E b = 5 . e = 5 . 2 = 10 ( V ) ; r b = 5 . r = 5 . 0 , 2 = 1 ( Ω ) .
Điện trở và cường độ định mức của đèn:
R Đ = U Ñ 2 P Ñ = 6 2 6 = 6 ( Ω ) ; I đ m = P Ñ U Ñ = 6 6 = 1 ( A ) .
Mạch ngoài có: R t n t ( R Đ / / R )
Khi R t = 2 Ω
R Đ R = R Đ . R R Đ + R = 6.3 6 + 3 = 2 ( Ω ) ⇒ R N = R t + R Đ R = 2 + 2 = 4 ( Ω ) ; I = I . t = I Đ R = E b R N + r b = 10 4 + 1 = 2 ( A ) ; U V = U N = I . R N = 2 . 4 = 8 ( V ) . U Đ R = U Đ = U R = I . R Đ R = 2 . 2 = 4 ( V ) ; I A = I Đ = U Đ R Đ = 4 6 = 2 3 ( A ) ;
c) Tính R t để đèn sáng bình thường
Ta có: R N = R t + R Đ R = R t + 2 ;
I = I đ m + I đ m . R Đ R 2 = E b R N + r b ⇒ 1 + 1.6 3 = 3 = 10 R t + 2 + 1 = 10 R t + 3 ⇒ R t = 1 3 Ω .
Tại sao vôn kế cần điện trở vô cùng lớn,còn ampe kế cần điện trở vô cùng nhỏ?
tại sao vôn kế cần điện trở vô cùng lớn , còn ampe kế cần điện trở vô cùng nhỏ ?