Cách tính Công suất của dòng điện xoay chiều (hay, chi tiết)

---

---

Bài viết Cách tính Công suất của dòng điện xoay chiều với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Cách tính Công suất của dòng điện xoay chiều.

Cách tính Công suất của dòng điện xoay chiều (hay, chi tiết)

A. Phương pháp & Ví dụ

1. Phương pháp

2. Ví dụ

Ví dụ 1: Đặt điện áp u = 100√2cos(100πt) vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh với L, R có độ lớn không đổi và C = 1/20π mF. Khi đó hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu mỗi phần tử R, L và C có độ lớn như nhau. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là

A. 80 W.

B. 50 W.

C. 100 W.

D. 125 W.

Lời giải:

Do điện áp hai đầu mỗi phần tử bằng nhau nên ta có:

U_R = U_L = U_C

→ I. R = I. Z_L = I. Z_C

→ R = Z_L = Z_C

Khi đó hiện tượng cộng hưởng sẽ xảy ra.

Mà Z_C = 1/ ωC nên R = 200Ω .

Công suất tiêu thụ của đoạn mạch:

Ví dụ 2: Đặt một điện áp u = 120√6cos(100πt) vào hai đầu một đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Biết R = 50 Ω, độ lệch pha giữa điện áp ở hai dầu đoạn mạch và cường độ dòng điện trong mạch là π/6. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là

A. 216 W.

B. 648 W.

C. 864 W.

D. 468 W.

Lời giải:

chọn B.

Ví dụ 3: Đặt điện áp u = U_ocos(ωt + π/3)(V) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Biết cường độ dòng điện trong mạch có biểu thức i = √6(ωt + π/6)(A) và công suất tiêu thụ của đoạn mạch bằng 150 W. Giá trị U_o bằng

A. 100 V.

B. 100√3 V.

C. 120 V.

D. 100√2 V.

Lời giải:

Góc lệch pha giữa u và i trong mạch:

B. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1. Đặt điện áp u = 400cos(100πt + π/3) (V) vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp có R = 200 Ω, thấy dòng điện và hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch lệch pha nhau 60°. Tìm công suất tiêu thụ của đoạn mạch?

A. 150 W.     B. 250 W.     C. 100 W.     D. 50 W.

Lời giải:

Chọn C

Câu 2. Cho đoạn mạch RLC, đặt vào đoạn mạch điện áp xoay chiều u = U√2cos100πt (V). Khi U = 100 V thì cường độ dòng điện trong mạch trễ pha hơn điện áp là π/3 và công suất tỏa nhiệt của đoạn mạch là 50 W. Khi U = 100√3 V, để cường độ dòng điện hiệu dụng vẫn như cũ thì cần ghép nối tiếp với đoạn mạch trên điện trở R₀ có giá trị

A. 50 Ω     B. 100 Ω     C. 200 Ω     D. 73,2 Ω

Lời giải:

Chọn B

Câu 3. Đặt điện áp u = 200cos100πt (V) vào đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở R = 100 Ω, tụ điện có điện dung C = 15,9 μF và cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được. Biết công suất tiêu thụ của mạch là 100 W và cường độ dòng điện trong mạch sớm pha so với hiệu điện thế giữa hai đầu mạch. Giá trị L₁ của cuộn cảm và biểu thức cường độ dòng điện qua mạch được xác định

Lời giải:

Chọn B

Câu 4. Đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Điện áp đặt vào hai đầu mạch có tần số 50 Hz. Ban đầu độ lệch pha giữa điện áp giữa hai đầu mạch và dòng điện là 60° thì công suất tiêu thụ trong mạch là 50 W. Thay đổi C để điện áp giữa hai đầu mạch cùng pha với i thì mạch tiêu thụ công suất là

A. 100 W.     B. 200 W.     C. 50 W.     D. 120 W.

Lời giải:

Chọn B

Câu 5. Cho mạch xoay chiều gồm cuộn dây không thuần cảm có độ tự cảm L, điện trở r mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C thay đổi. Điện áp ở 2 đầu đoạn mạch u = U√2cos100πt V. Khi C = C₁ thì công suất mạch có giá trị là 240 W và i = I√2sin(100πt + π/3) A. Khi C = C₂ thì công suất của mạch cực đại. Xác định công suất cực đại đó?

A. 300 W.     B. 320 W.     C. 960 W.     D. 480 W.

Lời giải:

Chọn B

Câu 6. Trong một mạch điện xoay chiều gồm một điện trở thuần mắc nối tiếp với một tụ điện. Điện áp hiệu dụng đặt vào đoạn mạch là 150 V, dòng điện chạy trong mạch có giá trị hiệu dụng 2 A. Điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện là 90 V. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là

A. 220 W.     B. 180 W.     C. 240 W.     D. 270 W.

Lời giải:

Chọn C

Câu 7. Đặt một điện áp u = 100√2cos100πt (V), (t đo bằng giây) vào hai đầu đoạn mạch gồm tụ C nối tiếp với cuộn dây thì điện áp hiệu dụng trên tụ là 100√3 V và trên cuộn dây là 200 V. Điện trở thuần của cuộn dây là 50 Ω . Công suất tiêu thụ điện của đoạn mạch là:

A. 150 W.     B. 100 W.     C. 120 W.     D. 200 W.

Lời giải:

Chọn B

Câu 8. Đặt một hiệu điện thế xoay chiều u = 120√2cos(100πt - π/6) V vào 2 đầu đoạn mạch RLC nối tiếp cuộn dây thuần cảm có L = 0,1/π H thì thấy điện áp hiệu dụng trên tụ và trên cuộn dây bằng nhau và bằng 1/4 điện áp hiệu dụng trên R. Công suất tiêu thụ trên mạch là

A. 360 W.     B. 180 W.     C. 1440 W.     D. 120 W.

Lời giải:

Chọn A

Câu 9. Một đoạn mạch gồm cuộn dây nối tiếp với tụ điện có điện dung C = 0,1/π (mF). Đặt vào đoạn mạch điện áp xoay chiều u = 100√2cos50πt (V) thì thấy điện áp giữa hai đầu cuộn dây sớm pha hơn dòng điện trong mạch là π/6 , đồng thời điện áp hiệu dụng trên cuộn dây gấp đôi trên tụ điện. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là

A. 200 W.     B. 28,9 W.     C. 240 W.     D. 57,7 W.

Lời giải:

Chọn B

Câu 10. Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây nối tiếp với tụ điện có điện dung C thay đổi. Khi C = C₁ dòng điện trong mạch là i₁ và công suất tiêu thụ của mạch là P₁. Khi C = C₂ > C₁ thì dòng điện trong mạch là i₂ và công suất tiêu thụ là P₂. Biết P₂ = 3P₁ và i₁ vuông pha với i₂. Xác định góc lệch pha φ₁ và φ₂ giữa điện áp hai đầu đoạn mạch với i₁ và i₂.

A. φ₁ = π/6 và φ₂ = -π/3

B. φ₁ = -π/6 và φ₂ = π/3

C. φ₁ = -π/3 và φ₂ = π/6

D. φ₁ = -π/4 và φ₂ = π/4

Lời giải:

Chọn C

Câu 11. Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây nối tiếp với tụ điện có điện dung C₁. Khi đó dòng điện trong mạch là i₁ và công suất tiêu thụ của mạch là P₁. Lấy một tụ điện khác C' = 4C₁ mắc song song với tụ điện C₁ thì dòng điện trong mạch là i₂ và công suất tiêu thụ là P₂. Biết P₁ = 3P₂ và i₁ vuông pha với i₂. Xác định góc lệch pha φ₁ và φ₂ giữa điện áp hai đầu đoạn mạch với i₁ và i₂.

A. φ₁ = π/6 và φ₂ = -π/3

B. φ₁ = -π/6 và φ₂ = π/3

C. φ₁ = π/4 và φ₂ = -π/4

D. φ₁ = -π/4 và φ₂ = π/4

Lời giải:

Chọn B

C. Bài tập bổ sung

Bài 1: Mạch điện xoay chiều gồm điện trở R = 100 Ω, cuộn dây thuần cảm có cảm kháng bằng 100 Ω, tụ điện có điện dung C = 10^-4/π F mắc nối tiếp. Đặt vào hai mạch điện xoay chiều một điện áp u = 200cos(100πt) V. Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch này có giá trị là:

A. 200W

B. 400W

C. 100W

D. 50W

Bài 2: Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm RLC mắc nối tiếp, với cảm kháng nhỏ hơn dung kháng. Điện áp hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi. Cho C tăng thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch sẽ là

A. luôn tăng

B. tăng rồi giảm

C. giảm rồi tăng

D. luôn giảm

Bài 3: Đặt một điện áp xoay chiều vào hai đầu một mạch điện gồm một điện trở R = 12 Ω và một cuộn cảm thuần L mắc nối tiếp. Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch là 26 V, hai đầu cuộn cảm thuần là 10 V. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là

A. 12 W      

B. 48 W      

C. 24 W      

D. 16 W

 Bài 4: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi đượ cvà tụ điện điện có điện dung C. Điều chỉnh độ tự cảm L đến giá trị 1/π (H) hoặc 3/π (H) thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch có cùng giá trị. Giá trị của điện dung C bằng

A. 10^-3/2π F.

B. 10^-4/2π F.     

C. 2.10^-4/π F.

D. 10^-4/π F.

Bài 5: Đặt điện áp xoay chiều có biểu thức u = 30cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R = 30 Ω, mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch là 7,5 W. Biểu thức của cường độ dòng điện qua đoạn mạch là

A. $\mathrm{i}=0,5\sqrt{2}\cos \left(100\mathrm{\pi t}-\frac{\mathrm{\pi }}{4}\right)\left(\mathrm{A}\right)$

B. $\mathrm{i}=0,5\cos \left(100\mathrm{\pi t}-\frac{\mathrm{\pi }}{4}\right)\left(\mathrm{A}\right)$

C. $\mathrm{i}=0,5\cos \left(100\mathrm{\pi t}+\frac{\mathrm{\pi }}{4}\right)\left(\mathrm{A}\right)$

D. $\mathrm{i}=0,5\sqrt{2}\cos \left(100\mathrm{\pi t}+\frac{\mathrm{\pi }}{4}\right)\left(\mathrm{A}\right)$

Bài 6: Một đoạn mạch mắc nối tiếp gồm một cuộn dây có điện trở thuần r = 10√3 Ω và độ tự cảm L = 0,191 H, tụ điện có điện dung C = 1/4π (mF), điện trở R có giá trị thay đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u = 200√2cos100πt (V). Thay đổi giá trị của R để công suất tiêu thụ trên R đạt cực đại. Công suất cực đại đó có giá trị bằng

A. 200 W      

B. 457 W      

C. 168 W      

D. 630 W

Bài 7: Trong một đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp có điện trở R thay đổi được. Khi điện trở có giá trị là 30 Ω hoặc 120 Ω thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch bằng nhau. Muốn công suất tiêu thụ trên đoạn mạch cực đại cần điều chỉnh bằng nhau. Muốn công suất tiêu thụ trên đoạn mạch cực đại cần điều chỉnh điện trở đạt giá trị là

A. 75 Ω

B. 48 Ω

C. 25 Ω

D. 60 Ω

Bài 8: Cho đoạn mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp (R= 40Ω). Biết điện áp hiệu dụng U_R = U_L = U_C = 160V. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch bằng

A. 40 W.

B. 160 W.

C. 320 W.

D. 640 W.

Bài 9: Đặt vào hai đầu mạch điện RLC (cuộn dây thuần cảm) mắc nối tiếp một điện áp xoay chiều có tần số thay đổi. Khi f = f₁ thì cảm kháng gấp đôi dung kháng và mạch xoay chiều tiêu thụ công suất P₁. Khi f = f₂ (f₁ ≠ f₂ ≠ 0) thì mạch tiêu thụ công suất P₂ = P₁. Biểu thức liên hệ giữa f₁ và f₂ là

A. f₁ = 2f₂

B. f₁ = 4f₂

C. f₁ = 0,5f₂

D. f₁ = 0,25f₂

Bài 10: Cho đoạn mạch gồm biến trở R, cuộn dây tuần cảm có hệ số tự cảm L = 0,8/π (H); tụ điện có điện dung C = 10^-3/5π (F) theo thứ tự mắc liên tiếp nhau vào hai điểm A, B. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u_AB = 200√2 cos100πt (V), tăng dần R từ giá trị bằng 0 thì công suất trong mạch thay đổi, giá trị lớn nhất của công suất tiêu thụ trong mạch AB là

A. 444 W       

B. 667 W      

C. 640 W      

D. 222 W

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 12 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:

• Công suất của dòng điện xoay chiều

• Hệ số công suất của mạch điện xoay chiều

• Bài tập về công suất của mạch điện xoay chiều

• Bài tập về công suất của mạch điện xoay chiều (phần 2)

---

---

---