Phân tích mạch điện 2: mạch xoay chiều: bài tập và câu hỏi ôn thi

Chế độ xác lập hình sin: tổng trở, phasor, cộng hưởng và công suất xoay chiều, cùng với quá độ nối hành vi một chiều và xoay chiều. Đề thi kiểm tra xem bạn có làm việc nhanh với số phức và theo dõi được các góc không.

Gói ôn nước rút (PDF)Bảng công thức, các bước phương pháp và bài tập có lời giải đầy đủ, sẵn sàng để in.

Các chủ đề trong môn học này

  1. Số phứccác phép tính ở dạng đại số · dạng cực và dạng mũ · De Moivre, căn và phương trìnhbài tính toán
  2. Tổng trở xoay chiều và phasorRL nối tiếp · RLC nối tiếp · điện áp tụ điện và cộng hưởngbài tính toán
  3. Công suất xoay chiều và hệ số công suấtP và Q của một tải · dòng điện đường dây · bù hệ số công suấtbài tính toán
  4. Cộng hưởng LC, hệ số Q và băng thôngtần số riêng, Q và năng lượng · RLC nối tiếp và song song · thiết kế, tổn hao và suy giảmbài tính toán
  5. Công suất ba phađiện áp và dòng điện Y và Δ cân bằng · công suất ba pha · bù hệ số công suấtbài tính toán
  6. Quá độ RC và RLnạp tụ RC · mạch RL · tụ điện có điện tích ban đầubài tính toán
  7. Thévenin và Nortonmạch chia áp · có điện trở nối tiếp và tải · có nguồn dòng và tảibài tính toán
  8. Biểu đồ Bode và độ dự trữbộ lọc và đường tiệm cận · độ lớn và pha · các độ dự trữ ổn địnhbài tính toán

Mẹo làm bài thi Phân tích mạch điện 2: mạch xoay chiều

  • Đổi tần số sang ω = 2πf trước khi tính bất kỳ điện kháng nào.
  • Giữ mọi góc trong cùng một đơn vị, và kiểm tra xem máy tính của bạn đang ở chế độ độ hay radian.
  • Công suất tác dụng chỉ tiêu thụ ở điện trở; công suất phản kháng thuộc về cuộn cảm và tụ điện. Hệ số công suất là P/S.

Ví dụ có lời giải

Số phứcDễ
ReIm55−5−5z₁z₂

Với z₁ = −7 + j và z₂ = 4 + j2, hãy tìm phần thực của tích z₁·z₂.

z₁ = −7 + jz₂ = 4 + j2

Tìm Re(z₁z₂)

Hiện các gợi ý
  1. Hãy khai triển các dấu ngoặc như (a + b)(c + d), cho bốn số hạng.
  2. Hãy thay j² bằng −1 để một trong bốn số hạng trở thành số thực.
  3. (−7 + j)(4 + j2) = (−28) + j(−14) + j4 + j²·2
Hiện đáp án và lời giải từng bước

Số phức: z = a + jb có phần thực a và phần ảo b, với j² = −1 (các nhà toán học viết i). Cộng và trừ từng phần; nhân khai triển các dấu ngoặc và thay j² bằng −1; chia bằng cách nhân tử và mẫu với số phức liên hợp của mẫu, z̄ = a − jb, vì z·z̄ = a² + b² là số thực. Trên mặt phẳng Argand, z là điểm (a, b): khoảng cách của nó đến gốc là mô-đun |z| = √(a² + b²), và góc tính từ trục thực dương là argument θ.

Khai triển

(−7 + j)(4 + j2) = (−7)·4 + j·(−7)·2 + j·1·4 + j²·1·2

Dùng j² = −1

Re = (−28) − 2 = −30
Im = (−14) + 4 = −10
z₁z₂ = −30 − j10
Re(z₁z₂) = −30

Đáp số

Re(z₁z₂) = −30
Tổng trở xoay chiều và phasorTrung bình
Vf0​ = 1000 HzRL = 200 mHC = ?

Một mạch RLC nối tiếp với L = 200 mH phải cộng hưởng ở 1000 Hz. Tìm điện dung C cần thiết.

f0 = 1000 HzL = 200 mH

Tìm C (µF)

Hiện các gợi ý
  1. Khi cộng hưởng XL = XC, cho ra f₀ = 1/(2π√(LC)).
  2. Biến đổi: C = 1/((2πf₀)²·L).
  3. (2πf₀)² = 3,948 × 10⁷ s⁻².
Hiện đáp án và lời giải từng bước

Mạch xoay chiều với phasor: điện trở, cuộn cảm và tụ điện có tổng trở lần lượt là R, jωL và 1/(jωC), với ω = 2πf. Khi nối tiếp, các tổng trở cộng như điện trở, nhưng là số phức. Dòng điện và điện áp hiệu dụng tuân theo định luật Ohm với |Z|.

Điều kiện cộng hưởng

Tại cộng hưởng, cảm kháng và dung kháng triệt tiêu nhau: ωL = 1/(ωC).

ω₀ = 2π·1000 = 6283 rad/s
C = 1/(ω₀²·L) = 1/(6283²·0,2) = 0,1267 µF

Đáp số

C = 0,1267 µF

Cách luyện tập hoạt động

  • “Luyện tập môn học này” trộn các bài từ mọi chủ đề của nó, giống một kỳ thi thật.
  • Mỗi bài tập có số liệu mới, nên bạn học phương pháp chứ không học thuộc đáp án.
  • Bí rồi? Hãy mở một gợi ý nhỏ trước, và chỉ xem giải thích đầy đủ khi cần.
  • Đề thi thử có tính giờ và không có gợi ý, và bạn nhận được điểm số cùng phần xem lại đầy đủ ở cuối.

Máy tính cho môn học này

Các môn học liên quan