Bài 5 trang 79 SGK Vật lí 12

Bình chọn:
3.8 trên 4 phiếu

Giải bài 5 trang 79 SGK Vật lí 12. Mạch điện xoay chiều gồm

Đề bài

Mạch điện xoay chiều gồm có R = 30 Ω nối tiếp với cuộn cảm thuần:  L = \(\dfrac{0,3}{\pi }H\). Cho điện áp tức thời giữa hai đầu mạch u = 120\(\sqrt2\)cos100πt (V). Viết công thức của i.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

+ Đọc phương trình điện áp

+ Sử dụng biểu thức tính cảm kháng: \({Z_L} = \omega L\)

+ Sử dụng biểu thức tính tổng trở của mạch: \(Z = \sqrt {{R^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}} \)

+ Sử dụng biểu thức tính cường độ dòng điện cực đại: \({I_0} = \dfrac{{{U_0}}}{Z}\)

+ Sử dụng biểu thức tính độ lệch pha của điện áp so với cường độ đòng điện: \(\tan \varphi  = \dfrac{{{Z_L} - {Z_C}}}{R}\)

+ Viết phương trình cường độ dòng điện

Lời giải chi tiết

+ Từ phương trình điện áp: \(u = 120\sqrt 2 cos100\pi t\left( V \right)\), ta có:

- Hiệu điện thế cực đại \({U_0} = 120\sqrt 2 \left( V \right)\)

- Tần số góc \(\omega  = 100\pi \left( {rad/s} \right)\)

- Pha ban đầu của điện áp: \({\varphi _u} = 0\left( {rad} \right)\)

+ Cảm kháng: \({Z_L} = \omega L = 100\pi .\dfrac{{0,3}}{\pi } = 30\Omega \)

+ Mạch gồm điện trở mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần

=> Tổng trở của mạch: \(Z = \sqrt {{R^2} + Z_L^2}  = \sqrt {{{30}^2} + {{30}^2}}  = 30\sqrt 2 \Omega \)

+ Cường độ dòng điện cực đại trong mạch: \({I_0} = \dfrac{{{U_0}}}{Z} = \dfrac{{120\sqrt 2 }}{{30\sqrt 2 }} = 4A\)

+ Độ lệch pha của u so với i:

\(\begin{array}{l}\tan \varphi  = \dfrac{{{Z_L}}}{R} = \dfrac{{30}}{{30}} = 1\\ \Rightarrow \varphi  = \dfrac{\pi }{4}\left( {rad} \right)\end{array}\)

Ta có, \(\varphi  = \dfrac{\pi }{4} > 0\) tức là u nhanh pha hơn i một góc \(\dfrac{\pi }{4}\)

Ta suy ra:

\(\begin{array}{l}{\varphi _u} - {\varphi _i} = \dfrac{\pi }{4}\\ \Rightarrow {\varphi _i} = {\varphi _u} - \dfrac{\pi }{4} = 0 - \dfrac{\pi }{4} =  - \dfrac{\pi }{4}\left( {rad} \right)\end{array}\)

=> Biểu thức cường độ dòng điện trong mạch: \(i = 4cos\left( {100\pi t - \dfrac{\pi }{4}} \right)A\).

Loigiaihay.com

Luyện Bài tập trắc nghiệm môn Vật lý lớp 12 - Xem ngay

>>Học trực tuyến luyện thi THPTQG, Đại học 2020, mọi lúc, mọi nơi tất cả các môn cùng các thầy cô giỏi nổi tiếng, dạy hay dễ hiểu trên Tuyensinh247.com. Đã có đầy đủ các khóa học từ nền tảng tới nâng cao.