Môn Lý - Lớp 12
50 bài tập Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất mức độ vận dụng (Phần 2)
Câu hỏi
Cho mạch điện mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R = 100\(\Omega \), cuộn cảm thuần và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Điện áp xoay chiều đặt vào hai đầu đoạn mạch có tần số 50 Hz. Khi thay đổi C thì thấy có hai giá trị C1 và 3C1 đều cho cùng một công suất và có các dòng điện vuông pha với nhau. Lấy π2 = 10. Độ tự cảm L của cuộn cảm thuần có giá trị
- A \(\frac{\text{1}}{\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }}\text{H}\)
- B \(\frac{2}{\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }}\text{H}\)
- C \(\frac{3}{\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }}\text{H}\)
- D \(\frac{\text{1}}{\text{2 }\!\!\pi\!\!\text{ }}\text{H}\)
Phương pháp giải:
Áp dụng: Khi C thay đổi hai giá trị C1 và C2 có cùng I, UL, UR, P thì \({{\text{Z}}_{\text{L}}}\text{ = }\frac{{{\text{Z}}_{\text{C1}}}\text{ + }{{\text{Z}}_{\text{C2}}}}{\text{2}}\)
Lời giải chi tiết:
\(\text{R = 100 }\!\!\Omega\!\!\text{ ; }\!\!\omega\!\!\text{ = 100 }\!\!\pi\!\!\text{ }\)
Ta có: C2 = 3C1 nên \({{\text{Z}}_{\text{C1}}}\text{ = 3}{{\text{Z}}_{\text{C2}}}\Rightarrow {{\text{Z}}_{\text{L}}}=2{{\text{Z}}_{\text{C2}}}\)
Và ta có các dòng điện vuông pha với nhau nên:
\(\text{tan}{{\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }}_{\text{1}}}\text{.tan}{{\text{ }\!\!\varphi\!\!\text{ }}_{\text{2}}}\text{=}-\text{1}\Leftrightarrow \frac{{{\text{Z}}_{\text{L}}}-{{\text{Z}}_{\text{C1}}}}{\text{R}}\text{.}\frac{{{\text{Z}}_{\text{L}}}-{{\text{Z}}_{\text{C2}}}}{\text{R}}=-1\)
\(\Leftrightarrow \frac{\text{2}{{\text{Z}}_{\text{C2}}}-3{{\text{Z}}_{\text{C2}}}}{\text{R}}\text{.}\frac{\text{2}{{\text{Z}}_{\text{C2}}}-{{\text{Z}}_{\text{C2}}}}{\text{R}}=-1\Leftrightarrow \frac{-\text{Z}_{\text{C2}}^{\text{2}}}{{{\text{R}}^{2}}}=-1\Leftrightarrow {{\text{Z}}_{\text{C2}}}=\text{R}=\text{100 }\!\!\Omega\!\!\text{ }\)
\(\Rightarrow {{\text{Z}}_{\text{L}}}\text{ = 200 }\!\!\Omega\!\!\text{ }\Rightarrow \text{L = }\frac{200}{100\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }}=\frac{\text{2}}{\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }}\)(H)
Chọn B