Môn Lý - Lớp 12
50 bài tập Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất mức độ vận dụng cao
Câu hỏi
Một đoạn mạch điện gồm đoạn mạch X mắc nối tiếp với đoạn mạch Y. Đoạn mạch Y gồm điện trở thuần 30 \(\Omega \) và cuộn cảm thuần có độ tự cảm \(\frac{0,4}{\pi }H\), sau đó đặt vào hai đầu đoạn mạch chứa X và Y một điện áp xoay chiều \(u={{U}_{o}}\text{cos}\omega \text{t}\) thì đồ thị điện áp tức thời của đoạn mạch X và đoạn mạch Y như hình bên. Nếu mắc cả đoạn mạch X và đoạn mạch Y với đoạn mạch T( Gồm điện trở thuần 80\(\Omega \) và tụ điện có điện dung\(\frac{{{10}^{-4}}}{\pi }F\)) nối tiếp, rồi mắc vào điện áp xoay chiều như trên thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch là:
- A 125W
- B 50W
- C 37,5W
- D
75W
Phương pháp giải:
Sử dụng hàm phức
Lời giải chi tiết:
Từ đồ thị ta có: T=0,02s \(\to \omega =100\pi \);\({{u}_{Y}}=50\text{cos100}\pi \text{t}\text{, }{{u}_{X}}=75\text{cos100}\pi \text{t}\)
Điện áp của mạch: \(u={{u}_{X}}+{{u}_{Y}}=50\text{cos100}\pi \text{t+}75\text{cos100}\pi \text{t=12}5\text{cos100}\pi \text{t}\)(V)
Cảm kháng của cuộn dây trong Y là: \({{Z}_{L}}=40\Omega \)
Tổng trở đoạn mạch Y: \({{\bar{Z}}_{Y}}=30+40i\)
Dòng điện trong mạch: \(\bar{i}=\frac{{{u}_{Y}}}{{{{\bar{Z}}}_{Y}}}=0,6-0,8i(A)\)
Tổng trở đoạn mạch X: \({{\bar{Z}}_{X}}=\frac{{{u}_{X}}}{{\bar{i}}}=45+60i\)
Tổng trở đoạn mạch T: \({{\bar{Z}}_{T}}=80-100i\)
Tổng trở cả mạch : \(\bar{Z}={{\bar{Z}}_{Y}}+{{\bar{Z}}_{X}}+{{\bar{Z}}_{T}}=155(\Omega )\)
Công suất tiêu thụ của đoạn mạch :\(P=\frac{{{U}^{2}}}{Z}=50(W)\)
Chọn B