Câu hỏi

Một máy phát điện xoay chiều một pha có điện trở trong không đáng kể. Nối hai cực của máy phát với một đoạn mạch gồm một điện trở mắc nối tiếp với một cuộn cảm thuần. Khi rôto của máy phát quay đều với tốc độ góc là n vòng/s thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là \(2\sqrt 3 \) A và hệ số công suất của mạch bằng \(\dfrac{{\sqrt 3 }}{2}.\) Nếu rôto quay đều với tốc độ góc là 3n vòng/s thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là

  • A \(4\sqrt 3 \) A.   
  • B 4 A.   
  • C \(4\sqrt 2 \) A. 
  • D 6 A.

Phương pháp giải:

Cảm kháng của cuộn dây: \({Z_L} = \omega L\)

Hệ số công suất của đoạn mạch xoay chiều: \(\cos \varphi  = \dfrac{R}{{\sqrt {{R^2} + {Z_L}^2} }}\)

Suất điện động hiệu dụng của máy phát điện: \(E = \dfrac{{NBS\omega }}{{\sqrt 2 }}\)

Cường độ dòng điện hiệu dụng: \(I = \dfrac{E}{{\sqrt {{R^2} + {Z_L}^2} }}\)

Lời giải chi tiết:

Khi rôto quay với tốc độ ꞷ = n vòng/s, hệ số công suất của mạch là:

\(\begin{array}{l}\cos \varphi  = \dfrac{R}{{\sqrt {{R^2} + {Z_L}^2} }} = \dfrac{{\sqrt 3 }}{2} \Rightarrow 4{R^2} = 3{R^2} + 3{Z_L}^2\\ \Rightarrow {R^2} = 3{Z_L}^2 \Rightarrow {Z_L} = \dfrac{R}{{\sqrt 3 }}\end{array}\)

Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là:

\(I = \dfrac{E}{{\sqrt {{R^2} + {Z_L}^2} }} = 2\sqrt 3  \Rightarrow \dfrac{E}{{\sqrt {{R^2} + \dfrac{{{R^2}}}{3}} }} = 2\sqrt 3  \Rightarrow E = 4R\)

Khi quay với tốc độ ꞷ’ = 3n vòng/s, cảm kháng của cuộn dây và suất điện động hiệu dụng của máy phát là:

\(\left\{ \begin{array}{l}{Z_L}' = 3{Z_L} \Rightarrow {Z_L}' = R\sqrt 3 \\E' = 3E = 12R\end{array} \right.\)

Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch khi đó là:

\(I' = \dfrac{U}{{\sqrt {{R^2} + {Z_L}{'^2}} }} = \dfrac{{12R}}{{\sqrt {{R^2} + {{\left( {\sqrt 3 R} \right)}^2}} }} = 6\,\,\left( A \right)\)

Chọn D.


Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Lí lớp 12 - Xem ngay