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
Cho đoạn mạch AB gồm cuộn cảm thuần L, điện trở R = 50 Ω và tụ điện mắc nối tiếp theo thứ tự đó. Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch AB điện áp \(u = 100\sqrt 2 \cos 100\pi t\,\,\left( V \right)\) (t tính bằng s) thì điện áp giữa hai đầu đoạn mạch chứa L và R có biểu thức \({u_{LR}} = 200\sqrt 2 \cos \left( {100\pi t + \dfrac{\pi }{3}} \right)\,\,\left( V \right)\). Công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB bằng
- A 400 W.
- B 100 W.
- C 300 W.
- D 200 W.
Phương pháp giải:
Vẽ giản đồ vecto.
Sử dụng định lí hàm số cos và hàm số sin.
Công suất tiêu thụ của đoạn mạch: \(P = \dfrac{{{U^2}R}}{{{Z^2}}}\)
Lời giải chi tiết:
Áp dụng định lí hàm số cos ta có :
\(\begin{array}{l}U_C^2 = U_{LR}^2 + {U^2} - 2.{U_{LR}}.U.\cos \dfrac{\pi }{3}\\ \Rightarrow U_C^2 = {200^2} + {100^2} - 2.200.100.\dfrac{1}{2} = {3.10^4}\\ \Rightarrow {U_C} = 100\sqrt 3 V\end{array}\)
Áp dụng định lí hàm số sin ta có :
\(\begin{array}{l}\dfrac{{{U_{LR}}}}{{\sin \alpha }} = \dfrac{{{U_C}}}{{\sin \dfrac{\pi }{3}}} \Rightarrow \sin \alpha = \dfrac{{{U_{LR}}}}{{{U_C}}}.\sin \dfrac{\pi }{3} = \dfrac{{200}}{{100\sqrt 3 }}.\dfrac{{\sqrt 3 }}{2} = 1\\ \Rightarrow \alpha = {90^0} \Rightarrow \varphi = 0 \Rightarrow \overrightarrow U \uparrow \uparrow \overrightarrow {{U_R}} \end{array}\)
(Có cộng hưởng điện)
Công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB : \(P = \dfrac{{{U^2}}}{R} = \dfrac{{{{100}^2}}}{{50}} = 200W\)
Chọn D.