Câu hỏi

Mạch xoay chiều mắc nối tiếp cuộn dây thuần cảm độ tự cảm L, điện trở R =\(150\sqrt 3 \) Ω và tụ điện. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u = U0cos(2πft). Điện dung C và tần số ƒ có thẻ thay đổi được. Khi giữ nguyên C và thay đổi ƒ đến ƒ1 =25Hz hoặc ƒ2= 100Hz thì dòng điện trong mạch có giá trị hiệu dụng như nhau nhưng lệch pha nhau 2π/3. Trong các nhận xét sau đây, nhận xét nào là đúng về đặc điểm của mạch khi thay đổi các thông số của mạch?

  • A    Cảm kháng của cuộn dây khi ƒ =ƒ2 la 150Ω
  • B   Hệ số công suất của mạch khi ƒ= ƒ1 hoặc ƒ=ƒ2 luôn bằng nhau, không phụ thuộc giá trị của C
  • C Với ƒ=ƒ1khi thay đổi C đến giá trị C= \[\frac{{{{3.10}^{ - 4}}}}{{4\pi }}\]

     (F) thì cường độ dòng điện hiệu dụng sẽ lớn nhất.

  • D   Nếu không thay đổi C thì công suất của mạch sẽ đạt cực đại khi ƒ= 50Hz

Phương pháp giải:

áp dụng các công thức khi biến đổi f trong mạch xoay chiều nối tiếp

Lời giải chi tiết:

Khi f biến thiên qua hai giá trị 25Hz và 100Hz thì mạch có cùng cường độ dòng điện I, tức là: 

\(\begin{gathered}
\frac{U}{{{Z_1}}} = \frac{U}{{{Z_2}}} \Leftrightarrow \frac{U}{{\sqrt {{R^2} + {{\left( {{Z_{L1}} - {Z_{C1}}} \right)}^2}} }} = \frac{U}{{\sqrt {{R^2} + {{\left( {{Z_{L2}} - {Z_{C2}}} \right)}^2}} }} \hfill \\
= > \left| {{Z_{L1}} - {Z_{C1}}} \right| = \left| {{Z_{L2}} - {Z_{C2}}} \right| \hfill \\
{f_1} < {f_2} = > {Z_{L1}} < {Z_{L2}};{Z_{{C_1}}} > {Z_{C2}} \hfill \\
= > {Z_{L1}} < {Z_{C1}};{Z_{L2}} > {Z_{C2}} \hfill \\
= > {Z_{L1}} - {Z_{C1}} = - ({Z_{L2}} - {Z_{C2}}) \hfill \\
\Leftrightarrow {Z_{L1}} + {Z_{L2}} = {Z_{C1}} + {Z_{C2}} \hfill \\
\Leftrightarrow L.({\omega _1} + {\omega _2}) = \frac{1}{C}.(\frac{1}{{{\omega _1}}} + \frac{1}{{{\omega _2}}}) \hfill \\
= > {\omega _1}.{\omega _2} = \frac{1}{{LC}} = \omega _0^2 \hfill \\
= > {f_1}.{f_2} = f_0^2 = > {f_0} = 50Hz \hfill \\
\end{gathered} \)

Vậy khí f = 50Hz thì trong mạch xảy ra cộng hưởng.


Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Lí lớp 12 - Xem ngay