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
Đặt điện áp xoay chiều có điện áp hiệu dụng U không đổi, tần số góc ω thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, điện trở thuần R và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Biết CR2 < 2L . Khi \(\omega = {\omega _1} = 100\pi \left( {rad/s} \right)\) hoặc \(\omega = {\omega _2} = 120\pi \left( {rad/s} \right)\)thì công suất tiêu thụ trong mạch như nhau. Khi ω = ω3 hoặc ω = ω3 + 40π (rad/s) thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đều bằng 1,4U. Để điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt giá trị cực đại thì ω phải có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
- A 112π rad/s.
- B 96π rad/s.
- C 84π rad/s.
- D 104π rad/s .
Phương pháp giải:
Áp dụng điều kiện ω biến thiên để trong mạch xuất hiện hiện tượng cộng hưởng điện \({\omega _0} = \sqrt {{\omega _1}{\omega _2}} \)
Định lý Vi-ét về tổng và tích của nghiệm trong phương trình bậc 2
Lời giải chi tiết:
Đáp án B
\(\begin{array}{l}{\omega _0} = \sqrt {{\omega _1}{\omega _2}} = \sqrt {100\pi .120\pi } = 20\pi \sqrt {30} \,rad/s\\{U_C} = \frac{U}{{\sqrt {{{\left( {\frac{\omega }{{{\omega _0}}}} \right)}^4} - 2{n^{ - 1}}{{\left( {\frac{\omega }{{{\omega _0}}}} \right)}^2} + 1} }} = > {\left( {\frac{\omega }{{{\omega _0}}}} \right)^4} - 2{n^{ - 1}}{\left( {\frac{\omega }{{{\omega _0}}}} \right)^2} + 1 - {\left( {\frac{U}{{{U_C}}}} \right)^2} = 0\end{array}\)
Theo định lý Vi – ét
\(\left\{ \matrix{
{\left( {{{{\omega _3}} \over {{\omega _0}}}} \right)^2} + {\left( {{{{\omega _3} + 40\pi } \over {{\omega _0}}}} \right)^2} = 2{n^{ - 1}} \hfill \cr
{\left( {{{{\omega _3}} \over {{\omega _0}}}} \right)^2}.{\left( {{{{\omega _3} + 40\pi } \over {{\omega _0}}}} \right)^2} = {{24} \over {49}} \hfill \cr} \right.\buildrel {{\omega _0} = 20\pi \sqrt {30} } \over
\longrightarrow \left\{ \matrix{
{\omega _0} = 232 \hfill \cr
n = 1,3 \hfill \cr} \right. = > {\omega _C} = {{{\omega _0}} \over {\sqrt n }} \approx 96\pi \)