Câu hỏi
Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm điện trở R = 52Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 0,6H và tụ điện có điện dung 126µF và một ampe kế lí tưởng. Bỏ qua điện trở thuần của các cuộn dây của máy phát. Biết roto của máy phát có hai cặp cực. Để số chỉ của ampe kế đạt giá trị cực đại, rô to của máy phát phải quay với tốc độ gần nhất với kết quả nào sau đây?
- A 328 vòng/phút
- B 650 vòng/phút
- C 465 vòng/phút
- D 528 vòng/phút
Phương pháp giải:
Tần số \(f=\frac{\omega }{2\pi }\)
Tần số do máy phát điện xoay chiều có p cặp cực tạo ra là f = np
Suất điện động do máy phát xoay chiều tạo ra có E = ωφ
Định luật Ôm cho đoạn mạch: I = E/Z
Tổng trở \(Z=\sqrt{{{R}^{2}}+{{({{Z}_{L}}-{{Z}_{C}})}^{2}}}\)
Lời giải chi tiết:
Dòng điện trong mạch:
\(I=\frac{E}{Z}=\frac{\omega \phi }{\sqrt{{{R}^{2}}+{{({{Z}_{L}}-{{Z}_{C}})}^{2}}}}=\frac{\phi }{\sqrt{\frac{{{R}^{2}}}{{{\omega }^{2}}}-{{L}^{2}}-\frac{2L}{C{{\omega }^{2}}}+\frac{1}{{{\omega }^{4}}{{C}^{2}}}}}\)
Đặt y = \(\frac{{{R}^{2}}}{{{\omega }^{2}}}-{{L}^{2}}-\frac{2L}{C{{\omega }^{2}}}+\frac{1}{{{\omega }^{4}}{{C}^{2}}}\)
Để Imax thì y min hay y’ = 0
Khi đó : \(-\frac{2{{R}^{2}}}{{{\omega }^{3}}}+\frac{4L}{C{{\omega }^{3}}}-\frac{4}{{{C}^{2}}{{\omega }^{5}}}=0\Rightarrow {{\omega }^{2}}\left( \frac{4L}{C}-2{{R}^{2}} \right)=\frac{4}{{{C}^{2}}}\Rightarrow \omega =135,9rad/s\to f=21,63Hz\)
Mà f = np = 2n --> n = 10,815 vòng/s = 649 vòng/phút
Chọn B