Môn Lý - Lớp 12
50 bài tập Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất mức độ vận dụng (Phần 2)
Câu hỏi
Đặt điện áp u = U\(\sqrt{2}\) cosωt (V) (U và ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp theo thứ tự gồm cuộn dây thuần cảm L, biến trở R và tụ điện C. Khi R = R1 thì dòng điện trễ pha một góc α (α >0) so với điện áp hai đầu đoạn mạch và công suất tiêu thụ là P1. Khi R = R2 thì dòng điện trễ pha 2α so với điện áp hai đầu đoạn mạch và công suất tiêu thụ của mạch là P1. Khi R = R0 thì dòng điện trễ pha φ0 so với điện áp hai đầu đoạn mạch và công suất mạch tiêu thụ là cực đại. Nếu P1 = P2 thì
- A α = π/3 và φ0 = π/4
- B α = π/6 và φ0 = π/4
- C α = π/6 và φ0 = π/4
- D α = π/3 và φ0 = π/3
Phương pháp giải:
Tổng trở mạch RLC là \(Z=\sqrt{{{R}^{2}}+{{({{Z}_{L}}-{{Z}_{C}})}^{2}}}\)
Định luật Ôm: I = U/Z
Công suất tiêu thụ điện P = I2R
Gọi R1, R2 là điện trở của biến trở để công suất toàn mạch bằng nhau; R0 là điện trở khi công suất cực đại. Ta có R1R2 = R02 = (ZL – ZC)2
Độ lệch pha giữa u và i là \(\tan \varphi =\frac{{{Z}_{L}}-{{Z}_{C}}}{R}\)
Lời giải chi tiết:
Gọi R1, R2 là điện trở của biến trở để công suất toàn mạch bằng nhau; R0 là điện trở khi công suất cực đại. Ta có R1R2 = R02 = (ZL – ZC)2
\(\Rightarrow \frac{{{R}_{1}}}{{{Z}_{LC}}}.\frac{{{R}_{2}}}{{{Z}_{LC}}}=1\) => Dòng điện trong 2 trường hợp vuông pha nhau
Vì vậy α + 2α = 900 => α = 300
Khi R = R0 = |ZL – ZC) thì độ lệch pha giữa u và i là \(\tan {{\varphi }_{0}}=\frac{{{Z}_{L}}-{{Z}_{C}}}{R}=1\Rightarrow {{\varphi }_{0}}=\frac{\pi }{4}\)
Chọn B