Đặt điện áp xoay chiều \(u={{U}_{0}}\cos \left( \omega t \right)\,\left( V \right)\) vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp theo thứ tự: biến trở R, cuộn dây thuần cảm L và tụ điện có điện...

* Hướng dẫn giải

+ Khi \(C={{C}_{1}}\) thì điện áp hiệu dụng hai đầu biến trở:

\({{U}_{R}}=I.R=\frac{U.R}{\sqrt{{{R}^{2}}+{{\left( {{Z}_{L}}-{{Z}_{C1}} \right)}^{2}}}}=\frac{U}{\sqrt{1+\frac{{{\left( {{Z}_{L}}-{{Z}_{C1}} \right)}^{2}}}{{{R}^{2}}}}}\)

Để \({{U}_{R}}\) không phụ thuộc vào R thì: \({{Z}_{L}}-{{Z}_{C1}}=0\Rightarrow {{Z}_{C1}}={{Z}_{L}}\,\,\left( 1 \right)\)

+ Khi \(C={{C}_{2}}\) thì điện áp hiệu dung hai đầu đoạn mạch chứa L và R:

\({{U}_{LR}}=I.\sqrt{{{R}^{2}}+Z_{L}^{2}}=\frac{U.\sqrt{{{R}^{2}}+Z_{L}^{2}}}{\sqrt{{{R}^{2}}+Z_{L}^{2}-2{{Z}_{L}}{{Z}_{C2}}+Z_{C2}^{2}}}=\frac{U}{\sqrt{1+\frac{-2{{Z}_{L}}{{Z}_{C2}}+Z_{C2}^{2}}{{{R}^{2}}+Z_{L}^{2}}}}\)

Để \({{U}_{R}}\) không phụ thuộc vào R thì: \(-2{{Z}_{L}}{{Z}_{C2}}+Z_{C2}^{2}=0\Rightarrow {{Z}_{C2}}=2{{Z}_{L}}\,\,\,\,\,\left( 2 \right)\)

Từ (1) và (2) ta có: \(\frac{{{Z}_{C1}}}{{{Z}_{C2}}}=\frac{{{C}_{2}}}{{{C}_{1}}}=\frac{1}{2}\Rightarrow 2{{C}_{2}}={{C}_{1}}\)