Đặt điện áp (u = {U_0}cos left( {100pi t - frac{pi }{3}} ight)left( V ight)) vào hai đầu một tụ điện có đi�

Câu hỏi :

Đặt điện áp \(u = {U_0}\cos \left( {100\pi t - \frac{\pi }{3}} \right)\left( V \right)\) vào hai đầu một tụ điện có điện dung \(\frac{{{{2.10}^{ - 4}}}}{\pi }\left( F \right).\)  Ở thời điểm điện áp giữa hai đầu tụ điện là 150 V thì cường độ dòng điện trong mạch là 4 A. Biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch là 

A. \(i = 5\cos \left( {100\pi t - \frac{\pi }{6}} \right)\left( A \right)\)

B. \(i = 5\cos \left( {100\pi t + \frac{\pi }{6}} \right)\left( A \right)\)

C. \(i = 4\sqrt 2 \cos \left( {100\pi t + \frac{\pi }{6}} \right)\left( A \right)\)

D. \(i = 4\sqrt 2 \cos \left( {100\pi t - \frac{\pi }{6}} \right)\left( A \right)\)

* Đáp án

B

* Hướng dẫn giải

Đáp án B

Dung kháng của mạch:

\({Z_C} = \frac{1}{{\omega C}} = \frac{1}{{100\pi .\frac{{{{2.10}^{ - 4}}}}{\pi }}} = 50\Omega \)

Trong mạch chỉ có tụ điện, u và i luôn vuông pha nên:

\(\frac{{{u^2}}}{{U_0^2}} + \frac{{{i^2}}}{{I_0^2}} = 1 \Rightarrow \frac{{{u^2}}}{{I_0^2.Z_C^2}} + \frac{{{i^2}}}{{I_0^2}} = 1 \Rightarrow I_0^2 = {i^2} + \frac{{{u^2}}}{{Z_C^2}}\)

Thay u = 150V và i=4A vào ta có:

\({I_0}^2 = {4^2} + \frac{{{{150}^2}}}{{{{50}^2}}} = 25 \Rightarrow {I_0} = 5A\)

Đối với mạch thuần dung:

\({\varphi _u} - {\varphi _i} = - \frac{\pi }{2} \Rightarrow {\varphi _i} = {\varphi _u} + \frac{\pi }{2} = - \frac{\pi }{3} + \frac{\pi }{2} = \frac{\pi }{6}\)

Biểu thức cường độ dòng điện trong mạch:

\(i = 5\cos \left( {100\pi t + \frac{\pi }{6}} \right)\left( A \right)\)

 

Copyright © 2021 HOCTAP247