Đặt điện áp xoay chiều u = U0cosωt (ω thay đổi được)

Câu hỏi :

Đặt điện áp xoay chiều u = U0cosωt (ω thay đổi được), vào hai đầu đoạn mạch R, C, L nối tiếp (cuộn dây thuần cảm). Khi ω = ω0 thì công suất tiêu thụ của mạch đạt cực đại, khi ω = ωL = 48π (rad/s) thì ULmax. Ngắt mạch ra khỏi điện áp xoay chiều nói trên rồi nối mạch vào hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha có điện trở trong không đáng kể, phần cảm là nam châm có 1 cặp cực. Khi tốc độ quay của rôto là n1 = 20 (vòng/s) hoặc n2 = 60 (vòng/s) thì điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm bằng nhau. Giá trị của ω0 gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 161,52 rad/s

B. 172,3 rad/s

C. 156,1 rad/s

D. 149,37 rad/s

* Đáp án

C

* Hướng dẫn giải

Ta có:

\(\begin{array}{l}
\omega _o^2 = {\omega _L}{\omega _C};{\omega _L} = \sqrt {\frac{1}{{LC}} - \frac{{{R^2}}}{{2{L^2}}}} \\
 \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
{\omega _1} = 2\pi {f_1} = 2\pi {n_1}p = 40\pi rad/s\\
{\omega _2} = 2\pi {f_2} = 2\pi {n_2}p = 120\pi rad/s
\end{array} \right.
\end{array}\)

Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm:

\(\begin{array}{l}
{U_L} = \frac{{\omega \phi .\omega L}}{{\sqrt {{R^2} + {{(\omega L - \frac{1}{{\omega C}})}^2}} }} = \frac{{{\omega ^2}\phi L}}{{\sqrt {{R^2} + {{(\omega L - \frac{1}{{\omega C}})}^2}} }}\\
{U_{L1}} = {U_{L2}} \Rightarrow \frac{{\omega _1^2\phi L}}{{\sqrt {{R^2} + {{({\omega _1}L - \frac{1}{{{\omega _1}C}})}^2}} }} = \frac{{\omega _2^2\phi L}}{{\sqrt {{R^2} + {{({\omega _2}L - \frac{1}{{{\omega _2}C}})}^2}} }}\\
 \Leftrightarrow 160\left( {\frac{1}{{LC}} - \frac{{{R^2}}}{{2{L^2}}}} \right) = \left( {81\omega _1^2 - \omega _2^2} \right) + \frac{1}{{{L^2}{C^2}}}\left( {\frac{{81}}{{\omega _1^2}} - \frac{1}{{\omega _2^2}}} \right)\\
{\omega _L} = \sqrt {\frac{1}{{LC}} - \frac{{{R^2}}}{{2{L^2}}}}  = 48\pi rad/s;{\omega _1} = 40\pi rad/s;{\omega _2} = 120\pi rad/s;{\omega _o} = \frac{1}{{LC}}\\
 \Rightarrow {\omega _o} = 156,12rad/s
\end{array}\)

Copyright © 2021 HOCTAP247