Cho đoạn mạch điện xoay chiều R, L, C

Câu hỏi :

Cho đoạn mạch điện xoay chiều R, L, C mắc nối tiếp, trong đó L là cuộn thuần cảm, C là tụ có điện dung biến đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp có giá trị hiệu dụng U và tần số f không thay đổi. Điều chỉnh giá trị của điện dung của tụ người ta thấy, ứng với hai giá trị C1 và C2 thì cường độ dòng điện trong mạch lệch pha nhau góc π/3, điện áp hiệu dụng trên tụ có cùng giá trị 100√6 V. Ứng với giá trị điện dung C3 thì điện áp hiệu dụng trên tụ có độ lớn cực đại, mạch tiêu thụ công suất bằng một nửa công suất cực đại. Tính điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch.

A.  200 V  

B. 100√6 V 

C. 100√2 V

D. 200√6 V

* Đáp án

A

* Hướng dẫn giải

+ Gọi φ1 và φ2 lần lượt là độ lệch pha của u với i khi C1và khi C2 → \(\left| {{\varphi _1} - {\varphi _2}} \right| = \frac{\pi }{3}\) 

+ Khi C1 và C2 cho cùng UC thì: \({U_C} = {U_{C - \max }}\cos \left( {\frac{{{\varphi _1} - {\varphi _2}}}{2}} \right)\) 

+ Theo đề ra ta có: \(\left| {{\varphi _1} - {\varphi _2}} \right| = \frac{\pi }{3} \Rightarrow {U_{C - \max }} = \frac{{{U_C}}}{{\cos \left( {\frac{{{\varphi _1} - {\varphi _2}}}{2}} \right)}} = \frac{{100\sqrt 6 }}{{\cos \frac{\pi }{6}}} = 200\sqrt 2 \left( V \right)\) 

+ Lại có:  

  \(\begin{array}{l}
{P_3} = 0,5{P_{\max }} \Leftrightarrow {P_{\max }}{\cos ^2}{\varphi _3} = 0,5{P_{\max }}\\
 \Rightarrow {\cos ^2}{\varphi _3} = \frac{1}{2} \Leftrightarrow \frac{{{R^2}}}{{{R^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_{C3}}} \right)}^2}}} = \frac{1}{2} \Rightarrow \left| {{Z_L} - {Z_{C3}}} \right| = R
\end{array}\) (1)

+ Lại có:

\({Z_{C3}} = \frac{{{R^2} + Z_L^2}}{Z} = {Z_L} + \frac{{{R^2}}}{Z} > {Z_L}{Z_L} + \frac{{{R^2}}}{Z} - {Z_L} = R \Rightarrow R = {Z_L}\) 

+ Mặt khác:

\({U_{C3}} = {U_{C - \max }} = \frac{U}{R}\sqrt {{R^2} + Z_L^2}  = 200\sqrt 2 U = 200\left( V \right)\)

Copyright © 2021 HOCTAP247