Người ta thực hiện thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc các điện áp hiệu dụng

Câu hỏi :

Người ta thực hiện thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc các điện áp hiệu dụng UL, UC của một đoạn mạch RLC mắc nối tiếp (cuộn dây thuần cảm) theo tần số góc ω (từ 0 rad/s đến 100 √ 2 rad/s) và vẽ được đồ thị như hình bên. Đồ thị (1) biểu thị sự phụ thuộc của UC vào ω. Giá trị hiệu dụng của điện áp xoay chiều đặt vào hai đầu đoạn mạch trong thí nghiệm có giá trị gần nhất với giá trị:

A. 200 V

B. 240 V

C. 120 V

D. 160 V

* Đáp án

C

* Hướng dẫn giải

Nhận thấy khi \(\omega  = {\omega _1} = {\omega _C} = 100\left( {rad/s} \right)\) thì UC = max

+ Khi \(\omega  = {\omega _2} = 100\sqrt 2 \left( {rad/s} \right)\)  thì UL = UC => cộng hưởng Þ UR = max

\( \Rightarrow {\omega _R} = 100\sqrt 2 \left( {rad/s} \right)\) 

+ Mà: \({\omega _C}.{\omega _L} = \omega _R^2 \Rightarrow {\omega _L} = \frac{{\omega _R^2}}{{{\omega _C}}} = \frac{{{{\left( {100\sqrt 2 } \right)}^2}}}{{100}} = 200\left( {rad/s} \right)\) 

+ Lại có:  

\(\begin{array}{l}
{\left( {\frac{U}{{U_X^{\max }}}} \right)^2} + {\left( {\frac{{{\omega _C}}}{{{\omega _L}}}} \right)^2} = 1\\
 \Rightarrow U_C^{\max } = \frac{U}{{\sqrt {1 - {{\left( {\frac{{{\omega _C}}}{{{\omega _L}}}} \right)}^2}} }}\\
 \Rightarrow U = U_C^{\max }\sqrt {1 - {{\left( {\frac{{{\omega _C}}}{{{\omega _L}}}} \right)}^2}}  \approx 120\left( V \right)
\end{array}\)

Copyright © 2021 HOCTAP247