Đặt điện áp xoay chiều u = U0cos2πft(V) (U0 không đổi, f thay đổi được)

Câu hỏi :

Đặt điện áp xoay chiều u = U0cos2πft(V) (trong đó U0 không đổi, f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R và tụ điện. Khi tần số bằng 20Hz thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch là 20W, khi tần số bằng 40Hz thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch là 32W. Khi tần số bằng 60Hz thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch là:

A. 48 W

B. 44 W

C. 36W

D. 64W

* Đáp án

C

* Hướng dẫn giải

Ta có:     

\(\begin{array}{l}
 + P = \frac{{{U^2}{{\cos }^2}\varphi }}{R} \Rightarrow \frac{{{P_1}}}{{{P_2}}} = \frac{{{{\cos }^2}{\varphi _1}}}{{{{\cos }^2}{\varphi _2}}} \Leftrightarrow \frac{{20}}{{32}} = \frac{5}{8} = \frac{{{{\cos }^2}{\varphi _1}}}{{{{\cos }^2}{\varphi _2}}}\\
 + \cos \varphi  = \frac{R}{Z}\frac{{Z_2^2}}{{Z_1^2}} = \frac{5}{8} \Leftrightarrow \frac{{{R^2} + Z_{C2}^2}}{{{R^2} + Z_{C1}^2}} = \frac{5}{8}\\
 + {Z_C} = \frac{1}{{\omega C}} = \frac{1}{{2\pi fC}}\\
 \Rightarrow {Z_{C2}} = \frac{{{Z_{C1}}}}{2}\frac{{{R^2} + Z_{C2}^2}}{{{R^2} + 4Z_{C2}^2}} = \frac{5}{8}\\
 \Rightarrow 8\left( {{R^2} + Z_{C2}^2} \right) = 5\left( {{R^2} + 4Z_{C2}^2} \right) \Rightarrow {R^2} = 4Z_{C2}^2 = Z_{C1}^2\\
 + \frac{{{P_3}}}{{{P_1}}} = \frac{{{{\cos }^2}{\varphi _3}}}{{{{\cos }^2}{\varphi _1}}} = \frac{{Z_1^2}}{{Z_3^2}} = \frac{{{R^2} + Z_{C1}^2}}{{{R^2} + \frac{{Z_{C1}^2}}{9}}}\frac{{{P_3}}}{{20}} = \frac{{{R^2} + {R^2}}}{{{R^2} + \frac{{{R^2}}}{9}}}\\
 \Rightarrow {P_3} = 36W
\end{array}\)

Copyright © 2021 HOCTAP247