Cho mạch điện gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L

Câu hỏi :

Cho mạch điện gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 150 V, còn tần số thay đổi được. Khi tần số f = f1 = 50 Hz thì điện áp hai đầu tụ điện vuông pha với điện áp hai đầu đoạn mạch. Khi tần số là f2 = 30 Hz và f3 = 40 Hz thì điện áp hiệu dụng hai đầu tụ có cùng một giá trị hiệu dụng. Khi f = f0 thì điện áp hiệu dụng hai đầu tụ đạt giá trị cực đại U1. Giá trị của U1 gần giá trị nào nhất sau đây?

A. 173 V

B. 184V

C. 160 V

D. 192 V

* Đáp án

A

* Hướng dẫn giải

+ Khi f = f1 = 50 Hz thì uC vuông pha với u => u cùng pha với i

\( \Rightarrow {\omega _1} = \frac{1}{{\sqrt {LC} }} = 100\pi  = {\omega _R}\) 

+ Khi f2 = 30 Hz và f3 = 40 Hz thì UC cho cùng một giá trị nên:

 \(\begin{array}{l}
\omega _2^2 + \omega _3^2 = 2\omega _C^2 \Rightarrow {\omega _C} = \frac{{100\pi }}{{\sqrt 2 }}\left( {rad/s} \right)\\
\omega _R^2 = {\omega _L}.{\omega _C} \Rightarrow {\omega _L} = \frac{{{{\left( {100\pi } \right)}^2}}}{{\frac{{100\pi }}{{\sqrt 2 }}}} = 100\pi \sqrt 2 \left( {rad/s} \right)
\end{array}\)

+ Khi f0 thì UC = max nên:

\({U_{C\max }} = {U_1} = \frac{U}{{\sqrt {1 - {{\left( {\frac{{{\omega _C}}}{{{\omega _L}}}} \right)}^2}} }} = \frac{{150}}{{\sqrt {1 - {{\left( {\frac{{\frac{{100\pi }}{{\sqrt 2 }}}}{{100\pi \sqrt 2 }}} \right)}^2}} }} = 173,21\left( V \right)\)

Copyright © 2021 HOCTAP247