Đặt điện áp \(u={{U}_{0}}\cos 100\pi t(V)\) vào hai đầu đoạn mạch AB

Câu hỏi :

Đặt điện áp \(u={{U}_{0}}\cos 100\pi t(V)\) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với cuộn dây có điện trở r = 50Ω, hệ số tự cảm L thay đổi được. Điện áp tức thời giữa hai đầu cuộn dây và hai đầu đoạn mạch AB lệch pha nhau góc \(\varphi .\)Hình bên biểu diễn sự phụ thuộc của tang theo L. Giá trị của L0 là                 

A. 0,24H 

B. 0,38H

C. 0,45H

D. 0,29H

* Đáp án

D

* Hướng dẫn giải

Ta có: \(\varphi ={{\varphi }_{d}}-{{\varphi }_{AB}}\)

\(\tan \varphi =\tan \left( {{\varphi }_{d}}-{{\varphi }_{AB}} \right)=\frac{\tan {{\varphi }_{d}}-\tan {{\varphi }_{AB}}}{1-\tan {{\varphi }_{d}}.\tan {{\varphi }_{AB}}}\)

Lại có: 

\(\begin{array}{l}
\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{\tan {\varphi _d} = \frac{{{Z_L}}}{r}}\\
{\tan {\varphi _{AB}} = \frac{{{Z_L}}}{{R + r}}}
\end{array}} \right.\\
 \Rightarrow \tan \varphi  = \frac{{\frac{{{Z_L}}}{r} - \frac{{{Z_L}}}{{R + r}}}}{{1 + \frac{{Z_L^2}}{{r(R + r)}}}} = \frac{{{Z_L}R}}{{r(R + r) + Z_L^2}}\\
 \Rightarrow \tan \varphi  = \frac{R}{{\frac{{r(R + r)}}{{{Z_L}}} + {Z_L}}}
\end{array}\)

Ta có: \(\frac{r(R+r)}{{{Z}_{L}}}+{{Z}_{L}}\ge 2\sqrt{r(R+r)}\Rightarrow \tan \varphi \le \frac{R}{2\sqrt{r(R+r)}}\)

\(\Rightarrow \tan {{\varphi }_{\max }}\) khi \(\frac{r(R+r)}{{{Z}_{L}}}={{Z}_{L}}\) (*) và \(\tan {{\varphi }_{\max }}=0,65\Rightarrow \frac{R}{2\sqrt{50(50+R)}}=0,65\Rightarrow R=119,77\Omega \)

Thay vào (*) ta suy ra: \({{Z}_{L}}=92,13\Omega =\omega {{L}_{0}}\Rightarrow {{L}_{0}}=0,29H\)

Copyright © 2021 HOCTAP247