Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm tụ điện C và cuộn dây

Câu hỏi :

Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm tụ điện C và cuộn dây có điện trở thuần mắc nối tiếp. Hình bên là đồ thị đường cong biểu diễn mối liên hệ của điện áp tức thời giữa hai đầu cuộn dây (ucd) và điện áp tức thời giữa hai đầu tụ điện C (uC). Độ lệch pha giữa ucd và uC có giá trị là

A. 2,56 rad 

B. 2,91 rad

C. 1,87 rad 

D. 2,23 rad

* Đáp án

A

* Hướng dẫn giải

Giả sử độ dài mỗi ô là 1 đơn vị điện áp 

Gọi ∆φ là độ lệch pha giữa ucd và uC 

Ta có công thức độc lập với thời gian: 

\(\frac{u_{X}^{2}}{U_{0X}^{2}}+\frac{u_{Y}^{2}}{U_{0Y}^{2}}-\frac{2{{u}_{X}}{{u}_{Y}}}{{{U}_{0X}}{{U}_{0Y}}}\cos \Delta \varphi ={{\sin }^{2}}\Delta \varphi \)

Từ đồ thị ta có các cặp giá trị \(\left( {{u}_{cd}};{{u}_{C}} \right)=(3;-3);(3;-2);(2;-3)\)

Thay các giá trị này vào công thức độc lập với thời gian, ta có:

\(\left\{ \begin{align} & \frac{{{3}^{2}}}{U_{0cd}^{2}}+\frac{{{(-3)}^{2}}}{U_{0C}^{2}}-\frac{2.3.(-3)}{{{U}_{0cd}}.{{U}_{0C}}}\cos \Delta \varphi =\frac{{{3}^{2}}}{{{U}_{0cd}}^{2}}+\frac{{{(-2)}^{2}}}{{{U}_{0C}}^{2}}-\frac{2.3.(-2)}{{{U}_{0cd}}.{{U}_{0C}}}\cos \Delta \varphi \\ & \frac{{{3}^{2}}}{U_{0cd}^{2}}+\frac{{{(-3)}^{2}}}{U_{0C}^{2}}-\frac{2.3.(-3)}{{{U}_{0cd}}.{{U}_{0C}}}\cos \Delta \varphi =\frac{{{2}^{2}}}{U_{0cd}^{2}}+\frac{{{(-3)}^{2}}}{U_{0C}^{2}}-\frac{2.2.(-3)}{{{U}_{0cd}}.{{U}_{0C}}}\cos \Delta \varphi \\ \end{align} \right.\)

\(\Rightarrow \left\{ \begin{array}{*{35}{l}} \frac{5}{{{U}_{0C}}^{2}}=\frac{-6\cos \Delta \varphi }{{{U}_{0cd}}.{{U}_{0C}}} \\ \frac{5}{{{U}_{0cd}}^{2}}=\frac{-6\cos \Delta \varphi }{{{U}_{0cd}}.{{U}_{0C}}} \\ \end{array}\Rightarrow {{U}_{0C}}={{U}_{0cd}} \right.\)

\(\Rightarrow \cos \Delta \varphi =-\frac{5}{6}\Rightarrow \Delta \varphi \approx 2,56(rad)\)

Copyright © 2021 HOCTAP247