Đặt điện áp xoay chiều u = U0cosωt vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở

Câu hỏi :

Đặt điện áp xoay chiều u = U0cosωt vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở, cuộn cảm thuần và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Ban đầu, khi C = C0 thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở, ở hai đầu cuộn cảm và ở hai đầu tụ điện đều bằng 40 V. Tăng dần giá trị điện dung C từ giá trị C0 đến khi tổng điện áp hiệu dụng ở hai đầu tụ điện và điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm bằng 60 V. Khi đó, điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 10 V

B. 12 V

C. 30,7 V

D. 11 V

* Đáp án

C

* Hướng dẫn giải

+ Khi C = C0 mạch xảy ra cộng hưởng và R = ZL = ZC, U = UR = 40 V.

Mạch chỉ có C thay đổi, R = ZL → với mọi giá trị của C thì UR = UL.

+ Ta có: UC+UL=60UR2+UL-UC2=402UC+UR=60UR2+UR-UC2=4025UR2-240UR+2000=0.

→ Phương trình trên cho ta hai nghiệm UR = 37,3 V và UR = 10,7 V.

  • Đáp án C
  • Ghi chú:

    + Điện áp hiệu dụng trên tụ điện UC=UZCR2+ZL-ZC2=UR2+ZL21ZC2-2ZL1ZC+1
  • → UCmax khi ZC=ZC0=R2+ZL2ZL=ZL+R2ZL>ZL (giá trị của dung kháng để mạch xảy ra cộng hưởng.
  • + Đồ thị UC theo ZC có dạng như hình vẽ.
  • + Từ đồ thị ta thấy rằng, khi mạch xảy ra cộng hưởng ZC = ZL thì tăng ZC (giảm C) sẽ làm UC tăng và ngược lại nếu ta giảm ZC (tăng C) sẽ làm UC giảm.

Copyright © 2021 HOCTAP247