SGK - Vật lý nâng cao

Câu 4 trang 157 SGK Vật Lý 12 Nâng cao




Bài 4. Trong một đoạn mạch xoay chiều RLC nối tiếp, hệ số tự cảm của cuộn dây là \(L = 0,1\,H\); tụ điện có điện dung \(C = 1\mu F;\) tần số của dòng điện là \(f = 50\, Hz\).

a) Hỏi dòng điện trong đoạn mạch sớm pha hay trễ pha so với điện áp ở hai đầu đoạn mạch?

b) Cần phải thay một tụ điện nói trên bởi một tụ điện có điện dung \(C'\) bằng bao nhiêu để đoạn mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện?

Giải

Đoạn mạch RLC nối tiếp có \(L = 0,1(H);C = 1\mu F = {10^{ - 6}}(F)\)

\(f = 50(Hz) \Rightarrow \omega = 2\pi f = 100\pi (rad/s)\)

a) Ta có \({Z_L} = L\omega = 0,1.100\pi = 10\pi (\Omega )\)

\({Z_C} = {1 \over {C\omega }} = {1 \over {{{10}^{ - 6}}.100\pi }} = {{{{10}^4}} \over \pi }(\Omega )\)

\( \Rightarrow \) \(\tan \varphi = {{{Z_L} - {Z_C}} \over R} = {{10\pi - {{{{10}^4}} \over \pi }} \over R} = {{31,42 - 3,{{18.10}^3}} \over R} < 0\)

\(\varphi < 0 \Rightarrow \) \(i\) sớm pha so với điện áp \(u\) ở hai đầu đoạn mạch.

b) Để đoạn mạch xảy ra cộng hưởng điện thì cần phải thay tụ C nói trên bằng tụ C' sao cho ZC' = ZL

\( \Rightarrow \)

\({1 \over {C'\omega }} = 10\pi \Rightarrow C' = {1 \over {10\pi \omega }} = {1 \over {10\pi .100\pi }} = 1,{01.10^{ - 4}}(F)\)

Đã có app Học Tốt - Giải Bài Tập trên điện thoại, giải bài tập SGK, soạn văn, văn mẫu.... Tải App để chúng tôi phục vụ tốt hơn.

Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! 12345