Các dạng bài tập Vật lý 12: DẠNG 3: CỘNG HƯỞNG ĐIỆN

Chia sẻ: Abcdef_49 Abcdef_49 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

Thêm vào BST

Báo xấu

399
lượt xem 61
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

- Thông thường, bài toán cộng hưởng yêu cầu tìm một trong các yếu tố sau: L, C, ω, f, viết biểu thức, PMax, IMax. - Các dấu hiệu để nhận biết bài tập điện thuộc dạng cộng hưởng là: + ZL = ZC  LC ω2 = 1  ω = U AB R

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Các dạng bài tập Vật lý 12: DẠNG 3: CỘNG HƯỞNG ĐIỆN

DẠNG 3: CỘNG HƯỞNG ĐIỆN. - Thông thường, bài toán cộng hưởng yêu cầu tìm một trong các yếu tố sau: L, C, ω, f, viết biểu thức, PMax, IMax. - Các dấu hiệu để nhận biết bài tập điện thuộc dạng cộng hưởng là: 1 + ZL = ZC  LC ω2 = 1  ω = LC U AB + IMax = R + Zmin = R + φ = 0 : uAB cùng pha với i (hoặc cùng pha uR) + φ = 0 : uAB vuông pha với uL (hoặc uC ) + Hệ số công suất đạt cực đại: cosφ = 1 + Utoàn mạch = URmax U2 2  Cộng hưởng: LCω = 1 ( khi R đã xác định) + PMax = R + Thay đổi L để UCmax + Thay đổi C để ULmax Ghép cảm kháng: (nâng cao). Nối tiếp Song song 1 11 C b = C1 + C 2 =+ Cb C1 C 2
Cb < CThành phần Cb > CThành phần Ví dụ 1: Đặt vào hai đầu mạch điện R, L, C mắc nối tiếp một điện áp xoay chiều 10- 4 có tần số 50 Hz. Biết điện dung của tụ điện là C = F. Để điện áp hai π π đầu đoạn mạch lệch pha so với điện áp hai đầu tụ điện thì cuộn dây có độ 2 tự cảm L bằng bao nhiêu ?  Giải: O U AB  I  UC π uAB lệch pha uC là uAB cùng pha với i  có cộng hưởng. 2 π i sớm pha hơn uC là 2 2  LCω = 1 1 1 1  L= = 4 = (H) 2 10 π C(2πf) (2 π.50)2 π
Ví dụ 2: Đặt điện áp uAB = U0cos100πt (V) vào hai đầu mạch điện R, L, C mắc nối tiếp. Trong đó R xác định, cuộn dây thuần cảm có hệ số tự cảm L thay đổi 10-4 được, tụ điện có C = F. Khi điện áp hai đầu cuộn dây nhanh pha hơn π π điện áp hai đầu mạch một góc thì L bằng bao nhiêu ? 2 Giải:  UL  U AB  O I π uL nhanh pha hơn uAB là uAB cùng pha với i  có cộng hưởng. 2 π uL sớm pha hơn i là 2 2  LCω = 1 1 1 1  L= = 4 = (H). 2 Cω π 10 (100 π)2 π Ví dụ 3: Một mạch điện AB gồm một điện trở R = 50 (Ω), mắc nối tiếp với một 1 cuộn dây có độ tự cảm L = (H) và điện trở hoạt động r = 50 Ω. Đặt vào hai π đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều uAB = 100 2 cos(100π) V.
a. Tính công suất tỏa nhiệt của đoạn mạch. b. Muốn cho cường độ dòng điện tức thời cùng pha với điện áp tức thời ở hai đầu đoạn mạch thì phải mắc nối tiếp thêm vào đoạn mạch nói trên một tụ điện có điện dung C bằng bao nhiêu ? Tính công suất tỏa nhiệt của đoạn mạch điện lúc đó. Giải: a. Cảm kháng: ZL = Lω = 100 (  ) Tổng trở của mạch: ZAB = (R + r)2 + Z2 = 1002  1002 = 100 2 (  ). L U 0AB Điện áp hiệu dụng của mạch: UAB = = 100 (V) 2 1 U AB Cường độ hiệu dụng của dòng điện trong mạch: I = = (A) ZAB 2 Công suất tiêu thụ trên toàn mạch: 12 P = (R + r)I2 = (50 + 50) ( ) = 50 (W) 2 b. Sau khi mắc nối tiếp thêm vào mạch một tụ có điện dung C, để u cùng pha 104 1 với i thì φ = 0  ZL = ZC  LCω2 = 1  C = = (F) Lω2 π Khi đó thì xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện và cường độ hiệu dụng của dòng điện đạt giá trị cực đại nên công suất tỏa nhiệt của mạch cũng đạt giá trị cực đại
U2 U2 U2 2 PMax = (R+ r) I = (R + r) = (R + r) = AB = 100 (W) AB AB Max (R + r)2 R + r Z min Bài tập: Bài 1: Cho mạch RLC mắc nối tiếp: điện trở thuần R = 50 (  ), cuộn cảm thuần có 3 hệ số tự cảm L= (H), tụ điện có điện dung C thay đổi được. Đặt vào hai 2π đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều u AB = 220 2cos100πt (V). Điều chỉnh C để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại. Tìm giá trị cực đại đó: A. UL(Max) = 110 3 (V) B. UL(Max) = 220 (V) C. UL(Max) = 220 2 (V) D. UL(Max) = 220 3 (V) Bài 2: Cho mạch điện xoay chiều LC mắc nối tiếp: cuộn cảm có hệ số tự cảm L = 10 (H) và có điện trở r, tụ điện có điện dung C thay đổi được. Điện áp xoay π ) V. Lấy π2 = 10. chiều hai đầu mạch có biểu thức u AB = 100cos(100πt - 6 Giá trị của C để điện áp hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại là: A. C = 0,5 (μF) B. C = 1 (μF) 10 2 (μF) (μF) C. C = D. C = π
Bài 3: Đặt điện áp xoay chiều u AB = 80cos(100πt) V vào hai đầu mạch R,L,C mắc 0,2 nối tiếp: R = 20  , cuộn dây thuần cảm L = H, tụ điện có điện dung C π xác định. Biết trong mạch đang có cộng hưởng điện. Biểu thức dòng điện trong mạch là π A. i  4 cos(100πt) A. B. i  4cos(100πt + ) A. 4 π π C. i  4cos(100πt - ) A. D. i  4cos(100πt + ) A. 4 6