Đặt điện áp xoay chiều \(u=220\sqrt{2}\cos 100\pi t(V)\) vào hai đầu mạch điện gồm điện trở 1 thuần, tụ điện có điện dung C thay đổi được và cuộn cảm thuần có độ tự cảm \(L=\frac{1}{\pi }(H)\) mắc nối tiếp. Khi \(C={{C}_{1}}=\frac{{{10}^{-4}}}{\pi }(F)\) hoặc \(C={{C}_{2}}=\frac{{{10}^{-4}}}{3\pi }(F)\) thì điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện có giá trị như nhau và độ lệch pha giữa điện áp u so với cường độ dòng điện qua mạch lần lượt là \({{\varphi }_{1}},{{\varphi }_{2}}.\) Tỷ số \(\frac{\cos {{\varphi }_{1}}}{\cos {{\varphi }_{2}}}\) bằng
A. 3
B. \(\frac{1}{3}\)
C. 2
D. \(\frac{1}{2}\)
Lời giải của giáo viên
Cảm kháng của cuộn cảm thuần là: \({{Z}_{L}}=\omega L=100(\Omega )\)
Dung kháng của tụ điện là:
\(\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} {{Z}_{{{c}_{1}}}}=\frac{1}{\omega {{C}_{1}}}=100(\Omega ) \\ {{Z}_{{{c}_{2}}}}=\frac{1}{\omega {{C}_{2}}}=300(\Omega ) \\ \end{array} \right.\)
Vì ZC1 < ZC2 nên khi mắc C1 mạch có tính cảm kháng, khi mắc C2 mạch có tính dung kháng. Khi điện dung có giá trị C1, hệ số công suất của mạch điện là:
\(\cos {{\varphi }_{1}}=\frac{R}{Z}=\frac{R}{\sqrt{{{R}^{2}}+{{\left( {{Z}_{L}}-{{Z}_{C1}} \right)}^{2}}}}=1\)
Hiệu điện thế giữa hai đầu tụ điện là: \({{U}_{{{C}_{1}}}}=\frac{U}{Z}\cdot {{Z}_{{{C}_{1}}}}=\frac{100U}{R}\) (1)
Khi điện dung có giá trị C2, tổng trở của mạch là:
\(Z=\sqrt{{{R}^{2}}+{{\left( {{Z}_{L}}-{{Z}_{C2}} \right)}^{2}}}=\sqrt{{{R}^{2}}+{{200}^{2}}}\)
Hiệu điện thế giữa hai đầu tụ điện là: \({{U}_{{{C}_{1}}}}=\frac{U}{Z}\cdot {{Z}_{{{C}_{1}}}}=\frac{100U}{R}\) (1)
Theo đề bài ta có:
\({{U}_{{{C}_{1}}}}={{U}_{{{C}_{2}}}}\Rightarrow \frac{100U}{R}=\frac{300U}{\sqrt{{{R}^{2}}+{{200}^{2}}}}\Rightarrow R=10\sqrt{50}(\Omega )\)
\(\Rightarrow \cos {{\varphi }_{2}}=\frac{R}{Z}=\frac{R}{\sqrt{{{R}^{2}}+{{200}^{2}}}}=\frac{10\sqrt{50}}{\sqrt{5000+{{200}^{2}}}}=\frac{10\sqrt{50}}{30\sqrt{50}}=\frac{1}{3}\)
\(\Rightarrow \frac{\cos {{\varphi }_{1}}}{\cos {{\varphi }_{2}}}=\frac{1}{\frac{1}{3}}=3\).
CÂU HỎI CÙNG CHỦ ĐỀ
Vật liệu chính được sử dụng trong một pin quang điện là
Trên hình là đồ thị biểu diễn sự biến thiên của năng lượng liên kết riêng (trục tung, theo đơn vị MeV/nuclôn) theo số khối (trục hoành) của các hạt nhân nguyên tử. Phát biểu nào sau đây đúng?
Xét một sóng cơ truyền trên một dây đàn hồi rất dài có bước sóng λ. Sau 1s, sóng truyền được quãng đường bằng L. Tần số của sóng này bằng
Xét một con lắc lò xo đang dao động điều hoà. Gọi T là khoảng thời gian nhỏ nhất giữa hai lần liên tiếp vật nặng có độ lớn vận tốc cực đại. Chu kì con lắc này bằng:
Điều nào sau đây là sai khi nói về máy phát điện một pha?
Trong thời gian ∆t, con lắc đơn có chiều dài l thực hiện được 10 dao động điều hoà. Nếu tăng chiều dài thêm 36cm thì vẫn trong thời gian ∆t nó thực hiện được 8 dao động điều hoà. Chiều dài l có giá trị là
Trong việc truyền tải diện năng đi xa, để giảm công suất hao phí trên đường dây n lần thì điện áp hai đầu đường dây phải
Trong thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến, mạch tách sóng ở máy thu thanh có tác dụng
Một sóng âm truyền theo phương Ox với phương trình \(u=A\cos (ft-kx)\). Vận tốc của sóng âm này được tính bởi công thức:
Một vật nặng gắn vào một lò xo nhẹ có độ cứng k = 20 N/m thực hiện dao động điều hoà với biên độ A = 5cm. Động năng của vật khi nó cách vị trí biên 4 cm là
Một hạt chuyển động có tốc độ rất lớn v = 0,6c. Nếu tốc độ của hạt tăng 4/3 lần thì động năng của hạt tăng
Một nguồn điểm phát sóng âm trong môi trường đẳng hướng. Mức cường độ âm tại hai điểm A và B có giá trị lần lượt bằng 55dB và 35 dB. Biết khoảng cách từ nguồn S đến điểm A là 5m, khoảng cách từ S đến điểm B là
Một nguồn điện xoay chiều có điện áp tức thời \(u=120\sqrt{2}\cos 100\pi t(V)\). Giá trị trung bình của điện áp trong khoảng thời gian 100 ms là
Để sử dụng các thiết bị điện 55V trong mạng điện 220V người ta phải dùng máy biến áp. Tỉ lệ số vòng dây của cuộn sơ cấp (N1) trên số vòng dây của cuộn thứ cấp (N2) ở các máy biến áp loại này là: