Đặt điện áp xoay chiều \(u=220\sqrt{2}.cos\left( 100\pi t \right)\) V, với t tính bằng giây, vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở \(R=100\,\Omega \), cuộn cảm thuần \(L=\frac{2}{\pi }H\) và tụ điện \(C=\frac{100}{\pi }\mu F\) mắc nối tiếp. Trong một chu kì của dòng điện, tổng thời gian mà mạch điện sinh công dương là
A. 30,0 ms.
B. 17,5 ms.
C. 7,5 ms.
D. 5,0 ms.
Lời giải của giáo viên
Trước tiên ta tính được
\(T=\frac{2\pi }{\omega }=\frac{2\pi }{100\pi }=0,02s=20ms\)
\({{Z}_{L}}=\omega L=200\,\Omega $; ${{Z}_{C}}=\frac{1}{\omega C}=100\,\Omega \)
\(\Rightarrow \tan \varphi =\frac{{{Z}_{L}}-{{Z}_{C}}}{R}=\frac{200-100}{100}=1\)
Độ lệch pha giữa u và i là \(\varphi ={{\varphi }_{u}}-{{\varphi }_{i}}=\frac{\pi }{4}\)
Ta có công suất (tiêu thụ điện năng) tức thời trên mạch điện là \(p=ui\).
Để mạch điện sinh công dương thì
\(p = ui < 0 \to \left( \begin{array}{l}
u > 0,{\mkern 1mu} i < 0\\
u < 0,{\mkern 1mu} i > 0
\end{array} \right.\)
tức là u và i phải trái dấu nhau.
Như vậy bài toán đổi thành tính thời gian trong một chu kì, điện áp tức thời giữa hai đầu mạch và cường độ dòng điện tức thời trong mạch trái dấu nhau. Trong trường hợp này, chúng ta sử dụng phương pháp đường tròn hỗn hợp đa trục như hình vẽ. Lấy trục i làm chuẩn trên phương ngang, do u sớm pha \(\frac{\pi }{4}\) so với i nên trục biểu diễn u sẽ lệch \(\frac{\pi }{4}\) theo chiều kim đồng hồ so với trục i.
Dễ thấy khoảng thời gian điện áp hai đầu đoạn mạch sinh công âm ứng với từ M1 tới M2, M3 tới M4, do đó tổng hai góc là \(\Delta \varphi =\frac{\pi }{2}\to \Delta t=\frac{T}{4}={{5.10}^{-3}}s=5ms\).
CÂU HỎI CÙNG CHỦ ĐỀ
Cho đoạn mạch AB gồm cuộn cảm thuần L, điện trở \(R=50\Omega \) và tụ điện mắc nối tiếp theo thứ tự đó. Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch AB điện áp \(u=100\sqrt{2}\cos 100\pi t\,\left( V \right)\) (t tính bằng s) thì điện áp giữa hai đầu đoạn mạch chứa L và R có biểu thức \({{u}_{LR}}=200\sqrt{2}\cos \left( 100\pi t+\frac{\pi }{3} \right)\,\left( V \right)\). Công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB bằng
Xét trường hợp ánh sáng đỏ có bước sóng là 0,75 μm trong chân không, cho các hằng số \(h={{6,625.10}^{-34}}J.s;\,c={{3.10}^{8}}\,m/s\) và \(e={{1,6.10}^{-19}}C\). Năng lượng phôtôn của ánh sáng này có giá trị bằng
Khi nói về sóng cơ học, phát biểu nào dưới đây là sai?
Một hạt nhân đang đứng yên thì phóng xạ ra hạt \(\alpha \) và chuyển thành hạt nhân khác. Trong trường hợp này, động năng của hạt \(\alpha \) sinh ra
Đặc tính nào sau đây của dòng điện xoay chiều là khác với dòng điện không đổi?
Một ống phát tia X có công suất 400 W đang hoạt động ổn định ở điện áp 10 kV. Cho hằng số \(e={{1,6.10}^{-19}}C\) . Tổng số hạt electron chạy qua ống trong mỗi giây xấp xỉ bằng
Hai dòng điện không đổi có cường độ \({{I}_{1}}=6A\) và \({{I}_{2}}=9A\) chạy ngược chiều trong hai dây dẫn thẳng, rất dài, song song với nhau và cách nhau 10 cm trong chân không. Cảm ứng từ do hệ hai dòng điện gây ra tại điểm M cách dây dẫn mang dòng điện I1 một đoạn 6 cm và cách dây dẫn mang dòng điện I2 một đoạn 8 cm có độ lớn bằng
Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, đầu trên của lò xo được giữ cố định, đầu dưới gắn với một vật nặng. Khi vật nặng đứng cân bằng thì lò xo giãn 4 cm. Cho \(g=10m/{{s}^{2}}\) và lấy xấp xỉ \({{\pi }^{2}}=10\). Kích thích cho vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng thì thấy trong môt chu kì dao động, khoảng thời gian lò xo bị nén là \(\frac{2}{15}s\). Chọn trục tọa độ trùng với phương dao động của vật, chiều dương hướng xuống dưới, gốc tọa độ tại vị trí cân bằng. Chọn gốc thời gian, t=0, là lúc vật qua vị trí lò xo giãn 8 cm và đang chuyển động chậm dần. Pha ban đầu của dao động là
Cường độ dòng điện \(i=2\cos 100\pi t\,\left( A \right)\) (t tình bằng s) có tần số góc bằng
Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện động \(\xi =24V\) và điện trở trong \(r=1\,\Omega \). Trên các bóng đèn Đ1; Đ2 lần lượt có ghi 12V-6W và 12V-12W. Điện trở thuần có giá trị \(R=3\,\Omega \). Cường độ dòng điện chạy qua các bóng đèn có giá trị
Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ và vật nhỏ có khối lượng m đang dao động điều hòa. Khi vật có tốc độ v thì động năng của con lắc là
Đặt điện áp phương trình \(u={{U}_{0}}cos\left( 100\pi +\frac{\pi }{3} \right)V\) vào giữa hai đầu mạch điện R, L, C mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện trong mạch có biểu thức \(i={{I}_{0}}cos\left( 100\pi t+\frac{\pi }{6} \right)\) suất của mạch điện xấp xỉ bằng
Cho một máy biến áp lý tưởng đang hoạt động ổn định, tần số của điện áp giữa hai đầu cuộn thứ cấp
Trong thí nghiệm về giao thoa sóng ở mặt chất lỏng, tại hai điểm \({{S}_{1}}\) và \({{S}_{2}}\) có hai nguồn dao động cùng pha theo phương thẳng đứng phát ra hai sóng kết hợp với tần số 20 Hz. Ở mặt chất lỏng, tại điểm M cách \({{S}_{1}}\) và \({{S}_{2}}\) lần lượt là 8cm và 15 cm có cực tiểu giao thoa. Biết số cực đại giao thoa trên các đoạn thẳng \(M{{S}_{1}}\) và \(M{{S}_{2}}\) lần lượt là m và \(m+7\). Tốc độ truyền sóng ở mặt chất lỏng là