Một đoạn mạch RLC mắc nối tiếp gồm điện trở R = 30 Ω, tụ điện có dung kháng và một cuộn cảm thuần có độ tự cảm thay đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có điện áp hiệu dụng U = 100V có tần số không thay đổi. Điều chỉnh hệ số tự cảm của cuộn cảm đến giá trị sao cho điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm \({U_L}\) đạt giá trị cực đại. Các giá trị cảm kháng \({Z_L}\)và \({U_Lmax}\) lần lượt là
A. \(60\sqrt 2 \,\Omega\) và 200V
B. 60Ω và 100V
C. 75Ω và \(100\sqrt 5 \,V\)
D. 75Ω và \(100\sqrt 2 \,V\)
Lời giải của giáo viên
L của cuộn dây thay đổi, còn các đại lượng khác không đổi:
Hiệu điện thế \({U_L} = I.{Z_L} = \frac{U}{{\sqrt {\frac{{{R^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}}}{{Z_L^2}}} }} = \frac{U}{{\sqrt {\frac{{{R^2} + Z_C^2}}{{Z_L^2}} - \frac{{2{{\rm{Z}}_C}}}{{{Z_L}}} + 1} }}\) đạt cực đại khi và chỉ khi: \(\left\{ \begin{array}{l} {Z_L} = \frac{{{R^2} + Z_C^2}}{{{Z_C}}}\\ {U_{L\max }} = \frac{{U\sqrt {{R^2} + Z_C^2} }}{R} \end{array} \right.\)
và khi đó ta có : \({\left( {U_L^{\max }} \right)^2} - {U_C}U_L^{\max } - {U^2} = 0\)
+ Vận dụng: \([{Z_L} = \frac{{{R^2} + Z_C^2}}{{{Z_C}}} = \frac{{{{30}^2} + {{60}^2}}}{{60}} = 75\left( \Omega \right)\)
Điều chỉnh L để UL cực đại thì : \({U_{{L_{\max }}}} = I.{Z_L} = \frac{U}{Z}.{Z_L} = \frac{{U.{Z_L}}}{{\sqrt {{R^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}} }} = 100\sqrt 5 \left( V \right)\)
Nhận xét: Dạng bài mạch RLC có L biến thiên. Vậy khi điều chỉnh L để \({U_Lmax}\) thì \(\left\{ \begin{array}{l} {Z_L} = \frac{{{R^2} + Z_C^2}}{{{Z_C}}}\\ {U_{L\max }} = \frac{{U\sqrt {{R^2} + Z_C^2} }}{R} \end{array} \right. \Rightarrow {\left( {U_L^{\max }} \right)^2} - {U_C}U_L^{\max } - {U^2} = 0\)
CÂU HỎI CÙNG CHỦ ĐỀ
Đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp đang xảy ra cộng hưởng. Khi đó hệ số công suất của mạch là
Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều một pha dựa vào
Công thức tính khoảng vân giao thoa trong thí nghiệm giao thoa của Y-âng là
Bộ phận có tác dụng phân tích chùm ánh sáng phức tạp thành những thành phần đơn sắc trong máy quang phổ lăng kính là gì?
Trong các biểu thức của giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều sau, hãy chọn công thức sai:
Trên mặt chất lỏng, hai nguồn kết hợp tại A và B cách nhau 15 cm có phương trình uA = uB = 6\(\sqrt 2 \) cos20πt (mm). Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 60 cm/s. Trên đoạn AB, hai điểm gần nhau nhất mà phần tử sóng tại đó có cùng biên độ là 12 mm cách nhau là
Một con lắc lò xo có khối lượng m dao động điều hòa trên mặt ngang. Khi li độ của con lắc là 2,5 cm thì vận tốc của nó là \(25\sqrt 3 \) cm/s. Khi li độ là \(2,5\sqrt 3 \) cm thì vận tốc là 25 cm/s. Đúng lúc quả cầu qua vị trí cân bằng thì một quả cầu nhỏ cùng khối lượng chuyển động ngược chiều với vận tốc 1m/s đến va chạm đàn hồi xuyên tâm với quả cầu con lắc. Chọn gốc thời gian là lúc va chạm vào thời điểm mà độ lớn vận tốc của 2 quả cầu bằng nhau lần thứ nhất thì hai quả cầu cách nhau bao nhiêu.
Cho một vật tham gia đồng thời 2 dao động điều hòa cùng phương cùng tần số với phương trình lần lượt là \({x_1} = \sqrt 3 \sin \left( {20t + \frac{\pi }{2}} \right)\) cm và \({x_2} = 2\cos \left( {20t + \frac{{5\pi }}{6}} \right)\) cm. Độ lớn của hợp lực tác dụng lên vật tại thời điểm \(t = \frac{\pi }{{120}}s\) là
Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về sóng điện từ?
Một vật thực hiện dao động điều hòa theo phương trình: \(x = 8\sqrt 2 \cos (20\pi t + \frac{\pi }{2})cm\), thời gian đo bằng giây. Chu kỳ, tần số dao động của vật là
Một dây AB nằm ngang dài ℓ = 2 m, đầu B cố định, đầu A gắn vào một bản rung dao động với tần số 50 Hz. Vận tốc truyền sóng trên dây là 50 m/s. Cho biết có sóng dừng trên dây. Số nút trên dây là:
Một máy biến thế có số vòng cuộn sơ cấp và thứ cấp lần lượt là 2200 vòng và 120 vòng. Mắc cuộn sơ cấp với mạng điện xoay chiều 220V – 50Hz, khi đó điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là
: Một sóng cơ truyền dọc theo trục Ox với phương trình u = 2cos(40πt – 2πx) (mm). Biên độ của sóng này là
Chu kì dao động điện từ tự do trong mạch dao động LC được xác định bởi hệ thức nào sau đây?