Một tụ điện có điện dung 31 , 8 μF . Điện áp hiệu dụng hai đầu bản tụ điện khi có dòng điện xoay chiều có tần số 50Hz và cường độ dòng điện cực đại 2 2 A chạy qua nó là
A. 200 2 V.
B. 200V.
C. 20V.
D. 20 2 V.
(megabook năm 2018) Một đoạn mạch gồm cuộn cảm có độ tự cảm L và điện trở thuần r mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C thay đổi được. Đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U và tần số f không đổi. Khi điều chỉnh để điện dung của tụ điện có giá trị C = C1 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện và hai đầu cuộn cảm có cùng giá trị và bằng U, cường độ dòng điện trong mạch khi đó có biểu thức (A). Khi điều chỉnh để điện dung của tụ điện có giả trị C = C2 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt giá trị cực đại. Cường độ dòng điện tức thời trong mạch khi đó có biểu thức là
A.
B.
C.
D.
Giải thích: Đáp án A
+ Khi C = C1 , ta có: điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện và hai đầu cuộn cảm có cùng giá trị và bằng U nên:
Điện áp toàn mạch khi đó:
Thay vào (1), ta có:
Từ (2), (3), (4) ta có:
+ Khi C = C2 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt giá trị cực đại nên
Tổng trở của mạch khi đó:
Độ lệch pha khi ZC = ZC2:
+ Áp dụng định luật Ôm cho cả hai trường hợp ta có:
+ Biểu thức cường độ dòng điện khi ZC = ZC2:
Một đoạn mạch gồm cuộn cảm có độ tự cảm L và điện trở thuần r mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C thay đổi được. Đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U và tần số f không đổi. Khi điều chỉnh để điện dung của tụ điện có giá trị C = C 1 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện và hai đầu cuộn cảm có cùng giá trị và bằng U, cường độ dòng điện trong mạch khi đó có biểu thức i 1 = 2 6 cos 100 πt + π 4 (A). Khi điều chỉnh để điện dung của tụ điện có giả trị C = C 2 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt giá trị cực đại. Cường độ dòng điện tức thời trong mạch khi đó có biểu thức là
A. i 2 = 2 2 cos 100 πt + 5 π 12 A
B. i 2 = 2 3 cos 100 πt + 5 π 12 A
C. i 2 = 2 2 cos 100 πt + π 3 A
D. i 2 = 2 3 cos 100 πt + π 3 A
Đáp án A
+ Khi C = C 1 , ta có: điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện và hai đầu cuộn cảm có cùng giá trị và bằng U nên:
U d = U C = U ⇒ U r 2 + U L 2 = U C 1 = U 1 ⇒ r 2 + Z L 2 = Z C 1 = Z 1 2
Điện áp toàn mạch khi đó:
Thay vào (1), ta có:
U r 1 2 + U L 1 2 = U 2 = 4 U L 1 2 ⇒ U r 1 = 3 U L 1 ⇒ r = 3 Z L 4
Từ (2), (3), (4) ta có:
tanφ 1 = Z L − Z C 1 r = Z L − 2 Z L 3 Z L = − 1 3 ⇒ φ 1 = − π 6 ⇒ φ u = φ 1 + φ i 1 = − π 6 + π 4 = π 12 5
+ Khi C = C 2 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt giá trị cực đại nên
Z C 2 = r 2 + Z L 2 Z L = 3 . Z L 2 + Z L 2 Z L = 2 Z L
Tổng trở của mạch khi đó:
Z 2 = r 2 + Z L − Z C 2 2 = 3 Z L 2 + Z L − 4 Z L 2 = 2 3 Z L
Độ lệch pha khi Z C = Z C 2 :
tanφ 2 = Z L − Z C 2 r = Z L − 4 Z L 3 Z L = − 3 ⇒ φ 2 = − π 3 ⇒ φ i 2 = φ u − φ 2 = π 12 − − π 3 = 5 π 12
+ Áp dụng định luật Ôm cho cả hai trường hợp ta có:
U = I 1 . Z 1 = I 2 . Z 2 ⇒ I 02 = I 01 . Z 1 Z 2 = 2 6 . 2 . Z L 2 3 . Z L = 2 2 A
+ Biểu thức cường độ dòng điện khi Z C = Z C 2 : i 2 = 2 2 cos 100 πt + 5 π 12 A
Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi U và tần số f thay đổi được vào hai đầu mạch mắc nối tiếp gồm một cuộn dây không thuần cảm có độ tự cảm L và điện trở thuần r, tụ điện có điện dung C thay đổi được. Ban đầu khi tần số mạch bằng f1 thì tổng trở của cuộn dây là 100Ω. Điều chỉnh điện dung của tụ sao cho điện áp trên tụ cực đại thì giữ điện dung của tụ không đổi. Sau đó thay đổi tần số f thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch thay đổi và khi f = f2 = 100Hz thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch cực đại. Độ tự cảm L của cuộn dây là:
A. 0 , 25 π H
B. 0 , 5 π H
C. 2 π H
D. 1 π H
Chọn B
f = f1. → Zd = R 2 + Z L 1 2 =100Ω => R 2 + Z L 1 2 = 10 4
Khi UC = UCmax thì ZC1 = R 2 + Z L 1 2 Z L 1 => L C = R 2 + Z L 1 2 = 10 4 (*)
Khi f = f2; I = Imax trong mạch có cộng hưởng điện => ZC2 = ZL2
LC = 1 ω 2 2 = 1 4 π 2 f 2 2 (**)
Từ (*) và (**) => L2 = 10 4 4 π 2 f 2 2 => L = 10 2 2 πf 2 = 1 2 π = 0 , 5 π H
Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi U và tần số f thay đổi được vào hai đầu mạch mắc nối tiếp gồm một cuộn dây không thuần cảm có độ tự cảm L và điện trở thuần r, tụ điện có điện dung C thay đổi được. Ban đầu khi tần số mạch bằng f 1 thì tổng trở của cuộn dây là 100W. Điều chỉnh điện dung của tụ sao cho điện áp trên tụ cực đại thì giữ điện dung của tụ không đổi. Sau đó thay đổi tần số f thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch thay đổi và khi f = f 2 = 100Hz thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch cực đại. Độ tự cảm L của cuộn dây là
A. 0 , 25 π H
B. 0 , 5 π H
C. 0 , 2 π H
D. 1 π H
Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi U và tần số f thay đổi được vào hai đầu mạch mắc nối tiếp gồm một cuộn dây không thuần cảm có độ tự cảm L và điện trở thuần r, tụ điện có điện dung C thay đổi được. Ban đầu khi tần số mạch bằng f 1 thì tổng trở của cuộn dây là 100 Ω . Điều chỉnh điện dung của tụ sao cho điện áp trên tụ cực đại thì giữ điện dung của tụ không đổi. Sau đó thay đổi tần số f thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch thay đổi và khi f= f 1 =100Hz thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch cực đại. Độ tự cảm L của cuộn dây là:
A. 2 π H
B. 1 π H
C. 1 2 π H
D. 1 4 π H
Đáp án C
Khi f= f 1 thì tổng trở của cuộn dây là:
Điều chỉnh điện dung của tụ sao cho điện áp trên tụ cực đại thì:
Khi f= f 2 thì mạch có cộng hưởng nên:
Thay ta có:
Một đoạn mạch gồm cuộn dây không thuần cảm có độ tự cảm L và điện trở r mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C thay đổi được. Đặt vào hai đầu mạch một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng U và tần số f không đổi. Điều chỉnh điện dung của tụ điện đến giá trị C = C 1 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện và hai đầu cuộn cảm có cùng giá trị và bằng U, cường độ dòng điện trong mạch khi đó có biểu thức i = 2 6 cos 100 πt + π / 4 A . Điều chỉnh điện dung của tụ điện đến giá trị C = C 2 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt giá trị cực đại. Cường độ dòng điện tức thời trong mạch khi đó có biểu thức là:
A. i 2 = 2 3 cos 100 πt + π 3 A
B. i 2 = 2 2 cos 100 πt + 5 π 12 ( A )
C. i 2 = 2 3 cos 100 πt + 5 π 12 ( A )
D. i 2 = 2 2 cos 100 πt + π 3 ( A )
Cho đoạn mạch không phân nhánh gồm điện trở thuần 80 Ω , cuộn dây có điện trở trong 20 Ω có độ tự cảm 0,318 H, tụ điện có điện dung 15,9 μ F . Đặt vào hai đầu mạch điện một dòng điện xoay chiều có tần số f thay đổi được. Khi điện áp hiệu dụng hai đầu tụ C đạt giá trị cực đại thì tần số f có giá trị là
A. f = 70,45 Hz
B. f = 192,6 Hz
C. f = 61,3 Hz
D. f = 385,1 Hz
Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi và tần số f thay đổi được vào hai đầu một tụ điện. Khi f = 60 Hz thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua tụ điện là 0,5 A. Để cường độ dòng điện hiệu dụng qua tụ là 8 A thì tần số f bằng.
A. 30 Hz
B. 480 Hz
C. 960 Hz
D. 15 Hz
Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi và tần số f thay đổi được vào hai đầu một tụ điện. Khi f = 60 Hz thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua tụ điện là 0,5 A .Để cường độ dòng điện hiệu dụng qua tụ là 8 A thì tần số f bằng.
A. 30 Hz
B. 480 Hz
C. 960 Hz
D. 15 Hz
Đáp án C
+ Ta có: I = U Z C = U 1 2 π f C = U .2 π f C ® I tỉ lệ với f
+ I = 0 , 5 → f = 60 H z I = 8 → f = 8.60 0 , 5 = 960 H z