Mạch này là mạch RLC mắc nối tiếp, ta có:
a. Cảm kháng: \(Z_L=\omega L = 100\pi.0,159 = 50\Omega\)
Dung kháng: \(Z_C=\dfrac{1}{\omega C} = \dfrac{1}{100\pi.31,8.10^{-6}}=100\Omega\)
Tổng trở của mạch: \(Z=\sqrt{R^2+(Z_L-Z_C)^2}=\sqrt{50^2+(50-100)^2}=50\sqrt{2}\Omega\)
b. Cường độ dòng điện hiệu dụng của mạch:
\(I=\dfrac{U}{Z}=\dfrac{100}{50\sqrt 2}=\sqrt 2 (A)\)
Độ lệch pha giữa u và i: \(\tan\varphi = \dfrac{Z_L-Z_C}{R}=\dfrac{50-100}{50}=-1\)
\(\Rightarrow \varphi = -\dfrac{\pi}{4}\)
Cường độ dòng điện trong mạch: \(i=2.\cos(100\pi t +\dfrac{\pi}{4}) (A)\)
c. Để dòng điện trong mạch là lớn nhất thì trong mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng
\(\Rightarrow Z_C'=Z_L = 50\Omega\)
\(\Rightarrow C' = 63,6\mu C\)
Cường độ dòng điện hiệu dụng lúc này: \(I'=\dfrac{U}{R}=\dfrac{100}{50}=2(A)\)
d. Khi có tụ C
- Hệ số công suất: \(\cos\varphi = \cos(\pi/4)=\dfrac{\sqrt 2}{2}\)
- Công suất: \(P=I^2.R=(\sqrt 2)^2.50=100W\)
Khi thay bằng C'
- Hệ số công suất: \(\cos\varphi'=\cos 0 = 1\)
- Công suất: \(P'=I'^2.R=2^2.50=200W\)