Trong đoạn mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp, nếu điện áp hiệu dụng giữa hai bản tu gấp hai lần điện áp điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây thuần cảm thì điện áp giữa hai đầu đoạn mạch sẽ
Ta có giản đồ vecto trong trường hợp: UC = 2.UL:
Vậy u trễ pha với i.
Mắc lần lượt từng phần tử điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm L và tụ điện có điện dung C vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng và tần số không đổi thì cường độ hiệu dụng của dòng điện tương ứng là 0,25A, 0,50A, 0,20A. Nếu mắc nối tiếp cả ba phần tử vào mạng điện xoay chiều nói trên thì cường độ hiệu dụng của dòng điện qua mạch là:
Cường độ dòng điện qua mạch khi mắc lần lượt từng phần tử là
{IR=UR=0,25⇒R=4UIL=UZL=0,5⇒ZL=2UIC=UZC=0,2⇒ZC=5U
Khi mắc R, L, C nối tiếp, tổng trở của mạch là:
Z=√R2+(ZL−ZC)2=√(4U)2+(2U−5U)2=5U
Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là:
I=UZ=U5U=0,2(A)
Một đoạn mạch điện chứa cuộn cảm có điện trở thuần trong r và cảm kháng ZL. Biết hệ số công suất của đoạn mạch bằng 0,6. Hệ số phẩm chất (ZLr) của cuộn cảm là
Hệ số công suất của đoạn mạch là:
cosφ=rZ=r√r2+Z2L=0,6⇒r2=0,36(r2+Z2L)⇒0,64r2=0,36Z2L⇒0,8r=0,6ZL⇒r=34ZL
Hệ số phẩm chất của đoạn mạch là:
ZLr=ZL34ZL=43
Một nguồn điện xoay chiều có điện áp tức thời u=120√2cos100πt(V). Giá trị trung bình của điện áp trong khoảng thời gian 100 ms là
Điện áp trung bình trong khoảng thời gian 100 ms là:
∫0,10120√2cos(100πt)dt=120√2100πsin100πt|0,10=0
Đặt điện áp xoay chiều u=U√2cos100πt(V) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây, tụ điện C và điện trở R mắc nối tiếp. Biết rằng điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện C và hai đầu điện trở R đều bằng 60V, khi đó dòng điện qua mạch sớm pha hơn điện áp u là π6 và trễ pha hơn điện áp hai đầu cuộn dây là π3. Điện áp U gần giá trị nào nhất sau đây?
Ta có: UC = UR = 60V
Đề bài cho i trễ pha hơn Ud góc π3 nên cuộn dây có điện trở r.
→ tanφd=ULUr=√3⇒UL=Ur√3(1)
Điện áp trong mạch trễ pha hơn i góc π6⇒UC−ULUr+UR=tanπ6=1√3⇒60−Ur√3Ur+60=1√3
⇒60√3−3Ur=Ur+60⇒Ur=60√3−604≈11V
⇒UL=Ur√3=19V
Điện áp hiệu dụng trong mạch là:
U=√(UR+Ur)2+(UL−UC)2=√(11+60)2+(60−19)2≈82(V)
Đặt điện áp xoay chiều u=100√2cos(ωt)(V) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây không thuần cảm có điện trở 30 Ω, cảm kháng 40 Ω ghép nối tiếp với tụ điện có dung kháng 80 Ω. Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây là
Ta có tỉ số:
UcdU=ZcdZ=√r2+ZL2√r2+(ZL−ZC)2⇒Ucd=U.√r2+ZL2√r2+(ZL−ZC)2⇒U=100.√302+402√302+(40−80)2=100(V)
Cho đoạn mạch nối tiếp gồm các phần tử như hình vẽ trong đó R = r = 50 Ω. Đặt điện áp xoay chiều có biểu thức u = U0cos(ωt) vào hai đầu đoạn mạch. Đồ thị biểu diễn điện áp ở hai đầu đoạn mạch AN và MB biểu diễn như hình vẽ. Dung kháng của tụ điện bằng
Từ đồ thị ta thấy pha ban đầu của điện áp uAN và uMB là:
{φAN=φ1=0φMB=φ2=−π2⇒→UAN⊥→UMB
Ta có: tanφ1.tanφ2=−1
⇒ZLR+r.−ZCR=−1⇒ZL=R.(R+r)ZC=5000ZC
Lại có: U0ANU0MB=ZANZMB
⇒30050√3=√(R+r)2+ZL2√R2+ZC2=√1002+ZL2√502+ZC2⇒1002+ZL2502+ZC2=3002(50√3)2=12⇒12ZC2−ZL2+20000=0⇒12ZC2−50002ZC2+20000=0⇒ZC2=25003⇒ZC=50√3=50√33(Ω)
Đặt điện áp u=100cos(100πt+π3)(V) vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp thì dòng điện qua mạch có biểu thức i=2cos(100πt−π6)(A). Độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện là
Độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện là:
Δφ=φu−φi=π3−(−π6)=π2(rad)
Một mạch điện gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có hệ số tự cảm L và tụ có điện dung C được mắc như hình vẽ.
Đặt vào hai điểm A, B của mạch điện trên một hiệu điện thế xoay chiều u=U0cosωt
• Khi nối Ampe kế lý tưởng vào M, N thì Ampe kế chỉ 0,1A. Dòng điện qua Ampe kế lệch pha với hiệu điện thế u là π6.
• Khi nối Vôn kế lý tưởng vào M, N thì Vôn kế chỉ 20V. Hiệu điện thế giữa hai đầu Vôn kế cũng lệch pha so với hiệu điện thế u là π6.
Giá trị của R,ZL,ZC lần lượt là:
+ TH1: Khi nối ampe kế lí tưởng vào M, N ⇒ Tụ C bị nối tắt ⇒ Mạch gồm R,L.
u,i lệch pha π6 ⇒tanπ6=ZLR=1√3⇒R=ZL√3(1)
⇒Z=UI=U0,1(∗)
+ TH2: Khi mắc vôn kế lí tưởng vào M,N ⇒ Mạch gồm R,L,C.
Vôn kế chỉ 20V ⇒UC=20V
Ta có giản đồ vecto:
Từ giản đồ vecto ta ⇒^UROUC=π2
⇒U=UC.sin^OURUC=20.sinπ3=10√3V
Thay U=10√3V vào (*) ta được: Z=10√30,1=100√3Ω
⇒√R2+Z2L=100√3(2)
Từ (1) và (2) ⇒{R=150ΩZL=50√3Ω
Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi vào hai đầu mạch điện R,L,C mắc nối tiếp thì xảy ra cộng hưởng điện. Tổng trở của đoạn mạch lúc này bằng giá trị của
Khi có cộng hưởng thì ZL=ZC⇒Z=R
Đề thi THPT QG - 2020
Đặt điện áp xoay chiều u=U√2cos100πt (t tính bằng s) vào hai đầu đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp thì có cộng hưởng điện. Biết cuộn cảm có cảm kháng 30Ω. Điện dung của tụ điện có giá trị là
+ Từ phương trình điện áp, ta có ω=100π(rad/s)
+ Mạch có cộng hưởng điện ⇒ZL=ZC=30Ω
+ Lại có, dung kháng: ZC=1ωC⇒C=1ω.ZC=1100π.30=1,061.10−4F
Đề thi THPT QG - 2020
Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở 120Ω mắc nối tiếp với tụ điện. Biết dung kháng của tụ điện là 50Ω. Tổng trở của đoạn mạch là
Ta có, mạch gồm R nt tụ điện, tổng trở của mạch: Z=√R2+Z2C=√1202+502=130Ω