Cho doạn mạch RLC mắc nối tiếp: cuộn dây thuần cảm kháng có độ tự cảm \(L = \dfrac{3}{{5\pi }}(H)\) , tụ điện có điện dung \(C = \dfrac{{{{10}^{ - 4}}}}{\pi }(F)\), R là một điện trở thuần thay đổi được. Đặt một hiệu điện thế xoay chiều ổn định ở hai đầu đoạn mạch AB có biểu thức: \({u_{AB}} = 200cos100\pi t{\rm{ }}\left( V \right)\). Xác định R để mạch tiêu thụ công suất \(240{\rm{W}}\).
Trả lời bởi giáo viên
Ta có:
+ Cảm kháng: \({Z_L} = {\rm{ }}\omega L = 100\pi .\dfrac{3}{{5\pi }} = 60\Omega \)
Dung kháng: \({Z_C} = \dfrac{1}{{\omega C}} = \dfrac{1}{{100\pi .\dfrac{{{{10}^{ - 4}}}}{\pi }}} = 100\Omega \)
Hiệu điện thế hiệu dụng: \(U = {\rm{ }}100\sqrt 2 V\)
+ Công suất tiêu thụ của mạch là:
\(\begin{array}{l}P = \dfrac{{{U^2}}}{{{R^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}}}R = \dfrac{{{U^2}}}{{{R^2} + {{40}^2}}}R\\ \leftrightarrow 240 = \dfrac{{{{\left( {100\sqrt 2 } \right)}^2}}}{{{R^2} + {{40}^2}}}R \to \left[ \begin{array}{l}R = 30\Omega \\R = \dfrac{{160}}{3}\Omega \end{array} \right.\end{array}\)
Hướng dẫn giải:
+ Vận dụng biểu thức tính cảm kháng \({Z_L} = \omega L\), dung kháng \({Z_C} = \dfrac{1}{{\omega C}}\)
+ Vận dụng biểu thức tính công suất: \(P = \dfrac{{{U^2}}}{{{Z^2}}}R\)