Cho mạch điện như hình vẽ. \(R = 50\,(\Omega ),\,\,L = \frac{1}{\pi }(H)\). Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế xoay chiều \(u = 220\sqrt 2 \sin \left( {100\pi t} \right)\,\,(V)\). Biết tụ điện có điện dung C thay đổi được. Tính C để hiệu điện thế cùng pha cường độ dòng điện.
Trả lời bởi giáo viên
+ Cách 1:
Ta có: hiệu điện thế cùng pha với cường độ dòng điện => Mạch cộng hưởng dao động
=> ZL = ZC = 100Ω
=> C = 1/1000π F
+ Cách 2:
Biểu diễn các đại lượng dưới dạng số phức:
\({u_{AB}} = 220\sqrt 2 \,\)
\({Z_L} = L\omega = \frac{1}{\pi } \cdot 100\pi = 100\,\,(\Omega )\)
\(Z_{AB}^{} = R + \left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)i = 50 + \left( {100 - {Z_C}} \right)i\)
Ta có:
\({i_{AB}} = \frac{{{u_{AB}}}}{{Z_{AB}^{}}} = 220\sqrt 2 :\left( {50 + \left( {100 - {Z_C}} \right)i} \right)\)
Để hiệu điện thế cùng pha với cường độ dòng điện thì i = I0. Khi đó, thành phần ảo trong tổng trở Z phải bằng 0
\( \Rightarrow 100 - {Z_C} = 0 \Rightarrow \,\,{Z_C} = 100\,\,\)mà \(\,{Z_C} = \frac{1}{{C\omega }}\)
\( \Rightarrow C = \frac{1}{{{Z_C}\omega }} = \frac{1}{{100 \cdot 100\pi }} = \frac{{{{10}^{ - 4}}}}{\pi }\,\,(F)\)
Hướng dẫn giải:
+ Cách 1: Phương pháp đại số
+ Cách 2: Phương pháp casio giải điện xoay chiều