Cho mạch điện \(RLC\) không phân nhánh, cuộn dây có điện trở \(r\). Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có tần số \(f{\rm{ }} = {\rm{ }}50Hz\). Cho điện dung \(C\) thay đổi người ta thu được đồ thị liên hệ giữa điện áp hai đầu phần mạch chứa cuộn dây và tụ điện như hình vẽ bên. Điện trở \(r\) có giá trị là:
Trả lời bởi giáo viên
+ Ta có biểu thức \({U_{rLC}} = \frac{{U\sqrt {{R^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}} }}{{\sqrt {{{\left( {r + R} \right)}^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}} }}\)
→ Tại C = 0 thì \({Z_C} = \infty \) , khi đó \({U_{rLC}} = U = 87V\)
→ Tại \(C = \infty \) thì \({Z_C} = 0\) , khi đó \({U_{rLC}} = \frac{{87\sqrt {{r^2} + Z_L^2} }}{{\sqrt {{{\left( {r + R} \right)}^2} + Z_L^2} }} = 36V\left( * \right)\)
+ Tại \(C = \frac{{100}}{\pi }\mu F \to {Z_C} = 100\Omega \) thì mạch xảy ra cộng hưởng \({Z_L} = {Z_C} = 100\Omega \) và \({U_{rLC}} = {U_{rLC\min }} = 17,4V\) \( \to {U_{rLC}} = \frac{{87r}}{{r + R}} = 17,4 \to R + r = 5r\)
→ Thay vào phương trình (*) ta tìm được \(r \approx 50\Omega \)
Hướng dẫn giải:
+ Sử dụng biểu thức tính hiệu điện thế: \(U = IZ\)
+ Các trường hợp khi \(C\) biến thiên