Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ. Điện dung \(C\) có giá trị thay đổi được và cuộn dây thuần cảm. Điều chỉnh giá trị của \(C\) thì thấy: ở cùng thời điểm, số chỉ của \({V_1}\) cực đại (\({U_{A{M_{{\rm{max}}}}}}\)) thì số chỉ của \({V_1}\) gấp đôi số chỉ của \({V_2}\) . Hỏi khi số chỉ của \({V_2}\) cực đại ( \({U_{N{B_{{\rm{max}}}}}}\) ) thì số chỉ của \({V_2}\) gấp bao nhiêu lần số chỉ \({V_1}\)? (\({V_1}\) chỉ điện áp trên \(R\), còn \({V_2}\) chỉ điện áp trên \(C\))
Trả lời bởi giáo viên
Khi \({V_1}\) đạt cực đại thì xảy ra cộng hưởng điện: \({U_{1\max }} = {U_R} = {U_{AB}}{\rm{ }} \Leftrightarrow {U_L} = {U_C}_1 = \frac{1}{2}{U_{AB}} = > R = 2{Z_L} = 2{Z_{C1}}\)
Thay đổi để điện áp trên tụ cực đại thì
\(\begin{array}{l}{U_{C\max }} = \frac{U}{R}.\sqrt {{R^2} + Z_L^2} khi{Z_C} = \frac{{{R^2} + Z_L^2}}{{{Z_L}}}\\I' = \frac{{{U_{C2}}}}{{{Z_{C2}}}} = \frac{{\frac{U}{R}.\sqrt {{R^2} + Z_L^2} }}{{\frac{{{R^2} + Z_L^2}}{{{Z_L}}}}} = \frac{{U.{Z_L}}}{{R.\sqrt {{R^2} + Z_L^2} }} = > {U_R}^\prime = I'.R = \frac{{U.{Z_L}}}{{\sqrt {{R^2} + Z_L^2} }} = \frac{U}{{\sqrt 5 }}V\\{U_{C\max }} = \frac{U}{R}.\sqrt {{R^2} + Z_L^2} = \frac{{U.\sqrt {4Z_L^2 + Z_L^2} }}{{2{Z_L}}} = \frac{{U.\sqrt 5 }}{2}V = > \frac{{{U_{C\max }}}}{{{U_R}^\prime }} = \frac{{\sqrt 5 }}{2}.\sqrt 5 = 2,5\end{array}\)
Hướng dẫn giải:
Áp dụng các tính toán đại số tìm điều kiện cực đại của điện áp khi tụ \(C\) thay đổi
+ C thay đổi để \({U_{{R_{{\rm{max}}}}}}\) khi đó mạch cộng hưởng
+ C thay đổi để \({U_{{C_{{\rm{max}}}}}}\) khi đó: \({U_{{C_{{\rm{max}}}}}} = \frac{{U\sqrt {{R^2} + Z_L^2} }}{R}\)