Cho mạch điện xoay chiều R, L, C mắc nối tiếp, trong đó R thay đổi được. Cho \(L = \dfrac{1}{\pi }H;C = \dfrac{{{{2.10}^{ - 4}}}}{\pi }F\), điện áp hai đầu mạch giữ không đổi có biểu thức \(u = 220\sqrt 2 {\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{in1}}00\pi t\left( V \right)\). Giá trị của R và công suất cực đại của mạch lần lượt là:
Trả lời bởi giáo viên
+ Ta có:
- Cảm kháng: \({Z_L} = \omega L = 100\pi .\dfrac{1}{\pi } = 100\Omega \)
- Dung kháng: \({Z_C} = \dfrac{1}{{\omega C}} = \dfrac{1}{{100\pi .\dfrac{{{{2.10}^{ - 4}}}}{\pi }}} = 50\Omega \)
Hiệu điện thế hiệu dụng: \(U = 220V\)
+ Công suất của mạch là: \(P = \dfrac{{{U^2}}}{{{R^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}}}R = \dfrac{{{U^2}}}{{R + \dfrac{{{{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}}}{R}}}\)
Để \({P_{max}}\) thì \(R + \frac{{{{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}}}{R}\) phải min
Khi đó \(R = \left| {{Z_L} - {Z_C}} \right| = 100 - 50 = 50\Omega \)
\( \to {P_{max}} = \dfrac{{{U^2}}}{{2R}} = \dfrac{{{{220}^2}}}{{2.50}} = 484W\)
Hướng dẫn giải:
+ Sử 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 \(P = \dfrac{{{U^2}}}{{{Z^2}}}R\)