Điện trở \(R = 30\Omega \) và một cuộn dây mắc nối tiếp với nhau. Khi đặt hiệu điện thế không đổi \(24V\) vào hai đầu mạch này thì dòng điện qua nó là \(0,6A\). Khi đặt một hiệu điện thế xoay chiều có \(f{\rm{ }} = {\rm{ }}50Hz\) vào hai đầu mạch thì dòng điện trong mạch lệch pha \({45^0}\) so với hiệu điện thế này. Tính điện trở thuần \(r\) và \(L\) của cuộn dây?
Trả lời bởi giáo viên
+ Khi đặt hiệu điện thế không đổi thì tổng trở của mạch: \(Z = R + r\)
+ Ta có: \(Z = \frac{U}{I} = \frac{{24}}{{0,6}} = 40\Omega \)
Ta suy ra: \(R + r = 40 \to r = 40 - R = 40 - 30 = 10\Omega \)
+ Khi đặt hiệu điện thế xoay chiều có \(f = 50Hz\) vào hai đầu mạch thì \(u\) và \(i\) lệch pha nhau góc \(\varphi = {45^0}\)
Ta có: \(\tan \varphi = \frac{{{Z_L}}}{{R + r}} \leftrightarrow \tan {45^0} = \frac{{{Z_L}}}{{40}} \to {Z_L} = 40\tan {45^0} = 40\Omega \)
+ Mặt khác, ta có: \({Z_L} = \omega L = 2\pi f.L \to L = \frac{{{Z_L}}}{{2\pi f}} = \frac{{40}}{{2\pi .50}} = 0,127H\)
Hướng dẫn giải:
+ Xác định tổng trở của mạch khi đặt hiệu điện thế không đổi
+ Vận dụng biểu thức định luật Ôm: \(I = \frac{U}{Z}\)
+ Vận dụng biểu thức: \(\tan \varphi = \frac{{{Z_L} - {Z_C}}}{R}\)
+ Vận dụng biểu thức tính cảm kháng: \({Z_L} = \omega L = 2\pi fL\)