Một mạch điện xoay chiều gồm các linh kiện lý tưởng R, L, C mắc nối tiếp. Tần số góc riêng của mạch là \({\omega _0}\), điện trở R có thể thay đổi. Hỏi cần phải đặt vào mạch một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, có tần số \(f\) bằng bao nhiêu để điện áp hiệu dụng \({U_{RL}}\) không phụ thuộc vào R?
Trả lời bởi giáo viên
Ta có :
+ Tần số góc riêng của mạch: \({\omega _0} = \dfrac{1}{{\sqrt {LC} }}\)
=> tần số riêng của mạch: \(f = \dfrac{{{\omega _0}}}{{2\pi }} = \dfrac{1}{{2\pi \sqrt {LC} }}\)
+ Hiệu điện thế hiệu dụng \({U_{RL}}\)
\({U_{RL}} = I.{Z_{RL}} = \dfrac{{U\sqrt {{R^2} + Z_L^2} }}{{\sqrt {{R^2} + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}} }} = \dfrac{U}{{\sqrt {1 + \dfrac{{Z_C^2 - 2{Z_L}{Z_C}}}{{{R^2} + Z_L^2}}} }}\)
\({U_{RL}}\) không phụ thuộc vào R \( \leftrightarrow {Z_C} = 2{Z_L} \to \omega = \dfrac{1}{{\sqrt {2LC} }}\)
=> Tần số \(f = \dfrac{\omega }{{2\pi }} = \dfrac{1}{{2\pi \sqrt {2LC} }} = \dfrac{{{f_0}}}{{\sqrt 2 }}\)
Hướng dẫn giải:
+ Sử dụng công thức tính tần số góc
+ Sử dụng công thức tính hiệu điện thế: \(U = IZ\) => Viết biểu thức \({U_{RL}}\)