Một đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở thuần R = 100 Ω, một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm \(L=\frac{2}{\pi }\text{ }H\) và một tụ điện có điện dung \(C=\frac{{{10}^{-4}}}{\pi }\text{ }F\) mắc nối tiếp giữa hai điểm có điện áp \(u=200\sqrt{2}\cos \left( 100\pi t \right)\text{ }(V).\) Điện áp hai đầu cuộn cảm là
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiCảm kháng và dung kháng của mạch: \({{Z}_{L}}=\omega L=200\text{ }\Omega ;\text{ }{{Z}_{C}}=\frac{1}{\omega C}=100\text{ }\Omega .\)
Độ lệch pha giữa điện áp hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện:
\(\tan \left( {{\varphi }_{u}}-{{\varphi }_{i}} \right)=\frac{{{Z}_{L}}-{{Z}_{C}}}{R}=1\Rightarrow {{\varphi }_{u}}-{{\varphi }_{i}}=\frac{\pi }{4}.\)
Độ lệch pha giữa điện áp hai đầu đoạn mạch và điện áp hai đầu cuộn dây:
\({{\varphi }_{L}}-{{\varphi }_{u}}=\left( {{\varphi }_{L}}-{{\varphi }_{i}} \right)-\left( {{\varphi }_{u}}-{{\varphi }_{i}} \right)=\frac{\pi }{2}-\frac{\pi }{4}=\frac{\pi }{4}\Rightarrow {{\varphi }_{L}}=\frac{\pi }{4}+{{\varphi }_{u}}=\frac{\pi }{4}.\)
Ta có: \(\frac{{{U}_{0L}}}{{{U}_{0}}}=\frac{{{Z}_{L}}}{Z}=\frac{{{Z}_{L}}}{\sqrt{{{R}^{2}}+{{({{Z}_{L}}-{{Z}_{C}})}^{2}}}}=\sqrt{2}\Rightarrow {{U}_{0L}}={{U}_{0}}\sqrt{2}=400\text{ V}\text{.}\)
Biểu thức điện áp hai đầu cuộn dây: \({{u}_{L}}=400\text{cos}\left( 100\pi t+\frac{\pi }{4} \right)\text{ }(V).\)