Cho đoạn mạch xoay chiều nối tiếp gồm: Điện trở R = 60Ω; Cuộn cảm thuần có L = 0,255H; UAB = 120V không đổi; tần số dòng điện f = 50Hz. tụ điện có điện dung C biến thiên. Hãy xác định giá trị của C để điện áp giữa hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại.
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiĐiện áp hai đầu mạch được biểu diễn bằng véc tơ \(\vec U\) quay như hình vẽ.
\(\vec U = {\vec U_R} + {\vec U_L} + {\vec U_C}\)
gọi φ, φ’ là góc lệch pha giữa \({\vec U_{RL}}\) và so \(\vec U\) với \(\vec I\)
Theo định lí hàm số sin ta có:
\(\frac{{{U_c}}}{{\sin (\varphi ' - \varphi )}} = \frac{U}{{\sin (\frac{\pi }{2} - \varphi ')}}\)
Khi C biến thiên thì φ thay đổi, UC cực đại khi sin(φ’- φ) = 1=> φ’- φ =π/2
tanφ = -cotanφ’ hay tanφ.tanφ’ = -1
\(\frac{{{Z_L} - {Z_C}}}{R} = - \frac{R}{{{Z_L}}}\) = 125Ω => C = 25,4μF.
Đề thi HK1 môn Vật Lý 12 năm 2021-2022
Trường THPT Nguyễn Tất Thành