Môn Lý - Lớp 12
50 bài tập Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất mức độ vận dụng cao
Câu hỏi:
Một đoạn mạch điện gồm đoạn mạch X mắc nối tiếp với đoạn mạch Y. Đoạn mạch Y gồm điện trở thuần 30 \(\Omega \) và cuộn cảm thuần có độ tự cảm \(\frac{0,4}{\pi }H\), sau đó đặt vào hai đầu đoạn mạch chứa X và Y một điện áp xoay chiều \(u={{U}_{o}}\text{cos}\omega \text{t}\) thì đồ thị điện áp tức thời của đoạn mạch X và đoạn mạch Y như hình bên. Nếu mắc cả đoạn mạch X và đoạn mạch Y với đoạn mạch T( Gồm điện trở thuần 80\(\Omega \) và tụ điện có điện dung\(\frac{{{10}^{-4}}}{\pi }F\)) nối tiếp, rồi mắc vào điện áp xoay chiều như trên thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch là:
75W
Phương pháp giải:
Sử dụng hàm phức
Lời giải chi tiết:
Từ đồ thị ta có: T=0,02s \(\to \omega =100\pi \);\({{u}_{Y}}=50\text{cos100}\pi \text{t}\text{, }{{u}_{X}}=75\text{cos100}\pi \text{t}\)
Điện áp của mạch: \(u={{u}_{X}}+{{u}_{Y}}=50\text{cos100}\pi \text{t+}75\text{cos100}\pi \text{t=12}5\text{cos100}\pi \text{t}\)(V)
Cảm kháng của cuộn dây trong Y là: \({{Z}_{L}}=40\Omega \)
Tổng trở đoạn mạch Y: \({{\bar{Z}}_{Y}}=30+40i\)
Dòng điện trong mạch: \(\bar{i}=\frac{{{u}_{Y}}}{{{{\bar{Z}}}_{Y}}}=0,6-0,8i(A)\)
Tổng trở đoạn mạch X: \({{\bar{Z}}_{X}}=\frac{{{u}_{X}}}{{\bar{i}}}=45+60i\)
Tổng trở đoạn mạch T: \({{\bar{Z}}_{T}}=80-100i\)
Tổng trở cả mạch : \(\bar{Z}={{\bar{Z}}_{Y}}+{{\bar{Z}}_{X}}+{{\bar{Z}}_{T}}=155(\Omega )\)
Công suất tiêu thụ của đoạn mạch :\(P=\frac{{{U}^{2}}}{Z}=50(W)\)
Chọn B