Câu hỏi:
Mạch xoay chiều mắc nối tiếp cuộn dây thuần cảm độ tự cảm L, điện trở R =\(150\sqrt 3 \) Ω và tụ điện. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u = U0cos(2πft). Điện dung C và tần số ƒ có thẻ thay đổi được. Khi giữ nguyên C và thay đổi ƒ đến ƒ1 =25Hz hoặc ƒ2= 100Hz thì dòng điện trong mạch có giá trị hiệu dụng như nhau nhưng lệch pha nhau 2π/3. Trong các nhận xét sau đây, nhận xét nào là đúng về đặc điểm của mạch khi thay đổi các thông số của mạch?
(F) thì cường độ dòng điện hiệu dụng sẽ lớn nhất.
Phương pháp giải:
áp dụng các công thức khi biến đổi f trong mạch xoay chiều nối tiếp
Lời giải chi tiết:
Khi f biến thiên qua hai giá trị 25Hz và 100Hz thì mạch có cùng cường độ dòng điện I, tức là:
\(\begin{gathered}
\frac{U}{{{Z_1}}} = \frac{U}{{{Z_2}}} \Leftrightarrow \frac{U}{{\sqrt {{R^2} + {{\left( {{Z_{L1}} - {Z_{C1}}} \right)}^2}} }} = \frac{U}{{\sqrt {{R^2} + {{\left( {{Z_{L2}} - {Z_{C2}}} \right)}^2}} }} \hfill \\
= > \left| {{Z_{L1}} - {Z_{C1}}} \right| = \left| {{Z_{L2}} - {Z_{C2}}} \right| \hfill \\
{f_1} < {f_2} = > {Z_{L1}} < {Z_{L2}};{Z_{{C_1}}} > {Z_{C2}} \hfill \\
= > {Z_{L1}} < {Z_{C1}};{Z_{L2}} > {Z_{C2}} \hfill \\
= > {Z_{L1}} - {Z_{C1}} = - ({Z_{L2}} - {Z_{C2}}) \hfill \\
\Leftrightarrow {Z_{L1}} + {Z_{L2}} = {Z_{C1}} + {Z_{C2}} \hfill \\
\Leftrightarrow L.({\omega _1} + {\omega _2}) = \frac{1}{C}.(\frac{1}{{{\omega _1}}} + \frac{1}{{{\omega _2}}}) \hfill \\
= > {\omega _1}.{\omega _2} = \frac{1}{{LC}} = \omega _0^2 \hfill \\
= > {f_1}.{f_2} = f_0^2 = > {f_0} = 50Hz \hfill \\
\end{gathered} \)
Vậy khí f = 50Hz thì trong mạch xảy ra cộng hưởng.