Môn Lý - Lớp 12
50 bài tập Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất mức độ vận dụng (Phần 2)
Câu hỏi:
Mắc nối tiếp điện trở thuẩn , cuộn dây không thuần cảm và tụ điện vào điện áp \(u = 65\sqrt 2 \cos 100\pi t\left( V \right)\) thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở, cuộn dây và tụ điện lần lượt là 13V,13V và 65V. Hệ số công suất của cuộn dây là
Phương pháp giải:
Áp dụng công thức tính hệ số công suất \(\cos \varphi = \frac{R}{Z} = \frac{{{U_R}}}{U}\)
Biểu thức tính điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch có cuộn dây không thuần cảm
\(U = \sqrt {{{\left( {{U_R} + {U_r}} \right)}^2} + {{\left( {{U_L} - {U_C}} \right)}^2}} \)
Lời giải chi tiết:
Ta có điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây là : \({U_d} = \sqrt {U_r^2 + U_L^2} = > {U_r} = \sqrt {U_d^2 - U_L^2} \left( 1 \right)\)
Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch là
\(\begin{array}{l}{U^2} = {\left( {{U_R} + {U_r}} \right)^2} + {\left( {{U_L} - {U_C}} \right)^2} = U_R^2 + 2{U_R}{U_r} + U_d^2 - 2{U_L}{U_C} + U_C^2\\ = > {13^2} + 2.13.{U_r} + {13^3} - 2\sqrt {{{13}^2} - U_r^2} .65 + {65^2} = {65^2}\\ = > 13 + {U_r} = 5.\sqrt {{{13}^2} - U_r^2} = > {U_r} = 12V\end{array}\)
Hệ số công suất của cuộn dây là \(\cos {\varphi _d} = \frac{{{U_r}}}{{{U_d}}} = \frac{{12}}{{13}}\)
Chọn A