Khi giải câu hỏi về hiện tượng kỳ lạ cộng hưởng trọn điện bạn đọc phải nắm rõ điều kiện để xẩy ra hiện tượng cộng hưởng và đặc điểm của nó. Bài viết tóm tắt lý thuyết, nếu một số ví dụ bao gồm lời giải chi tiết và bài tập để độc giả tự luyện. Nội dung nội dung bài viết tương đối dài nên chỉ có thể trình bài sơ qua một vài nét để độc giả tham khảo.
Bạn đang xem: Cộng hưởng điện xoay chiều
HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG ĐIỆN
1.Phương pháp chung:
1. Cùng hưởng điện: Điều kiện: ZL = ZC (omega L=frac1Comega Leftrightarrow LComega ^2=1)
+ Cường độ chiếc điện trong mạch rất đại: Imax = (fracUZ_min=fracUR=fracU_RR)
+ Điện áp hiệu dụng:(U_L=U_C ightarrow U_R=U;P=P_max=fracU^2R)
+ Điện áp với cường độ mẫu điện cùng pha ( tức φ = 0 )
+ Hệ số năng suất cực đại: cosφ = 1.
2. Ứng dụng: tìm kiếm L, C, tìm f khi gồm Cộng tận hưởng điện:
+ số chỉ ampe kế cực đại, giỏi cường độ mẫu điện hiệu dụng đạt giá chỉ trị lớn nhất
+ cường độ cái điện và điện áp thuộc pha, điện áp hiệu dụng: (U_L=U_C ightarrow U_R=U);
+ hệ số hiệu suất cực đại, công suất cực đại....
2.Các ví dụ:
Ví dụ 1:
Cho mạch điện như hình vẽ.
(u_AB = 200sqrt2cos100pi t (V); R =100Omega ; L=frac1pi H;) C là tụ điện biến hóa ;RV→ ∞ . Tìm kiếm C để vôn kế V gồm số chỉ bự nhất. Tính Vmax?
Giải: Số chỉ của Vôn Kế (V) là cực hiếm điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch chứa R với L.
Ta có:
.Do R, L ko đổi cùng U xác định =>UV=UVmax=> cộng tận hưởng điện, buộc phải ZL=ZC
Chọn B
Ví dụ 2: Cho mạch điện không phân nhánh gồm R = 40Ω, cuộn dây tất cả r = 20Ω với L = 0,0636H, tụ điện tất cả điện dung nạm đổi. Đặt vào nhì đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có f = 50Hz và U = 120V. Điều chỉnh C để điện áp hiệu dụng nhì đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại, quý giá đó bằng:
A. 40V B. 80V C. 46,57V D. 40(sqrt2)V
Giải . Ta có:(Z_L=2pi f.L=2pi .50.0,0636=20Omega).
Điện áp hiệu dụng nhị đầu cuộn dây: Ud = I.Zd . Bởi vì Zd không dựa vào vào sự chuyển đổi của C phải Ud đạt giá trị cực đại khi I = Imax. Suy ra vào mạch phải có cộng hưởng trọn điện. Thời điểm đó:
Ví dụ 3: cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ.
Biết R = 50Ω, (L=frac1pi H)H. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một năng lượng điện áp luân phiên chiều (u=220sqrt2cos100pi t)(V). Biết tụ năng lượng điện C gồm thể đổi khác được.
a. Định C để điện áp đồng pha với cường độ mẫu điện.
b. Viết biểu thức cái điện qua mạch.
Bài giải:
a. Để u với i đồng pha: thì trong mạch xảy ra hiện tượng cùng hưởng điện.
b. Bởi vì trong mạch xẩy ra cộng hưởng điện yêu cầu Zmin = R (A)
Pha lúc đầu của mẫu điện: (varphi _i=varphi _u-varphi =0-0=0).
Vậy (i=4,4sqrt2cos100pi t) (A)
Ví dụ 4: (ĐH-2009): Đặt năng lượng điện áp luân chuyển chiều có giá trị hiệu dụng 120V, tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch mắc thông suốt gồm điện trở thuần 30 W, cuộn cảm thuần tất cả độ tự cảm (frac0,4pi ) (H) cùng tụ điện có điện dung thay đổi được. Điều chỉnh điện dung của tụ năng lượng điện thì điện áp hiệu dụng thân hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại bằng
A. 150 V. B. 160 V. C. 100 V. D. 250 V.
Giải:
(cộng hưởng trọn điện).
Chọn B
Ví dụ 5: Một mạch năng lượng điện xoay chiều RLC ko phân nhánh có (R=100Omega , L=frac2pi H), tụ điện có điện dung C chuyển đổi được. Đặt vào nhị đầu đoạn mạch một năng lượng điện áp luân chuyển chiều (u_AB=200sqrt2cos(100pi t+fracpi 4)) . Quý giá của C và công suất tiêu thụ của mạch khi năng lượng điện áp thân hai đầu R thuộc pha với điện áp nhì đầu đoạn mạch dìm cặp giá trị nào sau đây:
Giải: Ta thấy lúc uR thuộc pha cùng với uAB tức là uAB thuộc pha với cường độ cái điện i. Vậy trong mạch xẩy ra cộng hưởng điện: ZL=ZC (Rightarrow C=frac1Z_Lomega ) . Cùng với ZL=Lω= 200Ω => (C=frac10^-42pi )F
lúc này công suất P=Pmax= (P=P_max=fracU^2R=frac200^2100=400W)
Chọn A
Ví dụ 6: Mạch điện R,L,C nối tiếp, điện áp hai đầu mạch (u = 220sqrt2cosomega t(V)) và tất cả thể biến hóa được. Tính năng lượng điện áp hiệu dụng 2 đầu R khi biểu thức chiếc điện gồm dạng (i=I_0cosomega t):
A. 220(sqrt2)(V) B. 220(V) C. 110(V) D. 120(sqrt2)(V).
Giải: dựa vào dạng của phương trình cường độ dòng điện ta thấy hôm nay u và i thuộc pha. Cần trong mạch xẩy ra cộng tận hưởng điện. =>thì uR=u=220(sqrt2)cosωt(V) =>UR=(frac220sqrt2sqrt2)=220V.
Chọn B
Ví dụ 7: Một mạch điện không phân nhánh tất cả điện trở R=100Ω ,cuộn thuần cảm gồm L chuyển đổi được cùng tụ tất cả điện dung C. Mắc mạch vào nguồn gồm (u=100sqrt2cos(100pi t+fracpi 6)V). Biến đổi L để điện áp nhì đầu điện trở có mức giá trị hiệu dụng UR=100V. Biểu thức nào sau đây đúng mang đến cường độ mẫu điện qua mạch:
Giải: Theo đề ta có U=100V, UR=100V. Vậy UR=U, cho nên vì vậy trong mạch xẩy ra cộng hưởng trọn điện.
+ từ bây giờ i thuộc pha với u với I= (fracUR=frac100100=1A)
+Do i thuộc pha với u -> I0=(Isqrt2=sqrt2ARightarrow i=sqrt2cos(100pi t+fracpi 6)(A))
Chọn A
Ví dụ 8: mang lại mạch năng lượng điện xoay chiều như hình vẽ. Biết (R = 200Omega , L=frac2pi H, C=frac10^-4pi F) . Đặt vào hai đầu mạch điện một năng lượng điện áp luân phiên chiều (u=100cos100pi t(V))
a. Tính số chỉ của ampe kế.
b. Khi R, L, C không đổi nhằm số chỉ của ampe kế to nhất, thì tần số cái điện phải bởi bao nhiêu? Tính số chỉ ampe kế thời điểm đó. (Biết rằng dây nối và chính sách đo không làm tác động đến mạch điện).
Bài giải:
Ví dụ 9: mang lại đoạn mạch như hình vẽ (U_AB=63sqrt2cosomega t(V);R_A=0,)RV = ∞ Cuộn dây thuần cảm có cảm chống ZL=20 Ω , biến đổi C cho tới khi Vôn kế V chỉ cực đại 105V . Số chỉ của Ampe kế là :
A.0,25A B.0,3A C.0,42A D.0,35A
Chọn C
3. Trắc nghiệm :
Câu 1. Một mạch điện RLC ko phân nhánh tất cả điện trở R= 100Ω, cuộn dây thuần cảm gồm L= 1/π (H) cùng tụ tất cả điện dung C thay đổi . Đặt vào nhị đầu đoạn mạch năng lượng điện áp u= 200(sqrt2)cos100πt(V). Biến đổi điện dung C cho tới khi năng lượng điện áp hai đầu cuộn dây đạt cực đại. Giá bán trị cực to đó bằng:
A. 200V B. 100(sqrt2)V C. 50(sqrt2)V D. 50V
Câu 2. Cho mạch năng lượng điện xoay chiều tất cả R, cuộn dây thuần cảm L = 0,159H cùng C0 = 100/π(mF). Đặt vào nhì đầu mạch một điện áp u = U0cos100πt(V). Phải mắc thêm tụ C nạm nào và có giá trị bao nhiêu để mạch bao gồm cộng hưởng trọn điện? A.Mắc nối liền thêm tụ C = 100/π(mF).
B.Mắc nối liền thêm tụ C = 2.10-4/π(F).
C.Mắc tuy vậy song thêm tụ C = 100/π(mF).
D.Mắc tiếp nối thêm tụ C = 2.10-3/π(F).
Câu 3. Cho mạch RLC mắc tiếp nối có (R=100(Omega )) và (L=frac1pi (H),C=frac5.10^-4pi (F)). Đặt vào hai đầu đoạn mạch một năng lượng điện áp (u=120sqrt2cos100pi t(V)). Để dòng điện vào mạch thuộc pha với năng lượng điện áp nhị đầu đoạn mạch ta buộc phải ghép nối tiếp hay song song cùng với tụ C một tụ C1 tất cả điện dung là bao nhiêu ?
A. Ghép song song ; (C_1=frac5.10^-4pi (F)) B. Ghép tiếp liền ;(C_1=frac5.10^-4pi (F))
C. Ghép song song ; (C_1=frac5.10^-44pi (F)) D. Ghép tiếp liền ;(C_1=frac5.10^-44pi (F))
Câu 4. Cho một quãng mạch luân chuyển chiều RLC1 mắc tiếp liền ( cuộn dây thuần cảm ). Biết tần số cái điện là 50 Hz, (R = 40 (Omega ), L = frac15pi (H), C_1 = frac10^-35pi (F)). Mong dòng năng lượng điện trong mạch cực to thì yêu cầu ghép thêm cùng với tụ năng lượng điện C1 một tụ điện bao gồm điện dung C2 bằng bao nhiêu với ghép cố gắng nào?
A. Ghép song song cùng C2 = (frac3pi .10^-4(F)) B. Ghép nối liền và C2 =(frac3pi .10^-4(F))
C. Ghép tuy vậy song và C2 = (frac5pi .10^-4(F)) D. Ghép tiếp liền và C2 = (frac5pi .10^-4(F))
Câu 5. cho 1 đoạn mạch điện xoay chiều AB gồm R, L, C mắc tiếp liền có R = 200Ω. Đặt vào nhị đầu đoạn mạch này một điện áp luân chuyển chiều có mức giá trị hiệu dụng 220V với tần số biến hóa được. Khi đổi khác tần số, hiệu suất tiêu thụ rất có thể đạt giá bán trị cực to bằng
A. 200W. B. 220(sqrt2)W. C. 242 W D. 484W.
Câu 6. mang lại đoạn mạch RLC nối liền có cực hiếm các thành phần cố định. Đặt vào nhị đầu đoạn này một điện áp xoay chiều bao gồm tần số cầm đổi. Khi tần số góc của cái điện bằng w0 thì cảm kháng và dung kháng có mức giá trị ZL = 100Ω cùng ZC = 25Ω. Để vào mạch xẩy ra cộng hưởng, ta phải thay đổi tần số góc của loại điện cho giá trị w bằng
A. 4ω0. B. 2ω0. C. 0,5ω0. D. 0,25ω0.
Câu7: Cho mạch năng lượng điện xoay chiều như mẫu vẽ bên. Cuộn dây có (r= 10Omega , L=frac110pi H.) Đặt vào hai đầu đoạn mạch một năng lượng điện áp luân chuyển chiều có giá trị hiệu dụng là 50V và tần số 50Hz.Khi điện dung của tụ có giá trị là C1 thì số chỉ của ampe kế cực to và bởi 1A. Giá trị của R với C1 là
A. R = 40Ω và (C_1=frac2.10^-3pi F). B. R = 50Ω và (C_1=frac10^-3pi F).
C. R = 40Ω và (C_1=frac10^-3pi F) . D. R = 50Ω và (C_1=frac2.10^-3pi F) .
Câu 8: đến mạch điện như hình vẽ:.uAB = 200cos100πt (V); R= 100; C = 0,318.10-4F.Cuộn dây gồm độ từ bỏ cảm L thay
đổi được. Xác định Độ tự cảm L nhằm hệ số công suất của mạch phệ nhất? hiệu suất tiêu thụ lúc chính là bao nhiêu? nên lựa chọn đáp án đúng trong những đáp án sau:
A.L = (frac1pi )H;P = 200W B.L = (frac12pi ) H; p = 240W
C.L = (frac2pi )H; p. =150W D.Một cặp giá trị khác.
Xem thêm: Tìm Hiểu Các Yếu Tố Tự Sự Và Miêu Tả Trong Văn Nghị Luận, Soạn Bài Ngắn Nhất
Câu 9: Cho đoạn mạch RLC thông liền có quý hiếm các bộ phận cố định. Đặt vào hai đầu đoạn này một hiệu điện vậy xoay chiều gồm tần số cầm cố đổi. Lúc tần số góc của chiếc điện bằng w0 thì cảm kháng và dung kháng có giá trị ZL = 20Ω với ZC = 80Ω. Để trong mạch xảy ra cộng hưởng, phải biến đổi tần số góc của dòng điện đến giá trị w bằng
A. 4ω0. B. 2ω0. C. 0,5ω0. D. 0,25ω0.
Tải về
Luyện bài xích tập trắc nghiệm môn vật lý lớp 12 - xem ngay