Giải bài 10 trang 80 – Bài 14 - SGK môn Vật lý lớp 12
Mạch điện xoay chiều gồm có: \(R = 20Ω\), \( C=\dfrac{1}{2000\pi }F \) và \( L=\dfrac{0,2}{\pi }H \). Biết điện áp tức thời hai đầu mạch \( u=8\cos \omega t\left( V \right) \), tính \(\omega\) để trong mạch có cộng hưởng. khi đó viết biểu thức của i.
- Mạch cộng hưởng, ta có: \( {{Z}_{L}}={{Z}_{C}}\Leftrightarrow {{\omega }^{2}}LC=1 \)
\( \Rightarrow \omega =\dfrac{1}{\sqrt{LC}}=\dfrac{1}{\sqrt{\dfrac{0,2}{\pi }.\dfrac{1}{2000\pi }}}=100\pi \left( rad/s \right) \)
Vì là mạch cộng hưởng nên i cùng pha với u:
\( \Rightarrow {{\varphi }_{i}}={{\varphi }_{u}}=0\left( rad \right) \)
Ta có:
\( \begin{align} & {{I}_{0}}=\dfrac{{{U}_{0}}}{R}=\dfrac{80}{20}=4\left( A \right) \\ & \Rightarrow i=4\cos \left( 100\pi \right)\left( A \right) \\ \end{align} \)
Ghi nhớ:
- Tổng trợ của mạch R L C nối tiếp: \( z=\sqrt{{{R}^{2}}+{{\left( {{Z}_{L}}-{{Z}_{C}} \right)}^{2}}} \)
- Định luật Ôm cho đoạn mạch xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp: \( I=\dfrac{U}{Z} \)
- Công thức tính góc lệch pha \(\varphi\) giữa điệp áp và dòng điện: \( \tan \varphi =\dfrac{{{Z}_{L}}-{{Z}_{C}}}{R} \)
+ Nếu \({{Z}_{L}}>{{Z}_{C}}:\) Điện áp u sớm pha so với dòng điện i.
+ Nếu \({{Z}_{L}}<{{Z}_{C}}:\) Điện áp u trễ pha so với dòng điện i.
- Cộng hưởng điện xảy ra khi \({{Z}_{L}}={{Z}_{C}}\) hay \( {{\omega }^{2}}LC=1 \)
khi đó \(I\) sẽ lớn nhất: \( I=\dfrac{U}{R} \)