CHUYÊN ĐỀ GIẢI BÀI TẬP VỀ CỘNG HƯỞNG ĐIỆN
1. Phương pháp giải
- Khi ZL = ZC hay ωL = 1/ωC thì Zmin = R , lúc đó:
+ Cường độ I đạt giá trị cực đại:
\(I = {{\mathop{\rm I}\nolimits} _{max}} = \frac{U}{R}\)
+ Công suất đạt giá trị cực đại:
\(P = {P_{max}} = \frac{{{U^2}}}{R} = {I^2}_{\max }.R\)
+ Hiệu điện thế hai đầu điện trở bằng hiệu điện thế toàn mạch: UR=U
+ Hiệu điện thế hai đầu cuộn cảm bằng hiệu điện thế hai đầu tụ điện: UL=UC
+ Hiệu điện thế mạch LC bằng 0: ULC=0
+ Hệ số công suất bằng 1: cosφ=1=> φ=0
+ uAB cùng pha với i (cùng pha với uR)
+ uAB chậm pha π/2 so với uL
+ uAB nhanh pha π/2 so với uC
- Liên hệ giữa Z và tần số f :
fo là tần sồ lúc cộng hưởng
+ Khi f < fo : Mạch có tính dung kháng, Z và f nghịch biến
+ Khi f > fo : Mạch có tính cảm kháng, Z và f đồng biến
2. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Một đoạn mạch gồm R = 50 Ω , cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C = 2.10-4 / π F mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có điện trở hiệu dụng 110V, tần số 50Hz thì thấy u và i cùng pha với nhau. Tính độ tự cảm của cuộn cảm và công suất tiêu thụ của mạch.
Giải
ZC = 1 / 2πfC = 50Ω .
Để u và i cùng pha thì phải xảy ra hiện tượng cộng hưởng.
Khi đó: ZL = ZC = 50Ω ⇒ L = 1 / 2π H
Công suất tiêu thụ đạt giá trị cực đại:
P = Pmax = U2 / R = 242 W
Ví dụ 2: Cho mạch điện xoay chiều AB gồm R,L,C mắc nối tiếp. Biết R2C = 16L . Đoạn mạch đang cộng hưởng. Biết điện áp hiệu dụng của toàn đoạn mạch AB là 120 V. Tính điện áp hiệu dụng UR, UL, UC?
Giải
Giả thiết cho:
R2C = 16L ⇔ R2ωC = 16ωL ⇔ R2 . 1/ZC = 16ZL (1)
Đoạn mạch cộng hưởng nên: ZL = ZC (2)
Từ (1) và (2) ⇒ R2 = 16 ZL2 = 16 ZC2 ⇒ UR = 4UL = 4UC
Do U = 120V ⇒ UR = 120V; UL = UC = 30V
...
---Nội dung đầy đủ bài tập Ví dụ minh họa, mời các em xem online hoặc tải về máy tính---
3. Bài tập tự luyện
Bài 1: Cho đoạn mạch RLC nối tiếp có giá trị các phần tử cố định. Đặt vào hai đầu đoạn mạch này một hiệu điện thế xoay chiều có tần số thay đổi. Khi tần số góc của dòng điện bằng ω0 thì cảm kháng và dung kháng có giá trị 20 Ω và 80 Ω. Để trong mạch xảy ra cộng hưởng, phải thay đổi tần số góc của dòng điện đến giá trị ω bằng bao nhiêu?
Đ/S: 2ω0
Bài 2: Một cuộn dây có điện trở thuần 100 (Ω) và có độ tự cảm 1/π (H), nối tiếp với tụ điện có điện dung 500/π (μF). Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều tần số 50 (Hz). Để dòng điện trong mạch cùng pha với điện áp ta phải ghép nối tiếp với tụ C một tụ C1 có điện dung là bao nhiêu?
Đ/S: 125/π (μF)
...
---Để xem tiếp nội dung Bài tập tự luyện, vui lòng đăng nhập vào trang Chúng tôi để xem online hoặc tải về máy tính---
Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Tài liệu Chuyên đề Giải bài tập về Cộng hưởng điện môn Vật Lý lớp 12. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
Chúc các em học tập tốt !
