Cho mạch điện xoay chiều theo thứ tự tụ điện có điện dung C, điện trở R và cuộn dây thuần cảm có độ tử cảm L mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu mạch điện
39/40
Cho mạch điện xoay chiều theo thứ tự tụ điện có điện dung C, điện trở R và cuộn dây thuần cảm có độ tử cảm L mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều ổn định có dạng \[u = U\sqrt 2 \cos (\omega t)(V).\] Gọi \[{U_{RL}}\]là điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm L và biến trở R, UC là điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm L. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của \[{U_{RL}},{U_C},{U_L}\] theo giá trị của R như trên hình vẽ. Khi R = 3R0 thì độ lệch pha giữa hiệu điện thế hai đầu mạch và cường độ dòng điện là φ (rad). Giá trị φ gần nhất với giá trị nào sau đây?
0,52 rad
1,05 rad
-0,3 rad
-0,2 rad
Phương pháp:
+ Đọc đồ thị
+ Sử dụng biểu thức của bài toán R thay đổi để \[{U_{RL}}\]không đổi khi đó: \[\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{U_{RL}} = U}\\{{Z_C} = 2{Z_L}}\end{array}} \right.\]
Cách giải:
Từ đồ thị, ta nhận xét: đường (2) là \[{U_{RL}} = h{\rm{/}}s\]
R thay đổi để \[{U_{RL}}\]không đổi khi đó: \[\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{U_{RL}} = U}\\{{Z_C} = 2{Z_L}}\end{array}} \right.\]
Khi đó, đường (1) là \[{U_C},\]đường (2) là \[{U_L}\]
+ Tại giá trị \[R = {R_0}\]thì: \[{U_C} = {U_{RL}} = U \Leftrightarrow \frac{U}{{\sqrt {R_0^2 + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}} }} \cdot {Z_C} = U\]
+ Tại \[R = 3{R_0} = 3\sqrt 3 {Z_L}\]
Khi đó, độ lệch pha giữa u và i: tanφ =ZL-ZCR=ZL-2ZL33ZL⇒φ = -0,19rad
Chọn D.