Hai đoạn mạch X và Y là các đoạn mạch điện xoay chiều không

39/40

(Đề ĐGNL ĐHQG Hà Nội-3-2021) Hai đoạn mạch X và Y là các đoạn mạch điện xoay chiều không phân nhánh. Nếu mắc đoạn mạch X vào điện áp xoay chiều u=U0cos(ωt) thì cường độ dòng điện qua mạch sớm pha π/6 với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch, công suất tiêu thụ trên X khi đó là P1 = 2503 W. Nếu mắc nối tiếp hai đoạn mạch X và Y rồi nối vào điện áp xoay chiều như trường hợp trước thì điện áp giữa hai đầu của đoạn mạch X và đoạn mạch Y vuông pha với nhau. Công suất tiêu thụ trên X lúc này là P2 = 903 W. Hệ số công suất của đoạn mạch X nối tiếp Y bằng

0,707

0,86

0,5

0,92

Giải thích

Cách giải: Đoạn mạch X (có tính dung kháng) và ta xem như:

Hai đoạn mạch X và Y là các đoạn mạch điện xoay chiều không (ảnh 1)

Vẽ giản đồ vec tơ và chuẩn hóa cạnh tỉ lệ:

ZY2=RY2+ZYLC2=RY2+ZL2;ZYLCZY=cosπ6=32=>ZYLC=32ZY=>ZYLC=ZL=3RY.

Hai đoạn mạch X và Y là các đoạn mạch điện xoay chiều không (ảnh 2)

Hoặc dùng: .

Theo đề: P2X=U2Z2RX<=>903=U2RX(RX+RY)2+(ZL−ZC)2.⇔903=10003(3+RY)2+(3RY−1)2=>RY=43;ZL=433

Công suất tiêu thụ trên Y: PY=U2Z2RY=U2RY(RX+RY)2+(ZL−ZC)2=100043(3+43)2+(433−1)2=120W..

Độ lệch pha giữa u và i lúc này và hệ số công suất của cả đoạn mạch:

cosφ=RX+RY(RX+RY)2+(ZL−ZC)2=3+43(3+43)2+(433−1)2=4+3310=0,9196152423

Chọn D