Khi giải vấn đề về hiện tượng lạ cộng hưởng điện bạn đọc phải nắm vững điều kiện để xảy ra hiện tượng cộng hưởng và điểm sáng của nó. Bài viết tóm tắt lý thuyết, nếu một trong những ví dụ bao gồm lời giải chi tiết và bài tập để bạn đọc tự luyện. Nội dung bài viết tương đối dài nên có thể trình bài bác sơ qua một số nét để độc giả tham khảo.
Bạn đang xem: Hiện tượng cộng hưởng điện
HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG ĐIỆN
1.Phương pháp chung:
1. Cộng hưởng điện: Điều kiện: ZL = ZC (omega L=frac1Comega Leftrightarrow LComega ^2=1)
+ Cường độ chiếc điện vào mạch cực 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 cùng cường độ loại điện thuộc pha ( tức φ = 0 )
+ Hệ số hiệu suất cực đại: cosφ = 1.
2. Ứng dụng: tìm L, C, tìm kiếm f khi gồm Cộng tận hưởng điện:
+ số chỉ ampe kế cực đại, tuyệt cường độ mẫu điện hiệu dụng đạt giá bán trị khủng nhất
+ cường độ mẫu điện cùng điện áp cùng pha, điện áp hiệu dụng: (U_L=U_C ightarrow U_R=U);
+ hệ số hiệu suất cực đại, năng suất cực đại....
2.Các ví dụ:
Ví dụ 1:
Cho mạch năng lượng điện như hình vẽ.
(u_AB = 200sqrt2cos100pi t (V); R =100Omega ; L=frac1pi H;) C là tụ điện biến hóa ;RV→ ∞ . Tra cứu C nhằm vôn kế V có số chỉ khủng nhất. Tính Vmax?
Giải: Số chỉ của Vôn Kế (V) là quý hiếm điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch cất R và L.
Ta có:
.Do R, L không đổi cùng U xác định =>UV=UVmax=> cộng hưởng điện, cần ZL=ZC
Chọn B
Ví dụ 2: Cho mạch điện không phân nhánh có R = 40Ω, cuộn dây gồm r = 20Ω với L = 0,0636H, tụ điện bao gồm điện dung núm đổi. Đặt vào nhì đầu đoạn mạch một năng lượng điện áp luân phiên chiều gồm f = 50Hz cùng U = 120V. Điều chỉnh C nhằm điện áp hiệu dụng nhì đầu cuộn dây đạt quý hiếm 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 hai đầu cuộn dây: Ud = I.Zd . Vị Zd không nhờ vào vào sự biến đổi của C phải Ud đạt giá bán trị cực to khi I = Imax. Suy ra vào mạch phải bao gồm cộng tận hưởng điện. Thời gian đó:
Ví dụ 3: mang lại mạch năng lượng điện xoay chiều như hình vẽ.
Biết R = 50Ω, (L=frac1pi H)H. Đặt vào nhì đầu đoạn mạch một điện áp luân chuyển chiều (u=220sqrt2cos100pi t)(V). Biết tụ điện C gồm thể biến hóa được.
a. Định C để điện áp đồng pha với cường độ dòng điện.
b. Viết biểu thức loại điện qua mạch.
Bài giải:
a. Để u và i đồng pha: thì trong mạch xẩy ra hiện tượng cộng hưởng điện.
b. Bởi vì trong mạch xẩy ra cộng tận hưởng điện đề nghị Zmin = R (A)
Pha lúc đầu của chiếc điện: (varphi _i=varphi _u-varphi =0-0=0).
Vậy (i=4,4sqrt2cos100pi t) (A)
Ví dụ 4: (ĐH-2009): Đặt điện áp chuyển phiên chiều có mức giá trị hiệu dụng 120V, tần số 50 Hz vào nhì đầu đoạn mạch mắc tiếp liền gồm điện trở thuần 30 W, cuộn cảm thuần gồm độ trường đoản cú cảm (frac0,4pi ) (H) và tụ điện có điện dung thay đổi được. Điều chỉnh điện dung của tụ điện thì điện áp hiệu dụng thân hai đầu cuộn cảm đạt giá chỉ trị cực đại bằng
A. 150 V. B. 160 V. C. 100 V. D. 250 V.
Giải:
(cộng tận hưởng điện).
Chọn B
Ví dụ 5: Một mạch điện xoay chiều RLC ko phân nhánh tất cả (R=100Omega , L=frac2pi H), tụ điện tất cả điện dung C biến hóa được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một năng lượng điện áp xoay chiều (u_AB=200sqrt2cos(100pi t+fracpi 4)) . Quý hiếm của C và công suất tiêu thụ của mạch khi điện áp thân hai đầu R thuộc pha với điện áp nhì đầu đoạn mạch dìm cặp quý giá nào sau đây:
Giải: Ta thấy lúc uR cùng pha cùng với uAB tức là uAB thuộc pha cùng với cường độ chiếc điện i. Vậy trong mạch xẩy ra cộng hưởng trọn điện: ZL=ZC (Rightarrow C=frac1Z_Lomega ) . Cùng với ZL=Lω= 200Ω => (C=frac10^-42pi )F
hôm nay 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 gồm thể thay đổi được. Tính năng lượng điện áp hiệu dụng 2 đầu R lúc biểu thức dòng điện bao 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 từ bây giờ u với i cùng pha. Cần trong mạch xẩy ra cộng hưởng trọn điện. =>thì uR=u=220(sqrt2)cosωt(V) =>UR=(frac220sqrt2sqrt2)=220V.
Chọn B
Ví dụ 7: Một mạch năng lượng điện không phân nhánh bao gồm điện trở R=100Ω ,cuộn thuần cảm tất cả L biến đổi được và tụ bao gồm điện dung C. Mắc mạch vào nguồn bao gồm (u=100sqrt2cos(100pi t+fracpi 6)V). Thay đổi L để điện áp hai đầu năng lượng điện trở có mức giá trị hiệu dụng UR=100V. Biểu thức nào dưới đây đúng đến cường độ loại điện qua mạch:
Giải: Theo đề ta gồm U=100V, UR=100V. Vậy UR=U, vì vậy trong mạch xảy ra cộng hưởng điện.
+ từ bây giờ i thuộc pha với u với I= (fracUR=frac100100=1A)
+Do i cùng pha với u -> I0=(Isqrt2=sqrt2ARightarrow i=sqrt2cos(100pi t+fracpi 6)(A))
Chọn A
Ví dụ 8: cho mạch năng lượng điện xoay chiều như hình vẽ. Biết (R = 200Omega , L=frac2pi H, C=frac10^-4pi F) . Đặt vào hai đầu mạch năng lượng điện một năng lượng điện áp xoay chiều (u=100cos100pi t(V))
a. Tính số chỉ của ampe kế.
b. Lúc R, L, C ko đổi để số chỉ của ampe kế to nhất, thì tần số loại điện phải bởi bao nhiêu? Tính số chỉ ampe kế dịp đó. (Biết rằng dây nối và phương tiện đo ko làm ảnh hưởng đến mạch điện).
Bài giải:
Ví dụ 9: mang đến đoạn mạch như hình vẽ (U_AB=63sqrt2cosomega t(V);R_A=0,)RV = ∞ Cuộn dây thuần cảm tất cả cảm phòng ZL=20 Ω , biến hóa C cho tới khi Vôn kế V chỉ cực to 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 không phân nhánh bao gồm điện trở R= 100Ω, cuộn dây thuần cảm tất cả L= 1/π (H) với tụ bao gồm điện dung C thay đổi . Đặt vào nhì đầu đoạn mạch điện áp u= 200(sqrt2)cos100πt(V). Chuyển đổi điện dung C cho tới khi điện áp hai đầu cuộn dây đạt rất đại. Giá bán trị cực lớn đó bằng:
A. 200V B. 100(sqrt2)V C. 50(sqrt2)V D. 50V
Câu 2. Cho mạch điện xoay chiều gồm R, cuộn dây thuần cảm L = 0,159H với C0 = 100/π(mF). Đặt vào nhị đầu mạch một điện áp u = U0cos100πt(V). Cần mắc thêm tụ C chũm nào và có giá trị từng nào để mạch tất cả cộng hưởng điện? A.Mắc thông liền thêm tụ C = 100/π(mF).
B.Mắc thông liền thêm tụ C = 2.10-4/π(F).
C.Mắc tuy vậy song thêm tụ C = 100/π(mF).
D.Mắc thông suốt thêm tụ C = 2.10-3/π(F).
Câu 3. Cho mạch RLC mắc tiếp liền có (R=100(Omega )) và (L=frac1pi (H),C=frac5.10^-4pi (F)). Đặt vào nhì đầu đoạn mạch một năng lượng điện áp (u=120sqrt2cos100pi t(V)). Để dòng điện vào mạch thuộc pha với năng lượng điện áp nhì đầu đoạn mạch ta bắt buộc ghép thông liền hay song song cùng với tụ C một tụ C1 bao gồm điện dung là bao nhiêu ?
A. Ghép song song ; (C_1=frac5.10^-4pi (F)) B. Ghép nối liền ;(C_1=frac5.10^-4pi (F))
C. Ghép tuy nhiên song ; (C_1=frac5.10^-44pi (F)) D. Ghép nối tiếp ;(C_1=frac5.10^-44pi (F))
Câu 4. Cho một quãng mạch luân phiên 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)). Muốn dòng điện trong mạch cực đại thì đề nghị ghép thêm với tụ điện C1 một tụ điện tất cả điện dung C2 bởi bao nhiêu và ghép vậy nào?
A. Ghép tuy vậy song cùng C2 = (frac3pi .10^-4(F)) B. Ghép nối liền và C2 =(frac3pi .10^-4(F))
C. Ghép song song và C2 = (frac5pi .10^-4(F)) D. Ghép nối tiếp và C2 = (frac5pi .10^-4(F))
Câu 5. cho 1 đoạn mạch năng lượng điện xoay chiều AB có R, L, C mắc nối tiếp có R = 200Ω. Đặt vào hai đầu đoạn mạch này một điện áp chuyển phiên chiều có mức giá trị hiệu dụng 220V và tần số đổi khác được. Khi biến đổi tần số, năng suất tiêu thụ hoàn toàn có thể đạt giá chỉ trị cực to bằng
A. 200W. B. 220(sqrt2)W. C. 242 W D. 484W.
Câu 6. cho đoạn mạch RLC nối liền có cực hiếm các phần tử cố định. Đặt vào nhị đầu đoạn này một năng lượng điện áp luân phiên chiều bao gồm tần số cố đổi. Khi tần số góc của loại điện bởi w0 thì cảm phòng và dung kháng có mức giá trị ZL = 100Ω cùng ZC = 25Ω. Để vào mạch xảy ra cộng hưởng, ta phải đổi khác tần số góc của cái điện mang đến 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 điện áp luân chuyển chiều có mức giá trị hiệu dụng là 50V cùng tần số 50Hz.Khi năng lượng điện dung của tụ có giá trị là C1 thì số chỉ của ampe kế cực lớn và bởi 1A. Giá trị của R cùng 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: mang lại mạch điện như hình vẽ:.uAB = 200cos100πt (V); R= 100; C = 0,318.10-4F.Cuộn dây bao gồm độ tự cảm L thay
đổi được. Khẳng định Độ tự cảm L nhằm hệ số hiệu suất của mạch béo nhất? công suất tiêu thụ lúc chính là bao nhiêu? hãy chọn đáp án đúng trong số đáp án sau:
A.L = (frac1pi )H;P = 200W B.L = (frac12pi ) H; p. = 240W
C.L = (frac2pi )H; p =150W D.Một cặp cực hiếm khác.
Xem thêm: Progress Là Gì - Progress Nghĩa Là Gì Trong Tiếng Anh
Câu 9: Cho đoạn mạch RLC nối tiếp có giá trị các thành phần cố định. Đặt vào nhì đầu đoạn này một hiệu điện cầm cố xoay chiều bao gồm tần số vậy đổi. Khi tần số góc của cái điện bằng w0 thì cảm kháng và dung kháng có giá trị ZL = 20Ω cùng ZC = 80Ω. Để trong mạch xẩy ra cộng hưởng, phải biến đổi tần số góc của dòng điện cho 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