HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG điện - Tài Liệu Text - 123doc

Tải bản đầy đủ (.docx) (9 trang)

1. Trang chủ
>>
2. Lớp 12
>>
3. Vật lý

HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG điện

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (177.58 KB, 9 trang )

HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG ĐIỆN1.Phương pháp chung:ωL =1. Cộng hưởng điện: Điều kiện: ZL = ZC1<=> LCω 2 = 1Cω<=>+ Cường độ dòng điện trong mạch cực đại: Imax =UU U= = RZ min RRU2RU L = UC → UR = U+ Điện áp hiệu dụng:; P= PMAX =+ Điện áp và cường độ dòng điện cùng pha ( tức φ = 0 )+ Hệ số công suất cực đại: cosφ = 1.2. Ứng dụng: tìm L, C, tìm f khi có Cộng hưởng điện:+ số chỉ ampe kế cực đại, hay cường độ dòng điện hiệu dụng đạt giá trị lớn nhất+ cường độ dòng điện và điện áp cùng pha, điện áp hiệu dụng:+ hệ số công suất cực đại, công suất cực đại....2.Các ví dụ:Ví dụ 1: Cho mạch điện như hình vẽ. uAB = 20021πH; C là tụ điện biến đổi ;V, 1072,4µF ;B. 2002;10−4Fπ;2C. 100V;210−4πµF ;C. Tìm C để vôn kế V có số chỉ lớn nhất. TínhVmax?A. 100ΩLRVRV →∞;cos100πt (V). R =100 ;AL=U L = UC → U R = UD. 2002;10−4πµF.BGiải: Số chỉ của Vôn Kế (V) là giá trị điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạchchứa R và L.I .Z RL = R 2 + Z L2 .Ta có: U V=định =>UR 2 + (Z L − Z C ) 2.Do R, L không đổi và U xác11Lω 210−4π1(100π) 2πUV=UVmax=> cộng hưởng điện, nên ZL=ZC => C===F.Chọn BVí dụ 2: Cho mạch điện không phân nhánh gồm R = 40Ω, cuộn dây có r = 20Ω vàL = 0,0636H, tụ điện có điện dung thay đổi. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điệnáp xoay chiều có f = 50Hz và U = 120V. Điều chỉnh C để điện áp hiệu dụng haiđầu cuộn dây đạt giá trị cực đại, giá trị đó bằng:2A. 40VB. 80VC. 46,57VD. 40 VZ L = 2π f .L = 2π .50.0,0636 = 20ΩGiải . Ta có:.Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây: Ud = I.Zd . Vì Zd không phụ thuộc vào sự thayđổi của C nên Ud đạt giá trị cực đại khi I = I max. Suy ra trong mạch phải có cộnghưởng điện. Lúc đó:U120I max ===2Z d = r 2 + Z L2 = 202 + 202 = 20 2ΩR + r 40 + 20(A) ;.⇒ U d max = I .Z d = 2.20 2 = 40 2Ω = 56,57Ω(V).Chọn D.L=Ví dụ 3: Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ. Biết R = 50Ω,u = 220 2 cos100π tAhai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiềucó thể thay đổi được.a. Định C để điện áp đồng pha với cường độ dòng điện.b. Viết biểu thức dòng điện qua mạch.Bài giải:R1πH. Đặt vàoLC(V). Biết tụ điện C Ba. Để u và i đồng pha:ϕ =0thì trong mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện.1110 −4⇒C = 2 ==12 1ωLπ⇒ ωL =( 100π ) .ωC⇒πZL = ZC;Fb. Do trong mạch xảy ra cộng hưởng điện nên Zmin = R⇒ Io =U o U o 220 2=== 4,4 2Z min R50Pha ban đầu của dòng điện:(A)(A)ϕ i = ϕu − ϕ = 0 − 0 = 0.Vậyi = 4, 4 2 cos100π tVí dụ 4: (ĐH-2009): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120V, tần số 50Hz vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần 30 Ω, cuộn cảm thuần0, 4πcó độ tự cảm(H) và tụ điện có điện dung thay đổi được. Điều chỉnh điện dungcủa tụ điện thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại bằngA. 150 V.B. 160 V.C. 100 V.D. 250 V.Z L = 40Ω ;U LMAX = I MAX .Z L =Giải:Chọn BU .Z L U .Z L==Z MINR120.40/30=160V (cộng hưởng điện).Ω2πVí dụ 5: Một mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh có R=100 , L= H,tụ điện có điện dung C thay đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện ápu AB = 200 2 cos(100πt +π)4CLRxoay chiều. Giá trị của C và côngA suất tiêu thụ của mạch Bkhi điện áp giữa hai đầu R cùng pha với điện áp hai đầu đoạn mạch nhận cặp giá trịnào sau đây:A.C=10−42πF , P=400W10 −3πB. C=10 −4πF , P=300W10 −42πC.C=F , P=400WC. C=F , P=200WGiải: Ta thấy khi uR cùng pha với uAB nghĩa là uAB cùng pha với cường độ dòngC=điện i. Vậy trong mạch xảy ra cộng hưởng điện: ZL=ZC200Ω10−42π=> C=1Z Lω=>. Với ZL=L =FLúc này công suất P=Pmax=Chọn AU 2 200 2== 400WR100Ví dụ 6: Mạch điện R,L,C nối tiếp, điện áp hai đầu mạch u = 220ωω2ωcos t(V) vàcó thể thay đổi được. Tính điện áp hiệu dụng 2 đầu R khi biểu thức dòng điện códạngi = I 0 Cosωt:2A. 220 (V)B. 220(V)C. 110(V)D. 120(V).Giải: Dựa vào dạng của phương trình cường độ dòng điện ta thấy lúc này u và icùng pha. Nên trong mạch xảy ra cộng hưởng điện. =>thì uR=u=220=>UR=220 222ωcos t(V)=220V. Chọn BΩ2Ví dụ 7: Một mạch điện không phân nhánh gồm điện trở R=100 ,cuộn thuầncảm có L thay đổi được và tụ có điện dung C. Mắc mạch vào nguồn cóu = 100 2Cos(100πt +π)V6. Thay đổi L để điện áp hai đầu điện trở có giá trị hiệudụng UR=100V. Biểu thức nào sau đây đúng cho cường độ dòng điện qua mạch:i = 2Cos100πt +A.π)6i = 2Cos(100πt +(A)B.πi = Cos(100πt + )6π)4(A)i = 2Cos(100πt )C.(A)D.(A)Giải: Theo đề ta có U=100V, U R=100V. Vậy UR=U, do đó trong mạch xảy racộng hưởng điện.+ Lúc này i cùng pha với u và I=U 100== 1AR 100+Do i cùng pha với u -> I 0=I 2=2Ai = 2Cos(100πt +=>RLπ)6(A)CABChọn AAMVí dụ 8: Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ.210−4C=L=ππBiết R = 200Ω,H,F. Đặt vào haiu = 100cos100π tđầu mạch điện một điện áp xoay chiều(V).a. Tính số chỉ của ampe kế.b. Khi R, L, C không đổi để số chỉ của ampe kế lớn nhất, thì tần số dòng điện phảibằng bao nhiêu? Tính số chỉ ampe kế lúc đó. (Biết rằng dây nối và dụng cụ đokhông làm ảnh hưởng đến mạch điện).Bài giải:2Z L = ω L = 100π . = 200Ωπa.Cảmkháng:;Dungkháng:ZC =1=ωC110 −4100π .π= 100ΩZ = R 2 + ( Z L − Z C ) = 2002 + ( 200 − 100 ) = 100 5Ω22Tổng trở của mạch:U1001Io = o ==Z 100 55Ta có :(A) ;Số chỉ của ampe kế :IA = I =Io1== 0,3225. 2I=b. Ta có:⇒ Z L − ZC = 0⇒ Z L = ZC(A)UR 2 + ( Z L − ZC )2; Để số chỉ của ampe kế cực đại IAmax thì Zmin(cộng hưởng điện);1⇒ 2π f .L =2π f .C⇒f =12π LC=12 10−42π.π π= 35,35HzI max =Số chỉ ampe kế cực đại: IAmax =Ví dụ 9: Cho đoạn mạch như hình vẽ :Z L = 200Ωthuần cảm có cảm kháng105V . Số chỉ của Ampe kế là :A.0,25AB.0,3AC.0,42AD.0,35A63R 2 + 2002RThế số :Chọn C3. Trắc nghiệm :(A)U AB = 63 2co s ωt (V ) RA = 0 RV = ∞,. Cuộn dây, thay đổi C cho đến khi Vôn kế V chỉ cực đạiHD: Cộng hưởng ZL =ZC => UAM max =105 =UU100= == 0,35Z min R2.200AU ABR=> R =150Ω; I =AR 2 + Z L2U R U AB 63==RR150LRV=0,42A .MCBCâu 1. Một mạch điện RLC không phân nhánh gồm điện trở R= 100Ω, cuộn dâythuần cảm có L= 1/π (H) và tụ có điện dung C thay đổi . Đặt vào hai đầu đoạnmạch điện áp u= 200cos100πt(V). Thay đổi điện dung C cho đến khi điện áp2hai đầu cuộn dây đạt cực đại. Giá trị cực đại đó bằng:A. 200VB. 100 VC. 50 V2D. 50V2Câu 2. Cho mạch điện xoay chiều gồm R, cuộn dây thuần cảm L = 0,159H và C0= 100/π(µF). Đặt vào hai đầu mạch một điện áp u = U0cos100πt(V). Cần mắc thêmtụ C thế nào và có giá trị bao nhiêu để mạch có cộng hưởng điện?A.Mắc nối tiếp thêm tụ C = 100/π(µF).B.Mắc nối tiếp thêm tụ C =-42.10 /π(F).C.Mắc song song thêm tụ C = 100/π(µF).D.Mắc nối tiếp thêm tụ C =-32.10 /π(F).Câu 3. Cho mạch RLC mắc nối tiếp cóR = 100(Ω)L=và15.10 −4(H ) C =(F )ππ,. Đặtu = 120 2 cos 100πt (V )vào hai đầu đoạn mạch một điện áp. Để dòng điện trong mạchcùng pha với điện áp hai đầu đoạn mạch ta phải ghép nối tiếp hay song song với tụC một tụ C1 có điện dung là bao nhiêu ?C1 =A. Ghép song song ;5.10 −4(F )π5.10C1 =4πC1 =B. Ghép nối tiếp ;−45.10 −4(F )π5.10 −4C1 =(F )4π(F )C. Ghép song song ;D. Ghép nối tiếp ;Câu 4. Cho một đoạn mạch xoay chiều RLC1 mắc nối tiếp ( cuộn dây thuần cảm ).Ω1(H)5π10 −3(F )5πBiết tần số dòng điện là 50 Hz, R = 40 ( ), L =, C1 =. Muốn dòngđiện trong mạch cực đại thì phải ghép thêm với tụ điện C1 một tụ điện có điện dungC2 bằng bao nhiêu và ghép thế nào?3 −4.10 (F)πA. Ghép song song và C2 =C. Ghép song song và C2 =5 −4.10 (F)π3 −4.10 (F)πB. Ghép nối tiếp và C2 =D. Ghép nối tiếp và C2 =5 −4.10 (F)πCâu 5. Cho một đoạn mạch điện xoay chiều AB gồm R, L, C mắc nối tiếp có R =200Ω. Đặt vào hai đầu đoạn mạch này một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng220V và tần số thay đổi được. Khi thay đổi tần số, công suất tiêu thụ có thể đạt giátrị cực đại bằng2A. 200W.B. 220 W.C. 242 WD.484W.Câu 6. Cho đoạn mạch RLC nối tiếp có giá trị các phần tử cố định. Đặt vào haiđầu đoạn này một điện áp xoay chiều có tần số thay đổi. Khi tần số góc của dòngđiện bằng ω0 thì cảm kháng và dung kháng có giá trị Z L = 100Ω và ZC = 25Ω. Đểtrong mạch xảy ra cộng hưởng, ta phải thay đổi tần số góc của dòng điện đến giá trịω bằngA. 4ω0.B. 2ω0.C. 0,5ω0.D. 0,25ω0.Câu7: Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ bên.Cr, LΩR1H10πMACuộn dây có r = 10 , L=. Đặt vào hai đầuđoạn mạch một điện áp xoay chiều có giá trị hiệudụng là 50V và tần số 50Hz.Khi điện dung của tụ có giá trị là C1 thì số chỉ của ampe kế cực đại và bằng 1A.Giá trị của R và C1 làA. R = 40C. R = 40ΩΩC1 =vàC1 =và2.10 −3Fπ.B. R = 50ΩC1 =và−310Fπ.D. R = 50ΩC1 =vàp ACâu 8: Cho mạch điện như hình vẽ:.uAB = 200cos100 t (V);10 −3Fπ2.10πR.−3F.LCBNWR= 100 ; C = 0,318.10-4F.Cuộn dây có độ tự cảm L thayđổi được. Xác định Độ tự cảm L để hệ số công suất của mạch lớn nhất? Công suấttiêu thụ lúc đó là bao nhiêu? Hãy chọn đáp án đúng trong các đáp án sau:A.L =1πH;P = 200W B.L =12πH; P = 240W C.L =2πH; P =150W D.Mộtcặpgiá trị khác.Câu 9: Cho đoạn mạch RLC nối tiếp có giá trị các phần tử cố định. Đặt vào haiđầu đoạn này một hiệu điện thế xoay chiều có tần số thay đổi. Khi tần số góc củadòng điện bằng ω0 thì cảm kháng và dung kháng có giá trị ZL = 20Ω và ZC = 80Ω.Để trong mạch xảy ra cộng hưởng, phải thay đổi tần số góc của dòng điện đến giátrị ω bằngA. 4ω0.0,25ω0.B. 2ω0.C. 0,5ω0.D.

Tài liệu liên quan

• Hiện tượng cộng hưởng plasmon bề mặt của các hạt nano kim loại
  • 10
  • 3
  • 2
• Luyện thi đại học môn vật lý chuyên đề hiện tượng cộng hưởng điện
  • 10
  • 1
  • 0
• Giáo án Vật lý 12 - THỰC HÀNH NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC VÀ HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG BẰNG CON LẮC ĐƠN doc
  • 3
  • 726
  • 1
• NGHIÊN CỨU HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG PHI TUYẾN TRONG THIẾT BỊ ĐIỆN CHỨA CUỘN DÂY LÕI THÉP pot
  • 7
  • 597
  • 2
• Chủ đề 6 : DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC VÀ HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG pot
  • 2
  • 1
  • 4
• THỰC HÀNH NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC VÀ HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG BẰNG CON LẮC ĐƠN pps
  • 3
  • 827
  • 1
• BÀI 19 + 20 : THỰC HÀNH NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC VÀ HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG BẰNG CON LẮC ĐƠN. potx
  • 3
  • 438
  • 0
• BÀI 19 + 20 : THỰC HÀNH NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC VÀ HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG BẰNG CON LẮC ĐƠN. pptx
  • 3
  • 446
  • 0
• DẠNG 6. HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG ĐIỆN potx
  • 2
  • 1
  • 7
• DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Chủ đề 2 : VIẾT BIỂU THỨC. HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG potx
  • 3
  • 924
  • 12

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

(365.11 KB - 9 trang) - HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG điện Tải bản đầy đủ ngay ×