Mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp

Các bài tập về dòng điện xoay chiều trong khuôn khổ thi ĐH...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp M ẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU RLC MẮC NỐI TIẾP Các bài tập về dòng điện xoay chiều trong khuôn khổ thi ĐH -Dạng 1 đơn giản nhất: +Viết biều thức các đại lượng. +Tính các giá trị hiệu dụng,tìm độ lệch pha -Dạng 2 cần sự biến đổi nhiều hơn một chú +Dựa vào những điều kiện sẵn có của đề bài tìm ra các đại lượng tương ứng như tìm giá trị R,L,C,các hiệu điện thế thành phần +Tính công suất ,hệ số công suất của các mạch thành phần -Dạng 3:Khó hơn một chút + Các bài toán cực trị khi các đại lượng R,L C,f thay đổi! + Các đẳng thức liên quan giữa R,ZL,Zc Dạng 1 ,dạng 2 thì các bạn có thể tự làm đc!Còn dạng 3 thì các bạn cùng mình xây dựng lại một số công thức ,đẳng thức ^^.Chú ý phương pháp dùng giản đồ vecto,sử dụng định lý Vieet ,đồ thị,bất đẳng thức (thông thường là Cauchy) Một số công thức áp dụng nhanh cho trắc nghiệm ( dạng hỏi đáp) Dạng 1: Cho R biến đổi Hỏi R để Pmax, tính Pmax, hệ số công suất cosφ lúc đó? U2 2 Đáp : R = │ZL - ZC│, PMax , cos ϕ = = 2R 2 Dạng 2: Cho R biến đổi nối tiếp cuộn dây có r Hỏi R để công suất trên R cực đại Đáp : R2 = r2 + (ZL - ZC)2 Dạng 3: Cho R biến đổi , nếu với 2 giá trị R1 , R2 mà P1 = P2 Hỏi R để PMax Đáp R = │ZL - ZC│= R1 R2 Dạng 4: Cho C1, C2 mà I1 = I2 (P1 = P2) Z C1 + Z C 2 Đáp Z c = Z L = Hỏi C để PMax ( CHĐ) 2 Dạng 5: Cho L1, L2 mà I1 = I2 (P1 = P2) Z L1 + Z L 2 Đáp Z L = Z C = Hỏi L để PMax ( CHĐ) 2 Dạng 6: Hỏi với giá trị nào của C thì điện áp hiệu dụng trên tụ điện UC cực đại R2 + ZL 2 , (Câu hỏi tương tự cho L) Đáp Zc = ZL Dạng 7 : Hỏi về công thức ghép 2 tụ điện, ghép 2 cuộn dây , ghép 2điện trở Đáp : Ghép song song C = C1 + C2 ; C > C1 , C2 1 1 1 Ghép nối tiếp C = C + C ; C < C1 , C2 1 2 Trường hợp ngược lại cho tự cảm L và điện trở R Dạng 8: Hỏi điều kiện để φ1, φ2 lệch pha nhau π/2 (vuông pha nhau) Đáp Áp dụng công thức tan φ1.tanφ2 = -1 Dạng 9 : Hỏi Điều kiện để có cộng hưởng điện mạch RLC và cáchệ quả Đáp : Điều kiện ZL = Zc → LCω2 = 1Hệ quả : Khi coù coäng höôûng ñieän, trong maïch xaûy racaùc hieän töôïng ñaëc bieät nhö: Toång trôû cöïc tieåu Zmin= R → U = UR ; UL = Uc• U Cöôøng ñoä hieäu duïng ñaït giaù trò cöïc ñaïi Imax =• R U2 Coâng suaát cöïc ñaïi Pmax = UI =• R Cöôøng ñoä doøng ñieän cuøng pha voái ñieän aùp, φ =•0 Heä soá coâng suaát cosφ = 1•Dạng 10: Hỏi khi cho dòng điện không đổi trong mạch RLC thì tác dụngcủa R, ZL, ZC?Đáp : I = U/R ZL = 0 ZC = ∞ Các hệ quả của hiện tượng cộng hưởng điện: 1. Hiệu điện thế uAB cùng pha với cường độ dòng điện i - Hệ số Công suất của mạch đạt giá trị cực đại Cosϕ = 1 => P=Pmax=UI - Tổng trở bằng điện trở thuần: Z=R - uR cùng pha với uAB - U - Số chỉ của Ampe kế chỉ giá trị cực đại I = R Các sự thay đổi liên quan đến hiện tượng cộng hưởng điện: 2. Giữ nguyên R,L,C thay đổi tần số góc ω ( Dẫn tới thay đổi tần số f) a. Hiệu điện thế uAB cùng pha với cường độ dòng điện i ϕ = 0 ; I=Imax……… R Vì lúc này ta có Cosϕ = = 1 vậy R=Z =>ZL-ZC=0 hay ZL=ZC Z Giữ nguyên các giá trị L,R, ω thay đổi C để I=Imax ( Số chỉ của ampe kế b. đạt giá trị cực đại) U I= 1 1 2 ; do U=const nên I=Imax khi Lω = => cộng Ta có R + ( Lω − 2 Cω ) Cω hưởng điện Giữ nguyên các giá trị C,R, ω thay đổi L để I=Imax ( Số chỉ của ampe kế c. đạt giá trị cực đại) U I= 1 1 2 ; do U=const nên I=I max khi Lω = => cộng Ta có R + ( Lω − 2 Cω ) Cω hưởng điện.d. Giữ nguyên các giá trị C,R, ω thay đổi L để hiệu điện thế giữa hai bản của tụ đạt giá trị cực đại: UC=UCmax U Ta có U C = Z C .I = Z C . do U=const và Zc=const nên để R 2 + (Z L − Z C ) 2 UC=UCmax Thì ta phải có ZL-ZC=0 => có cộng hưởng điện nguyên các giá trị L,R, ω thay đổi C để hiệu điện thế giữa hai hai đầu e. cuộn dây thuần cảm đạt giá trị cực đại: UL=ULmax U Ta có U L = Z L .I = Z C . do U=const và ZL=const ...