Bài toán về độ lệch
pha
A: CƠ SỞ LÝ
THUYẾT
1,
Điều kiện cộng hưởng.
Điều iều
kiện: ZL = ZC 
+ Cường độ dòng điện trong mạch
cực đại: 
+ Điện áp và cường độ dòng điện
cùng pha ( tức φ = 0 )
2,
Điều kiện lệch pha.
+ Trên đoạn mạch không phân nhánh chỉ chứa các phần tử R, L, C. Giả sử M, N, P, Q là các điểm trên mạch đó. Độ lệch pha của uMN, uPQ so với dòng điện là:
+ Mặt khác: uMN, uPQ vuông góc với nhau khi và chỉ khi:
B: BÀI TẬP VÍ DỤ
|
Bài 1: Cho mạch điện không phân nhánh gồm R = 40Ω, cuộn dây có r = 20Ω
và L = 0,0636H, tụ điện có điện dung thay đổi. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một
điện áp xoay chiều có f = 50Hz và U = 120V. Điều chỉnh C để điện áp hiệu dụng
hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại, giá trị đó bằng: A:
40V
B:
80V
C: 56,57V D: 40V |
HD
Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây: Ud = I.Zd . Vì Zd không phụ thuộc vào sự thay đổi của C nên Ud đạt giá trị cực đại khi I = Imax. Suy ra trong mạch phải có cộng hưởng điện:
Chọn đáp án C
|
Bài
2: Một
đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM có điện
trở thuần 50 Ω mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm 1/π H, đoạn mạch
MB chỉ có tụ điện với điện dung thay đổi được. Điện áp u = U0cos100πt
(V) vào hai đầu đoạn mạch AB. Điều chỉnh điện dung của tụ điện đến giá trị C1
sao cho điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AB lệch pha π/2 so với điện áp giữa
hai đầu đoạn mạch AM. Giá trị của C1 bằng: A: 40/π (μF) B: 80/π (μF) C: 20/π (μF) D: 10/π(μF) |
HD
Ta có:
Vì u vuông góc với uAM nên 
Vậy giá trị của dung kháng là: 
Chọn đáp án B
|
Bài
3: Một
đoạn mạch nối tiếp gồm cuộn cảm thuần, tụ điện và điện trở R. Đặt vào hai đầu
đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá
trị hiệu dụng 120V thì cảm kháng của cuộn cảm là 25Ω vầ dung kháng của tụ là
100Ω. Nếu chỉ tăng tần số dòng điện lên hai lần thì điện áp hiệu dụng giữa
hai đầu điện trở là: A: 0V B: 120V C:
240V D: 60V |
HD
Ta có:
Khi tăng tần số dòng điện lên hai lần thì ZL = 50Ω, ZC = 50Ω nên xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện.
Vây ta có UR = U = 120V
Chọn đáp án B
|
Bài
4: Cho
đoạn mạch xoay chiều mắc nối tiếp theo đúng thứ tự gồm cuộn cảm thuần có độ
tự cảm L=4/π H, điện trở thuần và tụ điện có điện dung C= 0,1/π (mF). Nếu
điện áp đặt hai đầu đoạn chứa RL vuông pha với điện áp hai đầu đoạn mạch chứa RC thì R
bằng: A: 30Ω B: 120 Ω C: 160 Ω D:
200 Ω |
HD
Ta có: 
Chọn đáp án D
C: BÀI TẬP TỰ
LUYỆN
Bài 1
Cho dòng điện xoay chiều hình sin qua mạch điện chỉ
có điện trở thuần thì hiệu điện thế thức thời giữa hai đầu điện trở
A.
Chậm pha đối với dòng điện
B.
Nhanh pha đối với dòng điện
C.
Cùng pha với đòng điện
D.
Lệch pha π/2 với dòng điện
Bài 2
Đặt điện
áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120V, tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch mắc
nối tiếp gồm điện trở thuần 30 W, cuộn cảm thuần có độ tự cảm (H) và
tụ điện có điện dung thay đổi được. Điều chỉnh điện dung của tụ điện thì điện
áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại bằng:
|
A: 100V |
B: 160V |
C: 180V |
D:200V |
Bài 3
Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch AB gồm
hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn AM gồm điện trở thuần R = 100√3 Ω mắc nối tiếp với cuộn cảm
thuần có cảm kháng ZL, đoạn MB chí có tụ điện có dung kháng 200Ω. Biết điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AM và điện áp giữa
hai đầu đoạn AB lệch pha nhau π/6. Giá trị ZL
bằng:
A: 50 Ω B: 100 Ω C: 150 Ω D: 300 Ω
Bài 4
Một mạch
điện RLC không phân nhánh gồm điện trở R= 100Ω, cuộn dây thuần cảm có L=
1/π (H) và tụ có điện dung C thay đổi . Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u=
200cos100πt(V). Thay đổi điện dung C cho đến khi điện áp hai đầu cuộn dây đạt cực
đại. Giá trị cực đại đó bằng:
A: 200V B:
100V C: 50V D: 25V
Bài 5
Cho đoạn
mạch RLC nối tiếp có giá trị các phần tử cố định. Đặt vào hai đầu đoạn này một
hiệu điện thế xoay chiều có tần số thay đổi. Khi tần số góc của dòng 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 giá trị ω bằng:
A: 3 ω0 B: 1,5 ω0 C: 0,5 ω0 D: ω0
Bài 6
Sử dụng một điện áp xoay chiều ổn định vào 3 dụng cụ
gồm điện trở R, tụ điện C, cuộn cảm thuần L. Khi mắc lần lượt hai đoạn mạch nối
tiếp RC hoặc RL vào điện áp nói trên thì dòng điện tức thời trong hai trường hợp
lệch nhau 2π/3 và có dòng giá trị hiệu
dụng 2A. Khi mắc đoạn mạch nối tiếp RLC vào điện áp nói trên thì giá trị cường
độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là:
A: 4A B: 3A C: 2A D: 1A
Bài 7
Cho mạch điện gồm điên trở thuần R, tụ điện C và cuộn
dây thuần cảm L mắc nối tiếp. Với các giá trị ban đầu thì cường độ hiệu dụng
trong mạch đang có giá trị I và dòng điện i sớm pha π/3 hơn điện áp u đặt vào mạch. Nếu ta tăng L và R lên hai
lần, giảm C đi hai lần thì I và độ lệch pha giữa u và i sẽ biến đổi như thế nào
?
A.
I không đổi, độ lệch pha không đổi
B.
I giảm 4 lần, độ lệch pha không đổi
C.
I giảm 2 lần, độ lệch pha không đổi
D.
I và độ lệch pha đều giảm
Bài 8
Hai đoạn mạch nối tiếp RLC khác nhau đều cộng hưởng
với dòng điện xoay chiều tần số f. Nếu mắc nối tiếp hia đoạn mạch đó với nhau
thành một mạch thì nó sẽ cộng hưởng với dòng điện xoay chiều có tần số là :
A: f B: 2f C: 3f D: 4f
Bài 9
Một đoạn mạch nối tiếp gồm cuộn cảm thuần, tụ điện
và điện trở R. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng
U thì dung kháng gấp 4 lần cảm kháng. Nếu chỉ tăng tần số dòng điện k lần thì
điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở R là U. Giá trị k bằng:
A: 0,5 B: 2 C: 3 D:4
