Dạng 3: Cộng hưởng điện

Chúng ta tiếp tục học dạng 3 của bài 2, đây là dạng cuối cùng của bài có tên Cộng hưởng điện. Vậy cộng hưởng là gì? Ở đâu có cộng hưởng thì ở đó có lực cưỡng bức hay nói cách khác dao động cưỡng bức mới có khả năng gây ra cộng hưởng. Và ở bài đầu tiên của chuyên đề Dòng điện xoay chiều, chúng ta đã nói rất rõ, bản chất của dòng điện xoay chiều là một dao động cưỡng bức, cho nên dao động cưỡng bức gây ra cộng hưởng điện là một kết quả đặc biệt. Cho nên những bài toán hay hay, lạ lạ, có cái gì đó lớn nhất, nhỏ nhất rất dễ xảy ra cộng hưởng điện.

Khi các em học xong phần điện này các em có thể biết gần 40 dấu hiệu cộng hưởng điện. Và khi xảy ra cộng hưởng, có một điều đặc biệt đó là mọi thứ xảy ra đồng thời.

Bạn đang xem: Dạng 3: Cộng hưởng điện

Xem thêm : Hướng dẫn chi tiết cách pha nước chấm bánh cuốn chuẩn vị từng miền

Ta có: (I = frac{U}{Z} = frac{U}{sqrt{R^2} + (Z_L – Z_C)^2}) Do U không đổi ⇒ Imax ⇒ Zmin ⇒ ZL – ZC = 0 ⇔ ZL = ZC: Mạch xảy ra cộng hưởng điện Lúc này: (cdot Lomega = frac{1}{Comega } Leftrightarrow LComega ^2 = 1 Leftrightarrow omega =frac{1}{sqrt{LC}} rightarrow left{begin{matrix} T = 2 pi sqrt{LC} f = frac{1}{2pi sqrt{LC}} end{matrix}right.) (cdot U_L = U_C rightarrow u_L = – u_C left ( u_L = frac{Z_L}{Z_C}u_C right )) (cdot I_{max} = frac{U}{Z_{min}} = frac{U}{R} Leftrightarrow U_{R max} = U (U_R leq U)) (cdot varphi = 0): u cùng pha i, suy ra: + u cùng pha với uR + u cùng pha với uL + u cùng pha với uC

* Thay đổi L hoặc C hoặc (omega) để xảy ra cộng hưởng điện ⇒ ZL = ZC

Xem thêm : Bảo tàng Lịch sử Quốc gia

* Ghép với C một tụ C’ để xảy ra cộng hưởng điện (Rightarrow Z_{C_b} = Z_L) + Nếu (Z_{C_b} > Z_C) ⇒ ghép C’ nối tiếp C (Rightarrow Z_{C’} = Z_{C_b} – Z_{C} Rightarrow Z_{C} = frac{1}{Z_{C’}omega }) + Nếu (Z_{C_b} < Z_C) ⇒ ghép C’ song song C (Rightarrow Z_{C’} = frac{Z_{C}.Z_{C_b}}{Z_{C} – Z_{C_b}} Rightarrow C’ = frac{1}{Z_{C’}omega })

VD1: Đặt điện áp (u = 200sqrt{2}cos 100 pi t) (V) vào 2 đầu mạch RLC ghép nối tiếp có (R = 100 (Omega) ; L = frac{1}{pi } (H); C = frac{10^{-4}}{2 pi } (F)) a) Viết biểu thức i? b) Ghép C’ với C thì (U_R = 200 (Omega)). Viết biểu thức i lúc này? Giải: a) (Z_L = 100 (Omega), Z_C = 200 (Omega)) (U_0 = 200sqrt{2}) (omega = 100pi) (varphi _u = 0) Viết i: (bấm máy tính) (frac{U_0 angle varphi _u}{R + (Z_L – Z_C)^2i} = frac{200sqrt{2}}{100 + (100 – 200)^2i}) (=a+bi Shift rightarrow 2rightarrow 3 = I_0 angle varphi _i left ( 2 angle frac{pi }{4} right )) Vậy (i = 2cos left ( 100pi t + frac{pi}{4} right ) (A)) b) Ghép C’ với C ⇒ UR = 200 V = U ⇒ Cộng hưởng điện (I_{max} = frac{U}{R} Rightarrow I_{0 max} = frac{U_0}{R} = 2sqrt{2} (A)) (varphi _i = varphi _u = 0) Vậy (i = 2sqrt{2}cos100 pi t (A)) Mở rộng: Ghép C’ với C và có cộng hưởng điện ⇒ (Z_{C_b} = Z_L = 100 < Z_C = 200) ⇒ Ghép //

VD2: Đặt điện áp (u = 160sqrt{2}cos (100 pi t – frac{pi }{6})) (V) vào đầu mạch RLC có CR2 = 16L thì điện áp hai đầu mạch vuông pha điện áp hai đầu tụ C. Tìm UR, UL, UC? Giải: (u perp u_C) ⇒ Cộng hưởng điện (Rightarrow left{begin{matrix} U_R = U = 160 (V) (U_0 rightarrow U = 160) U_L = U_C (1)hspace{4cm} end{matrix}right.) Mà: (CR^2 = 16L Rightarrow R^2 = 16frac{L}{C} = 16frac{Lomega }{Comega }) (Rightarrow R^2 = 16Z_L.Z_C Rightarrow U_{R}^{2} = 16U_L.U_C (2)) Từ (1) và (2) (Rightarrow U_L = U_C = frac{U_R}{4} = 40 (Omega ))

Nguồn: https://luatduonggia.edu.vn
Danh mục: Tổng hợp