Biết điện áp trên tổng trở 7 + j5 Ω là u(t) = 200sin(314t + 60⁰) V. Công suất phần tử tiêu thụ là:

Điện áp hiệu dụng: U = 220/sqrt(2) (V)
Công suất phản kháng: Q = U^2 * omega * C => C = Q / (U^2 * omega)
=> C = 15000 / ((220/sqrt(2))^2 * 314) = 15000 / (220^2 / 2 * 314) = 15000 * 2 / (220^2 * 314) = 0.001974 (F) = 1.974 (mF)
Vậy đáp án đúng là: A. 1,974 mF

Để giải bài toán này, ta cần thực hiện các bước sau:

1. Tính toán tổng trở của mạch:
- Điện trở R = 15 Ω
- Cảm kháng X_L = ωL = 314 * 10 * 10^-3 = 3.14 Ω
- Tổng trở Z = R + jX_L = 15 + j3.14 Ω

2. Tính toán dòng điện hiệu dụng:
- Điện áp hiệu dụng U = 220 / √2 ≈ 155.56 V
- Dòng điện hiệu dụng I = U / Z = 155.56 / (15 + j3.14)
- Để chia số phức, ta nhân cả tử và mẫu với số phức liên hợp của mẫu:
I = 155.56 * (15 - j3.14) / ((15 + j3.14)(15 - j3.14))
I = 155.56 * (15 - j3.14) / (15² + 3.14²)
I = 155.56 * (15 - j3.14) / (225 + 9.8596)
I = 155.56 * (15 - j3.14) / 234.8596
I ≈ (2333.4 - j488.4) / 234.8596
I ≈ 9.935 - j2.08 A

3. Tính toán công suất phức:
- Công suất phức S = U * I* (I* là liên hợp phức của I)
- Điện áp hiệu dụng dưới dạng phức: U = 155.56 * (cos(20⁰) + jsin(20⁰))
- U ≈ 155.56 * (0.9397 + j0.342) ≈ 146.18 + j53.2
- Liên hợp phức của dòng điện: I* = 9.935 + j2.08
- S = (146.18 + j53.2) * (9.935 + j2.08)
- S = (146.18 * 9.935 - 53.2 * 2.08) + j(146.18 * 2.08 + 53.2 * 9.935)
- S = (1452.27 - 110.66) + j(303.99 + 528.54)
- S = 1341.61 + j832.53 VA

Tuy nhiên, nếu ta tính công suất tác dụng P = R*I^2 ta có:
I = căn(9.935^2 + 2.08^2) = 10.15
P = 15*10.15^2 = 1545.6 W

Không có đáp án nào trùng khớp hoàn toàn, nhưng đáp án A có phần thực gần đúng với công suất tác dụng tính được. Do đó ta chọn đáp án A là đáp án gần đúng nhất.

Để viết phương trình Kirchhoff cho vòng V2, ta cần xét chiều dòng điện và chiều điện áp trên các phần tử của vòng. Theo hình vẽ:

* Dòng điện I2 đi qua Z2, tạo điện áp -Z2I2 (vì chiều dòng điện ngược chiều với chiều vòng V2).
* Dòng điện I3 đi qua Z3, tạo điện áp +Z3I3 (vì chiều dòng điện cùng chiều với chiều vòng V2).
* Nguồn E3 có chiều từ âm sang dương theo chiều vòng V2, do đó điện áp là -E3 (vì chiều điện áp ngược chiều với chiều vòng V2).

Vậy phương trình Kirchhoff cho vòng V2 là: -Z2I2 + Z3I3 = -E3 hay -Z2I2 + Z3I3 = E3

=> Vậy đáp án đúng là C

Để viết phương trình dòng điện vòng cho vòng V2, ta áp dụng định luật Kirchhoff 2 (KVL) cho vòng này. Tổng trở kháng của vòng V2 là Z₁ + Z₃, dòng điện chạy trong vòng là I_v2.

Xét ảnh hưởng của vòng V1 đến vòng V2: Dòng điện I_v1 chạy qua Z₁, và chiều của dòng điện I_v1 ngược với chiều của I_v2 trong Z₁, nên điện áp trên Z₁ do I_v1 gây ra phải được trừ đi.

Xét nguồn điện áp: E₁ và E₃ đều làm tăng dòng điện vòng V2 (cùng chiều với chiều dòng điện giả thiết), do đó chúng mang dấu dương.

Vậy, phương trình dòng điện vòng cho vòng V2 là: (Z₁ + Z₃)I_v2 - Z₁I_v1 = E₁ + E₃

Do đó, đáp án đúng là B.

Phương trình dòng điện vòng cho vòng V2 được viết dựa trên định luật Kirchhoff về điện áp (KVL). Trong vòng V2, ta có các thành phần: Z2, Z3 và nguồn E3. Dòng điện Iv2 chạy qua cả Z2 và Z3, và dòng Iv1 chạy qua Z2 theo hướng ngược lại. Do đó, phương trình KVL cho vòng V2 là: (Z2 + Z3)Iv2 - Z2Iv1 = E3.