Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U và tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm biến trở R, cuộn cảm thuần L và tụ điện C mắc nối tiếp. Khi \(R = {R_1}\) thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu L và hai đầu C lần lượt là \({U_{\rm{L}}}\) và \({U_{\rm{C}}}\) với \({U_{\rm{C}}} = 2{U_{\rm{L}}} = U\). Khi \(R = {R_2} = \frac{{{R_1}}}{{\sqrt 3 }}\) thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu L là 100V. Giá trị của U là:
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiChọn D.
Để đơn giản, ta chọn R1 = 1.
Khi R = R1, theo giả thuyết bài toán
\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}} {{U_C} = 2{U_L}}\\ {{U_C} = U} \end{array} \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}} {{Z_C} = 2{Z_L}}\\ {{Z_C} = Z = \sqrt {R_1^2 + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}} } \end{array}} \right.\;} \right.\)
\({\left( {2{Z_L}} \right)^2} = {\left( 1 \right)^2} + {\left( {{Z_L} - 2{Z_L}} \right)^2}\)
\(\Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}} {{Z_L} = \frac{1}{{\sqrt 3 }}}\\ {{Z_C} = \frac{2}{{\sqrt 3 }}} \end{array}} \right.\;\left( 1 \right)\)
Khi \(R = \frac{{{R_1}}}{{\sqrt 3 }} = \frac{1}{{\sqrt 3 }}\), theo giả thuyết bài toán
\({U_L} = 100\;V\)
\(\frac{{U{Z_L}}}{{\sqrt {R_2^2 + {{\left( {{Z_L} - {Z_C}} \right)}^2}} }} = 100\;V\)
\(\mathop \Rightarrow \limits^{\left( 1 \right)} \frac{{U\left( {\frac{1}{{\sqrt 3 }}} \right)}}{{\sqrt {{{\left( {\frac{1}{{\sqrt 3 }}} \right)}^2} + {{\left( {\frac{1}{{\sqrt 3 }} - \frac{2}{{\sqrt 3 }}} \right)}^2}} }} = 100\;V\)
\(\Rightarrow U = 100\sqrt 2 \;V\)