Bài 4 trang 85 SGK Vật lí 12

Đề bài

Hãy chọn câu đúng

Mạch điện xoay chiều nối tiếp R = 10 Ω; Z_L = 8 Ω; Z_C = 6 Ω với tận số f. Giá trị của tần số để hệ số công suất bằng 1:

A. là một số < f;                B. là một số > f;

C. là một số = f;               D. không tồn tại.

Hướng dẫn giải

Sử dụng lí thuyết về điều kiện xảy ra hiện tượng cộng hượng điện

Lời giải chi tiết

Đáp án A.

+ Để có hệ số công suất bằng 1 thì mạch phải xảy ra hiện tượng cộng hưởng.

Tức là: \(\omega L = {1 \over {\omega C}} \Leftrightarrow 2\pi {f_0}L = {1 \over {2\pi {f_0}C}} \Leftrightarrow {f_0} = {1 \over {2\pi \sqrt {LC} }}\)     (1)

+ Với tần số f ta có: 

\(\eqalign{
& \left\{ \matrix{
{Z_L} = \omega L = 2\pi fL = 8 \hfill \cr
{Z_C} = {1 \over {\omega C}} = {1 \over {2\pi fC}} = 6 \hfill \cr} \right. \Rightarrow {f^2} = {8 \over 6}.{1 \over {4{\pi ^2}LC}} \cr&\Rightarrow f = {2 \over {\sqrt 3 }}.{1 \over {2\pi \sqrt {LC} }} \cr
& \cr} \)   (2)

+ Từ (1) và (2) \( \Rightarrow {f_0} = {{\sqrt 3 } \over 2}f < f\)