Chuyên đề Giải bài tập về Cộng hưởng điện môn Vật Lý lớp 12 năm học 2020-2021

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

<b>CHUYÊN ĐỀ GIẢI BÀI TẬP VỀ CỘNG HƯỞNG ĐIỆN </b>

<b>1. Phương pháp giải </b>

- Khi ZL = ZC hay ωL = 1/ωC thì Zmin = R , lúc đó:

+ Cường độ I đạt giá trị cực đại:

m

I <i>ax</i>

<i>U</i>
<i>I</i>

<i>R</i>

= =

+ Công suất đạt giá trị cực đại:

2
2
m<i>ax</i> max.

<i>U</i>

<i>P</i> <i>P</i> <i>I</i> <i>R</i>

<i>R</i>

= = =

+ Hiệu điện thế hai đầu điện trở bằng hiệu điện thế toàn mạch: UR=U

+ Hiệu điện thế hai đầu cuộn cảm bằng hiệu điện thế hai đầu tụ điện: UL=UC

+ Hiệu điện thế mạch LC bằng 0: ULC=0

+ Hệ số công suất bằng 1: cosφ=1=> φ=0
+ uAB cùng pha với i (cùng pha với uR)

+ uAB chậm pha π/2 so với uL

+ uAB nhanh pha π/2 so với uC

- Liên hệ giữa Z và tần số f :
fo là tần sồ lúc cộng hưởng

+ Khi f < fo : Mạch có tính dung kháng, Z và f nghịch biến

+ Khi f > fo : Mạch có tính cảm kháng, Z và f đồng biến
<b>2. Ví dụ minh họa </b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

trở hiệu dụng 110V, tần số 50Hz thì thấy u và i cùng pha với nhau. Tính độ tự cảm của cuộn
cảm và công suất tiêu thụ của mạch.

<b>Giải </b>

ZC = 1 / 2πfC = 50Ω .

Để u và i cùng pha thì phải xảy ra hiện tượng cộng hưởng.

Khi đó: ZL = ZC = 50Ω ⇒ L = 1 / 2π H

Công suất tiêu thụ đạt giá trị cực đại:
P = Pmax = U2 / R = 242 W

<b>Ví dụ 2</b>: Cho mạch điện xoay chiều AB gồm R,L,C mắc nối tiếp. Biết R2C = 16L . Đoạn mạch

đang cộng hưởng. Biết điện áp hiệu dụng của tồn đoạn mạch AB là 120 V. Tính điện áp hiệu
dụng UR, UL, UC?

<b>Giải </b>

Giả thiết cho:

R2_{C = 16L}_⇔_R2_{ωC = 16ωL}_⇔_R2_{. 1/Z}_C_{= 16Z}_L₍₁₎

Đoạn mạch cộng hưởng nên: ZL = ZC (2)

Từ (1) và (2) ⇒ R2_{= 16 Z}_L2_{= 16 Z}_C2_⇒_U_R_{= 4U}_L_{= 4U}_C

Do U = 120V ⇒ UR = 120V; UL = UC = 30V

<b>Ví dụ 3</b>: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V và tần số không đổi vào hai đầu A và
B của đoạn mạch mắc nối tiếp theo thứ tự gồm biến trở R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và
tụ điện có điện dung C thay đổi. Gọi N là điểm nối giữa cuộn cảm thuần và tụ điện. Các giá trị
R, L, C hữu hạn và khác khơng. Với C = C1 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu biến trở R có giá

trị khơng đổi và khác khơng khi thay đổi giá trị R của biến trở. Với C = C1/2 thì điện áp hiệu

dụng giữa A và N bằng

A. 200 V. B.100√2 V. C. 100 V. D.200√2 V.

<b>Giải </b>

- Khi C = C1 thì hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu biến trở là:

R ₂ ₂ ₂

1 1

2

.

U .

( ) ( )

1

<i>L</i> <i>C</i> <i>L</i> <i>C</i>

<i>U R</i> <i>U</i>

<i>I R</i>

<i>R</i> <i>Z</i> <i>Z</i> <i>Z</i> <i>Z</i>

<i>R</i>

= = =

+ − −

+

+ Để UR khơng phụ thuộc vào R thì phải có cộng hưởng.

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

- Khi C=C1/2, suy ra ZC=2ZC1=2ZL

- Điện áp hai đầu A và N là:

2 2
AN
2 2
2 2
1
2 2
2
U .
.
.
( )
200
1 ( 2 )

<i>L</i>

<i>L</i>

<i>L</i> <i>C</i>

<i>L</i>

<i>L</i> <i>L</i>

<i>I</i> <i>R</i> <i>Z</i>
<i>U</i>

<i>R</i> <i>Z</i>

<i>R</i> <i>Z</i> <i>Z</i>

<i>U R</i> <i>Z</i>

<i>U</i> <i>V</i>
<i>Z</i> <i>Z</i>
= +
= +
+ −
+
= = =
+ −

- Đáp án A.

<b>3. Bài tập tự luyện </b>

<b>Bài 1</b>: Cho đoạn mạch RLC nối tiếp có giá trị các phần tử cố định. Đặt vào hai đầu đoạn mạch

này một hiệu điện thế xoay chiều có tần số thay đổi. Khi tần số góc của dịng điện bằng ω0 thì

cảm kháng và dung kháng có giá trị 20 Ω và 80 Ω. Để trong mạch xảy ra cộng hưởng, phải thay
đổi tần số góc của dịng điện đến giá trị ω bằng bao nhiêu?

Đ/S: 2ω0

<b>Bài 2</b>: Một cuộn dây có điện trở thuần 100 (Ω) và có độ tự cảm 1/π (H), nối tiếp với tụ điện có

điện dung 500/π (μF). Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều tần số 50 (Hz). Để
dòng điện trong mạch cùng pha với điện áp ta phải ghép nối tiếp với tụ C một tụ C1 có điện

dung là bao nhiêu?
Đ/S: 125/π (μF)

<b>Bài 3</b>: Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây thuần cảm L, tụ điện C và biến trở R mắc

nối tiếp. Khi đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều ổn định có tần số f thì thấy 4π2_f2_{LC =}

1. Khi thay đổi R thì

A. điện áp hiệu dụng giữa hai đầu biến trở thay đổi.
B. tổng trở của mạch vẫn không đổi.

C. công suất tiêu thụ trên mạch thay đổi.
D. hệ số công suất trên mạch thay đổi.
Đ/S: Chọn C

<b>Bài 4</b>: Đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp, điện trở thuần của mạch R = 50 Ω. Khi xảy ra

cộng hưởng ở tần số f1 thì cường độ dịng điện bằng 1A. Chỉ tăng tần số của mạch điện lên
gấp đơi thì cường độ hiệu dụng trong mạch là 0,8 A. Cảm kháng của cuộn dây khi còn ở tần số
f1 là bao nhiêu?

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

<b>Bài 5</b>: Một đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM gồm

điện trở thuần R1 mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C, đoạn mạch MB gồm điện trở thuần

R2 mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L. Đặt điện áp xoay chiều u = U0cosωt (U0 và

ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB thì cơng suất tiêu thụ của đoạn mạch AB là 85 W. Khi
đó LCω2_{= 1 và độ lệch pha giữa u}_AM_{và u}_MB_{là 90°. Nếu đặt điện áp trên vào hai đầu đoạn}

mạch MB thì đoạn mạch này tiêu thụ cơng suất bằng bao nhiêu?
Đ/S: 85 W.

<b>Bài 6</b>: Một mạch điện xoay chiều gồm một tụ điện C nối tiếp với một cuộn dây. Đặt vào hai đầu

đoạn mạch một điện áp u = U√2cosωt (V) thì điện áp hai đầu tụ điện C là uC = U√2cos(ωt -

π/3) (V). Xác định tỉ số giữa dung kháng và cảm kháng.

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

Website <b>HOC247</b> cung cấp một môi trường <b>học trực tuyến</b> sinh động, nhiều <b>tiện ích thơng minh</b>, nội

dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những <b>giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi </b>

<b>về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm</b> đến từ các trường Đại học và các trường chuyên danh
tiếng.

<b>I.</b> <b>Luyện Thi Online</b>

- <b>Luyên thi ĐH, THPT QG:</b> Đội ngũ <b>GV Giỏi, Kinh nghiệm</b> từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng

xây dựng các khóa <b>luyện thi THPTQG </b>các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và

Sinh Học.

- <b>Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn: </b>Ơn thi <b>HSG lớp 9</b> và <b>luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán</b> các

trường <i>PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An</i> và các trường

Chuyên khác cùng <i>TS.Trần Nam Dũng, TS. Phạm Sỹ Nam, TS. Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức </i>

<i>Tấn.</i>

<b>II. </b> <b>Khoá Học Nâng Cao và HSG </b>

- <b>Tốn Nâng Cao THCS:</b> Cung cấp chương trình Toán Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho các em HS

THCS lớp 6, 7, 8, 9 u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt
điểm tốt ở các kỳ thi HSG.

- <b>Bồi dưỡng HSG Toán:</b> Bồi dưỡng 5 phân mơn <b>Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học </b>và <b>Tổ Hợp</b>

dành cho học sinh các khối lớp 10, 11, 12. Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: <i>TS. Lê Bá Khánh </i>

<i>Trình, TS. Trần Nam Dũng, TS. Phạm Sỹ Nam, TS. Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc </i>
<i>Bá Cẩn</i> cùng đơi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia.

<b>III.</b> <b>Kênh học tập miễn phí</b>

- <b>HOC247 NET:</b> Website hoc miễn phí các bài học theo <b>chương trình SGK</b> từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả

các môn học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư
liệu tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất.

- <b>HOC247 TV:</b> Kênh <b>Youtube</b> cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi
miễn phí từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các mơn Tốn- Lý - Hố, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và
Tiếng Anh.

<i>V</i>

<i>ữ</i>

<i>ng vàng n</i>

<i>ề</i>

<i>n t</i>

<i>ảng, Khai sáng tương lai</i>

<i> Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90% </i>

<i>Học Toán Online cùng Chuyên Gia </i>

</div>

<!--links-->