Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L và tụ điện có điện dung C thay đổi được như hình bên. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch AN và NB lần lượt là \({{U}_{AN}}\) và \({{U}_{NB}}.\)Điều chỉnh C để \({{U}_{AN}}+3{{U}_{NB}}\)
đạt giá trị cực đại thì hệ số công suất của đoạn mạch AB là \(\frac{\sqrt{2}}{2}.\) Hệ số công suất của đoạn mạch AN có giá trị gần nhất giá trị nào sau đây?
.png)
A. 0,85
B. 0,89
C. 0,91
D. 0,79
Lời giải của giáo viên
ToanVN.com
.png)
Từ giản đồ, ta có:
\(\frac{U}{\sin \left( \frac{\pi }{2}-{{\varphi }_{AN}} \right)}=\frac{{{U}_{AN}}}{\sin \left( \frac{\pi }{2}-\varphi \right)}=\frac{{{U}_{NB}}}{\sin \left( {{\varphi }_{AN}}+\varphi \right)}=\frac{3{{U}_{NB}}}{3\sin \left( {{\varphi }_{AN}}+\varphi \right)}\)
\(\Leftrightarrow \frac{U}{\cos {{\varphi }_{AN}}}=\frac{{{U}_{AN}}+3{{U}_{NB}}}{\cos \varphi +3\sin \left( {{\varphi }_{AN}}+\varphi \right)}\) \(\Rightarrow {{U}_{AN}}+3{{U}_{NB}}=\frac{U}{\cos {{\varphi }_{AN}}}\left( \cos \varphi +3\sin \left( {{\varphi }_{AN}}+\varphi \right) \right)\)
\({{\left( {{U}_{AN}}+3{{U}_{NB}} \right)}_{\max }}\) khi \({{\left( \frac{\cos \varphi +3\sin \left( {{\varphi }_{AN}}+\varphi \right)}{\cos {{\varphi }_{AN}}} \right)}_{\max }}\)
Ta có: \(\frac{\cos \varphi +3\sin \left( {{\varphi }_{AN}}+\varphi \right)}{\cos {{\varphi }_{AN}}}=\frac{\cos \varphi +3\sin \varphi \cos {{\varphi }_{AN}}+3\cos \varphi \sin {{\varphi }_{AN}}}{\cos {{\varphi }_{AN}}}\)
\(=\frac{\cos \varphi \left( 1+3\sin {{\varphi }_{AN}} \right)+3\sin \varphi .\cos {{\varphi }_{AN}}}{\cos {{\varphi }_{AN}}}\text{ }(*)\)
Áp dụng bất đẳng thức Bunhia ta có:
\((*)\le \frac{\left( {{\cos }^{2}}\varphi +{{\sin }^{2}}\varphi \right)\left( {{\left( 1+3\sin {{\varphi }_{AN}} \right)}^{2}}+{{\left( 3\cos {{\varphi }_{AN}} \right)}^{2}} \right)}{\cos {{\varphi }_{AN}}}\)
Dấu = xảy ra khi: \(\frac{1+3\sin {{\varphi }_{AN}}}{\cos \varphi }=\frac{3\cos {{\varphi }_{AN}}}{\sin \varphi }\)
Lại có: \(\cos \varphi =\sin \varphi =\frac{1}{\sqrt{2}}\) (đề bài cho)
\(\Rightarrow \frac{1+3\sin {{\varphi }_{AN}}}{\frac{1}{\sqrt{2}}}=\frac{3\cos {{\varphi }_{AN}}}{\frac{1}{\sqrt{2}}}\)
\(\cos {{\varphi }_{AN}}-\sin {{\varphi }_{AN}}=\frac{1}{3}\Rightarrow {{\varphi }_{AN}}=0,547rad\Rightarrow \cos {{\varphi }_{AN}}=0,8538\)
CÂU HỎI CÙNG CHỦ ĐỀ
Đặt một điện áp xoay chiều \(u={{U}_{0}}\cos \omega t\) (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Cường độ dòng điện trong mạch biến thiên điều hòa trễ pha hơn điện áp giữa hai đầu đoạn mạch khi
Một sóng ngang truyền trong môi trường thì phương dao động của các phần tử môi trường
Một vật dao động tắt dần có các đại lượng giảm liên tục theo thời gian là
Mạch dao động điện từ lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C. Tần số góc dao động riêng của mạch là
Một vật dao động điều hòa theo một trục cố định (mốc thế năng ở vị trí cân bằng) thì
Một chất điểm dao động điều hòa với chu kì T = 0,5π(s) và biên độ A = 2cm. Tốc độ của chất điểm khi qua vị trí cân bằng là
Một vật nhỏ dao động điều hòa dọc theo trục Ox trên quỹ đạo dài 10cm, chu kì T = 2s. Tại thời điểm t = 0, vật đi qua vị trí cân bằng O theo chiều âm. Phương trình dao động của vật là
Cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp của một máy biến áp lí tưởng có số vòng dây lần lượt là N1 và N2. Biết N1 =10N2. Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều \(u={{U}_{0}}\cos \omega t\left( {{U}_{0}}>0 \right)\) thì điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở là
Hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, cùng pha, có biên độ lần lượt là A1, A2. Biên độ dao động tổng hợp của hai dao động này là
Đặt điện áp \(u={{U}_{0}}\cos 100\pi t(V)\) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với cuộn dây có điện trở r = 50Ω, hệ số tự cảm L thay đổi được. Điện áp tức thời giữa hai đầu cuộn dây và hai đầu đoạn mạch AB lệch pha nhau góc \(\varphi .\)Hình bên biểu diễn sự phụ thuộc của tang theo L. Giá trị của L0 là
Trên một sợi dây dài 90 cm đang có sóng dừng với tần số 200 Hz. Người ta thấy ngoài hai đầu dây cố định còn có 8 điểm khác trên dây luôn đứng yên. Tốc độ truyền sóng trên dây là
Dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài có cường độ 0,5 A đặt trong không khí. Cảm ứng từ tại M cách dòng điện 5 cm bằng
Cho mạch điện như hình bên. Biết E = 12V, r = 1Ω; R1 = 32Ω, R2 = 6Ω điện trở của vôn kế rất lớn. Bỏ qua điện trở của dây nối. Số chỉ vôn kế là
.png)
Ở mặt nước, tại hai điểm S1 và S2 có hai nguồn dao động cùng pha theo phương thẳng đứng, phát ra hai sóng kết hợp có bước song \(\lambda .\) Cho \({{S}_{1}}{{S}_{2}}=4,8\lambda .\) Gọi (C) là hình tròn nằm ở mặt nước có đường kính là S1S2. Số vị trí trong (C) mà các phần tử ở đó dao động với biên độ cực đại và cùng pha với nguồn là