Câu 3 trang 74 sgk: Điện áp giữa hai đầu của một tụ điện

Câu 3: SGK Vật lí 12, trang 74

Điện áp giữa hai đầu của một tụ điện: $u = 100\sqrt{2}.\cos 100\pi t$ (V). Cường độ dòng điện trong mạch I = 5 (A).

a. Xác định C.

b. Viết biểu thức của i.

Bài làm:

Tóm tắt:

$u = 100\sqrt{2}.\cos 100\pi t$ (V).

I = 5 (A).

a. C = ?

b. i = ?

Bài giải

a, Từ biểu thức điện áp giữa hai đầu tụđiện, ta có:

Điện áp cực đại: $U_{0} = 100\sqrt{2}$

$\Rightarrow$ Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụđiện: $U = \frac{U_{0}}{\sqrt{2}} = \frac{100\sqrt{2}}{\sqrt{2}} = 100$ (V).

Tần số góc: $\omega = 100\pi$ (rad/s).

Dung kháng của tụ là: $Z_{C} = \frac{U}{I} = \frac{100}{5}= 20$ ( $Ω$ ).

$\Rightarrow$ Điện dung của tụ là: $C = \frac{1}{\omega .Z_{C}} = \frac{1}{100\pi .20} = \frac{5.10^{-4}}{\pi }$ (F).

b, Dòng điện cực đại trong mạch là: $I_{0} = \frac{U_{0}}{Z_{C}} = \frac{100\sqrt{2}}{20} = 5\sqrt{2}$ (A).

Do mạch chỉ gồm tụđiện nên dòng điện trong mạch sớm pha hơn điện áp một góc là $\frac{\pi }{2}$

$\Rightarrow$ Biểu thức của dòng điện trong mạch là: $i = 5\sqrt{2}.\cos (wt + \frac{\pi }{2})$ (A).

Cập nhật: 07/09/2021

Xem thêm bài viết khác