Dòng điện tăng khi tần số tăng trong mạch điện dung và ngược lại . Hỏi tại sao ?. Một câu hỏi khác từ những câu hỏi điện tử và câu trả lời phỏng vấn kỹ thuật điện và điện tử .
Tải Full Sách Điện Tử Cơ Bản
Giải thích phát biểu rằng ” Trong mạch điện dung, tại sao dòng điện tăng khi tần số tăng “.
Câu hỏi liên quan:
Tại sao dòng điện lại tăng khi điện dung tụ điện tăng hoặc dung kháng giảm?
Tải về
Giải trình:
Chúng ta biết rằng trong mạch DC:
I = V / R,
Nhưng trong trường hợp mạch AC:
I = V / Z
Trong đó “tổng trở của mạch xoay chiều = Tổng trở = Z = √ [R 2 + [X L – X C 2 ]”
Trong trường hợp mạch điện dung:
- Z = √ [R 2 + X L 2 ]
- I = V / X C hoặc I = V / Z
Nó cho thấy rằng trong một mạch điện dung, hiện tại là tỷ lệ thuận với dung “C” và tỉ lệ nghịch với điện kháng điện dung như điện dung và dung kháng “X C ” là tỉ lệ nghịch với nhau.
Hãy kiểm tra với một ví dụ để xem làm thế nào dòng điện tăng lên khi tăng tần số trong trường hợp mạch điện dung.
Khi tần số = 50Hz
Giả sử một mạch điện dung trong đó:
- Điện áp = V = 3000 V
- Điện dung = C = 5 µF
- Tần số = f = 50 Hz
Để tìm điện kháng điện dung;
XC = 1 / 2πfC
XC = 1 / [2 x 3.1415 x 50 x 5×10-6]
XC = 636.94 Ω
Bây giờ, dòng điện trong mạch điện dung:
I = V / XC
I = 3000 V / 636,94 Ω
I = 4,71 A
Khi tần số = 60 Hz
Bây giờ chúng tôi tăng dạng tần số 50Hz lên 60Hz.
V = 3kV, C = 5 µ Farads, f = 60 Hz.
X C = 1/2 π f C = 1 / [2 x 3,1415 x 60 x 5 × 10 -6 ] = 530,63Ω
I = V / X C = 3 kV / 530,63Ω
I = 5,65 A
Phần kết luận:
Ta có thể thấy rằng, khi tần số là 50Hz thì cường độ dòng điện trong mạch là 4,71 A ,
Nhưng khi tần số mạch tăng từ 50Hz đến 60Hz , sau đó tăng hiện tại cũng từ 4,71 A đến 5,65 Một .
Do đó đã chứng minh,
Trong mạch điện dung, khi tần số tăng thì cường độ dòng điện trong mạch cũng tăng và ngược lại.
f ∝ I
Bằng lời :
- Dung kháng là một loại điện trở. Khi điện trở tăng thì cường độ dòng điện trong mạch giảm và ngược lại.
- Điện dung tỷ lệ nghịch với dung kháng và tần số.
C ∝ 1 / X C và C ∝ 1 / f
- Dòng điện tỷ lệ thuận với điện dung và tỷ lệ nghịch với dung kháng và trở kháng.
I ∝ C và I ∝ 1 / X C và I ∝ 1 / Z
- Trở kháng tỷ lệ thuận với dung kháng
Z ∝ XC
- Trong mạch điện dung, tần số tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện.
I ∝ f .
Câu hỏi: Khi tần số dòng điện tăng thì?
Khi tần số dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảm tăng lên 4 lần thì cảm kháng của cuộn cảm
A. tăng lên 2 lần.
B. tăng lên 4 lần.
C. giảm đi 2 lần.
D. giảm đi 4 lần.
Trả lời:
ChọnB
Cảm kháng ZL= ω.L = L.2pf [W] → ZLtỉ lệ thuận với f
Khi tần số dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảm tăng lên 4 lần thì cảm kháng của cuộn cảm tăng lên 4 lần.
Ngoài ra, các em cùng Top lời giải tham khảo thêm về dòng điện xoay chiều nhé!
1. Khái niệm dòng điện xoay chiều:
-Khái niệm:là dòng điện có cường độ là hàm số sin hoặc cos của thời gian.
i = I0cos[ωt + φ]
-Những đại lượng đặc trưng:
i : cường độ dòng điện tức thời.
I0: cường độ dòng điện cực đại.
ω: tần số góc w = 2π/T = 2πf
ωt + φ: pha dao động của i
φ: pha ban đầu của i
I = I0/√2 : cường độ dòng điện hiệu dụng. Ý nghĩa: nếu thay dòng điện xoay chiều có cường độ dòng điện cực đại là I0bằng một dòng điện không đổi, để tác dụng của 2 dòng điện này là như nhau [công suất như nhau] thì dòng một chiều phải có cường độ là I.
Khi tính toán, đo lường, ... các đại lượng của mạch điện xoay chiều, người ta chủ yếu tính hoặc đo các giá trị hiệu dụng.
2. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều.
Nguyên tắc:dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Khi cho khung dây có N vòng dây, có diện tích S, quay đều quanh trục của nó với tốc độ góc ω, trong một từ trường đềuB→, có phương vuông vuông góc với trục quay. Tại thời điểm ban đầu góc giữaB→và vec tơ pháp tuyếnn→của mặt phẳng khung dây là φ.
3. Cường độ hiệu dụng I của dòng điện xoay chiều
Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều là đại lượng có giá trị bằng cường độ của một dòng điện không đổi, sao cho khi đi qua cùng một điện trở R thì công suất tiêu thụ trên R bởi dòng điện không đổi ấy bằng công suất trung bình tiêu thụ trên R bởi dòng điện xoay chiều nói trên.
4.Công suất của dòng điện xoay chiều - Hệ số công suất
a] Công suất trung bình của dòng điện xoay chiều[gọi tắt là công suất của dòng điện xoay chiều]
P = RI2= UIcosφ
với U là điện áp hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch; I là cường độ hiệu dụng của dòng điện chạy trong đoạn mạch; φ là độ lệch pha giữa điện áp tức thời ở hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện tức thời chạy trong đoạn mạch.
b] Hệ số công suất
cosφ = R/Z
Lưu ý:
Để viết biểu thức điện áp ở hai đầu đoạn mạch RL hoặc LC...ta cần tính điện áp cực đại và pha ban đầu của điện áp ở hai đầu đoạn mạch RL hoặc LC... Khi tính ta dựa trên nguyên tắc, đoạn mạch đang khảo sát thiếu vắng phần tử nào so với đoạn mạch RLC thì cho phần tử đó nhận giá trị 0 trong tất cả các công thức của đoạn mạch RLC.
Ví dụ: Đoạn mạch chỉ có RL nối tiếp [thiếu C so với đoạn mạch RLC] ta có các công thức sau
Trong trường hợp cuộn cảm có điện trở thuần đáng kể, thì ta coi mạch đó có một cuộn cảm L không có điện trở thuần mắc nối tiếp với một điện trở thuần R không có độ tự cảm [vì dòng điện đi từ đầu này tới đầu kia cuộn cảm].
Trường hợp đoạn mạch đang khảo sát gồm nhiều phần tử giống nhau, thì trong các công thức phải thay bởi giá trị tương đương của chúng.
Nếu các phần tử giống nhau mắc nối tiếp thì trị tương đương của chúng sẽ là
R = R1+ R2+....
ZL= ZL1+ ZL2+....
ZC= ZC1+ ZC2+....
Nếu các phần tử giống nhau mắc song song thì trị tương đương của chúng sẽ là
1/R = 1/R1+ 1/R2+....
1/ZL= 1/ZL1+ 1/ZL2+....
1/ZC= 1/ZC1+ 1/ZC2+....
Khi tần số dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảm tăng lên 2 lần thì cảm kháng của cuộn cảm
A.
B.
C.
D.