Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Резонанс в цепях синусоидального тока. Сборник задач

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
11.08.2026
Размер:
665 Кб
Скачать

ВАРИАНТ 13

1.Катушка с параметрами L = 2 мГн, R = 4 Ом включена последовательно с конденсатором С = 0,3 мкФ. Напряжение источника питания 5 В. Найти частоту резонанса и напряжение на катушке.

2.Последовательный RLC-контур подключен к источнику синусоидальной ЭДС с угловой частотой ω. UR = 2 В, UC = 5 В, UL = 10 В. Какой нужно сделать частоту источника питания, чтобы цепь работала в режиме резонанса?

3.Конденсатор емкостью 30 мкФ включен параллельно катушке

синдуктивностью L = 50 мГн, сопротивлением провода R. Коэффициент мощности цепи равен 1. Источник питания 120 В, 50 Гц. Найти ток катушки.

4.Параллельный RLC-контур подключен к источнику синусоидальной ЭДС с угловой частотой ω. На рис. 2.24 представлена векторная диаграмма токов. Длина стороны клетки соответствует 1 А.

Какой нужно сделать частоту источника питания, чтобы цепь заработала в режиме резонанса?

 

 

I

 

U

 

U

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

2

I

1

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

I

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.25

 

 

Рис. 2.24

 

 

 

 

 

 

 

ВАРИАНТ 14

1. Индуктивность 50 мГн, сопротивление 8 Ом и емкость 25 мкФ соединены последовательно. Определить частоту резонанса и ток при напряжении питания 100 В.

21

2.Последовательный RLC-контур подключен к источнику синусоидальной ЭДС с угловой частотой ω. UR = 2 В, UC = 2 В, UL = 4 В. Как нужно изменить величину индуктивности, чтобы цепь работала в режиме резонанса?

3.Конденсатор емкостью 30 мкФ включен параллельно катушке

синдуктивностью L = 50 мГн, сопротивлением провода R. Коэффициент мощности цепи равен 1. Источник питания 120 В, 50 Гц. Найти общий ток.

4.Параллельный RLC-контур под-

ключен к

источнику синусоидальной

 

 

 

 

 

I

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

1

 

 

 

 

 

I

 

ЭДС

с

угловой

частотой

ω. На

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рис. 2.26 представлена векторная диа-

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

грамма токов. Длина стороны клетки

 

 

Рис. 2.26

 

соответствует 1 А. Цепь вводится в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

режим

резонанса

подбором

частоты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

источника питания, определить доб-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ротность контура.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. На рис. 2.27 представлена векторная

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

диаграмма напряжений для RC-цепи,

подклю-

 

 

1

 

 

 

U

 

 

 

ченной к источнику синусоидальной ЭДС с уг-

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ловой частотой ω. Длина стороны клетки соот-

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

ветствует 1 В. Параллельно с RC-цепью под-

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ключают

индуктивность L, обеспечивающую

 

 

 

Рис.

2.27

 

 

 

 

резонансный режим контура. Определить доб-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ротность резонансного контура.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВАРИАНТ 15

1. Последовательный RLC-контур подключен к источнику синусоидальной ЭДС 1,6 В с внутренним сопротивлением 16 Ом. Если активное сопротивление контура можно изменять, какую максимальную активную мощность можно передать в контур при резонансе?

22

2.Последовательный RLC-контур подключен к источнику синусоидальной ЭДС с угловой частотой ω. UR = 2 В, UC = 15 В, UL = 5 В. Цепь вводится в режим резонанса подбором частоты источника питания, определить добротность контура.

3.В последовательном RLC-контуре R = 4 Ом, L = 25 мГн, Q = 80. Найти угловую частоту резонанса.

 

I

 

 

 

4.

Параллельный RLC-контур подключен

2

 

 

к источнику синусоидальной ЭДС с угловой

I

1

 

I

 

 

 

 

 

3

частотой ω. На рис. 2.28 представлена век-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

диаграмма токов. Длина стороны

 

 

 

 

 

торная

 

Рис. 2.28

 

 

клетки соответствует 1 А. Определить угол

 

 

 

 

 

сдвига между током и напряжением питания.

5. Катушка RL подключена к источнику синусоидальной ЭДС с угловой частотой ω. Даны комплексы напряжений на ее элементах: 2 В, – j8 В. Последовательно с катушкой подключают емкость, обеспечивающую резонансный режим в цепи. Определить добротность контура.

ВАРИАНТ 16

1.Катушка с параметрами L = 100 мГн, R = 20 Ом включена параллельно с конденсатором С = 50 мкФ. Напряжение источника питания 30 В. Найти частоту резонанса и потребляемый ток.

2.Параллельный RLC-контур подключен к источнику синусоидальной ЭДС с угловой частотой ω. IR = 1 А, IC = 2 А, IL = 0,5 А. Какой нужно сделать частоту источника питания, чтобы цепь работала в режиме резонанса?

3.В последовательном RLC-контуре R = 4 Ом, L = 25 мГн, Q = 80. Найти угловую величину емкости.

4.Определить параметры последовательной RLC-цепи, которая на резонансной частоте 50 рад/с имеет входное сопротивление 10 Ом

идобротность 80.

23

5. Катушка RL подключена к источнику синусоидальной ЭДС с угловой частотой ω. Даны напряжения на ее элементах: 5 Sin (ωt – 8º) В, 20 Sin (ωt + 82º) В. Последовательно с катушкой подключают емкость, обеспечивающую резонансный режим в цепи. Определить добротность контура.

ВАРИАНТ 17

1.Последовательный RLC-контур в резонансе при угловой частоте 5000 с–1 потребляет мощность 0,1 Вт при токе 0,1 А. Напряжение на конденсаторе 200 В. Найти величину L.

2.Параллельный RLC-контур подключен к источнику синусоидальной ЭДС с угловой частотой ω. IR = 1 А, IC = 4 А, IL = 1 А. Цепь вводится в режим резонанса подбором частоты источника питания, определить добротность контура.

3.Дано: R1 = 12 Ом, R2 = 10 Ом, L = 0,2 Гн. Определить емкость, при которой резонанс происходит на частоте 50 Гц (рис. 2.29).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1

 

 

 

 

 

U

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

R2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.30

 

 

 

Рис. 2.29

 

 

 

 

 

 

4.На рис. 2.30 представлена векторная диаграмма напряжений для катушки RL, подключенной к источнику синусоидальной ЭДС с угловой частотой ω. Длина стороны клетки соответствует 1 В. Последовательно с катушкой подключают емкость, обеспечивающую резонансный режим в цепи. Определить добротность.

5.Катушка RL подключена к источнику синусоидальной ЭДС с

угловой частотой ω. Даны напряжения на ее элементах: 5 Sin (ωt – 8º) В, 20 Sin (ωt + 82º) В. Последовательно с катушкой

24

подключают емкость, обеспечивающую резонансный режим в цепи. Определить добротность контура.

ВАРИАНТ 18

1.Последовательный RLC-контур подключен к источнику синусоидальной ЭДС 35 В. Режим резонансный. Определить напряжение на катушке RL, если напряжение на конденсаторе 120 В.

2.Параллельный RLC-контур подключен к источнику синусоидальной ЭДС с угловой частотой ω. IR = 1 А, IC = 2 А, IL = 0,5 А. Какой нужно сделать частоту источника питания, чтобы цепь работала в режиме резонанса?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дано: R1 = 2 Ом, R2 = 10 Ом,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

 

 

 

 

 

R1

 

 

 

 

 

L = 2 Гн,

С = 0,1 Ф. Определить угловую

U

 

С

 

L

 

 

R2

 

 

резонансную частоту (рис. 2.31).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.31

4.Определить параметры последовательной RLC-цепи, которая на резонансной частоте 50 рад/с имеет входное сопротивление 10 Ом

идобротность 80.

5.Катушка RL подключена к источнику синусоидальной ЭДС с

угловой частотой ω. Даны напряжения на ее элементах: 3 Sin (ωt – 8º) В, 12 Sin (ωt + 82º) В. Параллельно с катушкой подключают емкость, обеспечивающую резонансный режим в цепи. Определить добротность контура.

ВАРИАНТ 19

1. Последовательный RLC-контур в резонансе при угловой частоте 5000 с–1 потребляет мощность 0,1 Вт при токе 0,1 А. Напряжение на конденсаторе 200 В. Найти напряжение на всей цепи.

25

2.В последовательной RLC-цепи ток при резонансе 2 мА, напряжение питания 0,1 В, частота 4 кГц, добротность контура 90. Найти напряжение на емкости и емкость.

3.В последовательном RLC-контуре R = 4 Ом, L = 25 мГн, Q = 80. Найти угловую величину емкости.

4. Последовательный RLC-

контур

 

U

 

 

подключен к источнику синусоидаль-

U

2

 

ной ЭДС с угловой частотой ω. На рис.

 

1

 

U

3

 

U

 

2.32 представлена векторная диаграм-

 

4

 

 

ма напряжений. Длина стороны клетки

Рис. 2.32

соответствует 1 В. Какой нужно сделать частоту источника питания, чтобы цепь заработала в режиме резонанса?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

На рис. 2.33

представлена векторная

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

диаграмма напряжений для катушки RL, под-

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к

источнику синусоидальной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ключенной

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

ЭДС с угловой частотой ω. Длина стороны

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.33

 

 

 

клетки соответствует 1 В. Последовательно с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

катушкой, в ту же цепь подключают емкость,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обеспечивающую

резонансный

режим.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определить напряжение на емкости.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВАРИАНТ 20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дано:

С = 50 мкФ,

L = 0,25 Гн,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

 

 

R1

 

 

 

 

 

 

R2

 

 

R1 = 30 Ом.

Определить

диапазон

значений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сопротивления

R2,

при

которых

в

цепи не

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

возможен резонанс (рис. 2.34).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.34

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

2.В последовательной RLC-цепи при резонансе ток 0,12 мА. Напряжение питания 24 мВ, частота 40 кГц. L = 0,05 Гн. Определить полное сопротивление цепи и емкость.

3.Определить добротность последовательного RLC-контура при резонансе, если R = 25 Ом, L = 100 мГн, C = 0,12 мкФ.

 

U

 

 

4.

Последовательный

RLC-

 

2

 

контур подключен к источнику си-

U 1

 

U

3

нусоидальной ЭДС с угловой часто-

 

U

 

той

ω.

На

рис. 2.35

представлена

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

векторная

диаграмма

напряжений.

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.35

 

Длина стороны клетки соответствует

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 В. Каким будет напряжение на со-

 

 

 

 

противлении R, если цепь ввести в

 

 

 

 

режим резонанса?

 

 

5. Цепь подключена к источнику синусоидальной ЭДС с угловой частотой ω. Даны комплексы напряжений на ее элементах: 2 В,

j12 В. Последовательно с цепью подключают индуктивность L, обеспечивающую резонансный режим в цепи. Определить добротность контура.

ВАРИАНТ 21

1.Катушка с параметрами L = 2 мГн, R = 4 Ом включена последовательно с конденсатором С = 0,3 мкФ. Напряжение источника питания 5 В. Найти частоту резонанса и напряжение на катушке.

2.Конденсатор с добротностью 250 включен последовательно с катушкой с добротностью 80. Какова добротность всей цепи?

3.В последовательном RLC-контуре при резонансе на частоте

100 кГц течет ток 0,2 мА, приложенное напряжение 250 мВ, C = 0,04 мкФ. Определить величину индуктивности.

27

4.

Последовательный

RLC-

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

контур подключен к источнику

си-

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

нусоидальной ЭДС с угловой часто-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

той ω.

На

рис. 2.36

представлена

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

векторная

диаграмма

напряжений.

 

 

 

 

 

 

Рис.

2.36

 

 

 

 

 

Длина стороны клетки соответствует

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 В. Определить угол сдвига между

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

током и напряжением питания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. На рис. 2.37 представлена

век-

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

торная

диаграмма напряжений

для

 

 

 

1

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

катушки RL, подключенной к источ-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нику синусоидальной ЭДС с угловой

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

частотой ω. Длина стороны клетки

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

соответствует 1 В. Параллельно с ка-

 

 

 

 

 

 

Рис.

2.37

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тушкой, в ту же цепь подключают

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

емкость, обеспечивающую резо-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нансный режим. Определить доб-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ротность резонансного контура.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВАРИАНТ 22

1.Индуктивность 50 мГн, сопротивление 8 Ом и емкость 25 мкФ соединены последовательно. Определить частоту резонанса и ток при напряжении питания 100 В.

2.Последовательный RLC-контур подключен к источнику синусоидальной ЭДС с угловой частотой ω. UR = 2 В, UC = 5 В, UL = 10 В. Какой нужно сделать частоту источника питания, чтобы цепь работала в режиме резонанса?

3.Конденсатор емкостью 30 мкФ включен параллельно катушке

синдуктивностью L = 50 мГн, сопротивлением провода R. Коэффициент мощности цепи равен 1. Источник питания 120 В, 50 Гц. Найти ток катушки.

28

 

 

I

 

 

 

4.

Параллельный RLC-контур подключен

 

2

 

 

к источнику синусоидальной ЭДС с угловой

I

1

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

3

частотой ω. На рис. 2.38 представлена век-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

4

 

 

 

торная диаграмма токов. Длина стороны

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.38

 

 

клетки соответствует 1 А. Какой нужно сде-

 

 

 

лать частоту источника питания, чтобы цепь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

заработала в режиме резонанса?

5. Цепь подключена к источнику синусоидальной ЭДС с угловой частотой ω. Даны комплексы напряжений на ее элементах: 2 В,

j12 В. Последовательно с цепью подключают индуктивность L, обеспечивающую резонансный режим в цепи. Определить добротность контура.

ВАРИАНТ 23

1.Последовательный RLC-контур в резонансе при угловой частоте 5000 с–1 потребляет мощность 0,1 Вт при токе 0,1 А. Напряжение на конденсаторе 200 В. Найти величину L.

2.Последовательный RLC-контур подключен к источнику синусоидальной ЭДС с угловой частотой ω. UR = 2 В, UC = 2 В, UL = 4 В. Как нужно изменить величину индуктивности, чтобы цепь работала в режиме резонанса?

3.Конденсатор емкостью 30 мкФ включен параллельно катушке

синдуктивностью L = 50 мГн, сопротивлением провода R. Коэффициент мощности цепи равен 1. Источник питания 120 В, 50 Гц. Найти общий ток.

4. Параллельный RLC-контур подключен

 

 

 

 

 

 

I

 

к источнику синусоидальной ЭДС с угловой

2

I

1

I

 

 

 

 

частотой ω. На рис. 2.39 представлена вектор

-

 

 

3

 

I

 

 

 

 

4

 

ная диаграмма токов. Длина стороны клетки

 

Рис. 2.39

соответствует 1 А. Цепь вводится в режим ре-

 

 

 

 

зонанса подбором частоты источника пита-

 

 

 

ния, определить добротность контура.

 

 

 

29

 

 

 

 

5. На рис. 2.40 представлена векторная диаграмма напряжений для RC-цепи, подключенной к источнику синусоидальной ЭДС с угловой частотой ω. Длина стороны клетки соответствует 1 В. Параллельно с RC-цепью подключают индуктивность L, обеспечивающую резонансный режим контура. Определить добротность резонансного контура.

ВАРИАНТ 24

U

U

1

 

 

2

U 3

Рис. 2.40

1.Катушка с параметрами L = 100 мГн, R = 20 Ом включена параллельно с конденсатором С = 50 мкФ. Напряжение источника питания 30 В. Найти частоту резонанса и потребляемый ток.

2.Последовательный RLC-контур подключен к источнику синусоидальной ЭДС с угловой частотой ω. UR = 2 В, UC = 15 В, UL = 5 В. Цепь вводится в режим резонанса подбором частоты источника питания, определить добротность контура.

3.В последовательном RLC-контуре R = 4 Ом, L = 25 мГн, Q = 80. Найти угловую частоту резонанса.

 

I

 

 

4. Параллельный RLC-контур подклю-

2

 

чен к источнику синусоидальной ЭДС с

I

1

 

 

 

 

 

 

I

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

4

 

 

угловой частотой ω. На рис. 2.41 представ-

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.41

лена векторная диаграмма токов. Длина стороны клетки соответствует 1 А. Определить угол сдвига между током и напряжением питания.

5. Катушка RL подключена к источнику синусоидальной ЭДС с угловой частотой ω. Даны комплексы напряжений на ее элементах: 2 В, –j8 В. Последовательно с катушкой подключают емкость, обеспечивающую резонансный режим в цепи. Определить добротность контура.

30

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]