Mạch điện xoay chiều nào sau đây có hệ số công suất nhỏ nhất?
A. Điện trở thuần R1 nối tiếp với điện trở thuần R2
B. Điện trở thuần R nối tiếp với cuộn cảm L
C. Điện trở thuần R nối tiếp với tụ C
D. Cuộn cảm thuần L nối tiếp với tụ C
Giải đáp
Đáp án đúng là D
Trong các mạch điện xoay chiều được đưa ra, chúng ta cần tìm mạch có hệ số công suất nhỏ nhất. Hệ số công suất là một đại lượng đo mức độ hiệu quả của việc chuyển đổi điện thành công việc hữu ích. Nó biểu thị sự phù hợp giữa dạng sóng dòng điện và dạng sóng điện áp. Hệ số công suất lý tưởng là 1.0, có nghĩa là điện áp và dòng điện hoàn toàn trong pha. Hệ số công suất nhỏ hơn 1 có nghĩa là một phần công suất bị lãng phí. Hệ số công suất thấp nhất xảy ra trong mạch chỉ gồm các thành phần tụ hoặc cuộn cảm, vì chúng dẫn đến dòng điện không trong pha với điện áp.
Trong bốn lựa chọn đã cho, hãy phân tích từng lựa chọn để tìm hệ số công suất:
A. Hai điện trở thuần nối tiếp sẽ tiêu thụ công suất và chuyển đổi nó thành nhiệt. Hệ số công suất là 1 vì điện áp và dòng điện trong pha.
B. Một điện trở nối tiếp với một cuộn cảm (mạch R-L) có hệ số công suất nhỏ hơn 1 vì cuộn cảm gây ra sự chênh lệch pha giữa dòng điện và điện áp, dẫn đến một phần công suất bị lãng phí.
C. Một điện trở nối tiếp với một tụ (mạch R-C) cũng có hệ số công suất nhỏ hơn 1 vì tụ cũng gây ra sự chênh lệch pha giữa dòng điện và điện áp, dẫn đến mất công suất.
D. Một cuộn cảm thuần nối tiếp với một tụ (mạch L-C) là một mạch cộng hưởng trong đó dòng điện và điện áp không trong pha. Kết hợp này không tiêu thụ công suất, mà luân chuyển năng lượng giữa trường từ trong cuộn cảm và trường điện trong tụ. Hệ số công suất trong mạch như vậy là 0.
Do đó, mạch có hệ số công suất nhỏ nhất là mạch cuộn cảm thuần nối tiếp với tụ (mạch L-C).
Đáp án cuối cùng: Mạch điện xoay chiều có hệ số công suất nhỏ nhất là D. Cuộn cảm thuần nối tiếp với tụ (mạch L-C).
