Câu hỏi: Một máy phát điện xoay chiều ba pha đang hoạt động ổn định. Suất điện động trong ba cuộn dây của phần ứng có giá trị ${{e}_{1}},{{e}_{2}}$ và ${{e}_{3}}.$ Ở thời điểm mà ${{e}_{1}}=10V$ thì ${{e}_{2}}.{{e}_{3}}=-200\left( {{V}^{2}} \right).$ Gía trị cực đại của ${{e}_{1}}$ gần nhất với giá trị nào sau đây
A. 15 V.
B. 27 V.
C. 18 V.
D. 24 V.
A. 15 V.
B. 27 V.
C. 18 V.
D. 24 V.
Phương pháp:
+ Sử dụng biểu thức tính suất điện động của 3 cuộn dây trong máy phát điện xoay chiều ba pha:
$\left\{ \begin{aligned}
& {{e}_{1}}={{E}_{0}}\cos \omega t \\
& {{e}_{2}}={{E}_{0}}\cos \left( \omega t+\dfrac{2\pi }{3} \right) \\
& {{e}_{3}}={{E}_{0}}\cos \left( \omega t-\dfrac{2\pi }{3} \right) \\
\end{aligned} \right.$
+ Sử dụng công thức lượng giác: $\cos a.\cos b=\dfrac{1}{2}\left[ \cos (a+b)+\cos (a-b) \right]$
Cách giải:
Ta có: $\left\{ \begin{aligned}
& {{e}_{1}}={{E}_{0}}\cos \omega t \\
& {{e}_{2}}={{E}_{0}}\cos \left( \omega t+\dfrac{2\pi }{3} \right) \\
& {{e}_{3}}={{E}_{0}}\cos \left( \omega t-\dfrac{2\pi }{3} \right) \\
\end{aligned} \right.$
Theo đề bài: ${{e}_{1}}=10V={{E}_{0}}\cos \omega \text{t (1)}$
${{e}_{2}}.{{e}_{3}}=\dfrac{E_{0}^{2}}{2}\left[ \cos \dfrac{4\pi }{3}+\cos (\omega t) \right]=\dfrac{E_{0}^{2}}{2}\left[ -\dfrac{1}{2}+\cos 2\omega t \right]$ $=-200\left( {{V}^{2}} \right)\Leftrightarrow -\dfrac{E_{0}^{2}}{4}+\dfrac{E_{0}^{2}}{2}\left( 2{{\cos }^{2}}\omega t-1 \right)=-20\text{0 (2)}$
Từ (1) và (2) ta suy ra:
$-\dfrac{E_{0}^{2}}{4}+\dfrac{E_{0}^{2}}{2}\left( 2\cdot {{\left( \dfrac{10}{{{E}_{0}}} \right)}^{2}}-1 \right)=-200$ $\Leftrightarrow -\dfrac{E_{0}^{2}}{4}+{{10}^{2}}-\dfrac{E_{0}^{2}}{2}+200=0\Rightarrow {{E}_{0}}=20V$
Vậy giá trị cực đại của ${{e}_{1}}={{E}_{0}}=20V$
+ Sử dụng biểu thức tính suất điện động của 3 cuộn dây trong máy phát điện xoay chiều ba pha:
$\left\{ \begin{aligned}
& {{e}_{1}}={{E}_{0}}\cos \omega t \\
& {{e}_{2}}={{E}_{0}}\cos \left( \omega t+\dfrac{2\pi }{3} \right) \\
& {{e}_{3}}={{E}_{0}}\cos \left( \omega t-\dfrac{2\pi }{3} \right) \\
\end{aligned} \right.$
+ Sử dụng công thức lượng giác: $\cos a.\cos b=\dfrac{1}{2}\left[ \cos (a+b)+\cos (a-b) \right]$
Cách giải:
Ta có: $\left\{ \begin{aligned}
& {{e}_{1}}={{E}_{0}}\cos \omega t \\
& {{e}_{2}}={{E}_{0}}\cos \left( \omega t+\dfrac{2\pi }{3} \right) \\
& {{e}_{3}}={{E}_{0}}\cos \left( \omega t-\dfrac{2\pi }{3} \right) \\
\end{aligned} \right.$
Theo đề bài: ${{e}_{1}}=10V={{E}_{0}}\cos \omega \text{t (1)}$
${{e}_{2}}.{{e}_{3}}=\dfrac{E_{0}^{2}}{2}\left[ \cos \dfrac{4\pi }{3}+\cos (\omega t) \right]=\dfrac{E_{0}^{2}}{2}\left[ -\dfrac{1}{2}+\cos 2\omega t \right]$ $=-200\left( {{V}^{2}} \right)\Leftrightarrow -\dfrac{E_{0}^{2}}{4}+\dfrac{E_{0}^{2}}{2}\left( 2{{\cos }^{2}}\omega t-1 \right)=-20\text{0 (2)}$
Từ (1) và (2) ta suy ra:
$-\dfrac{E_{0}^{2}}{4}+\dfrac{E_{0}^{2}}{2}\left( 2\cdot {{\left( \dfrac{10}{{{E}_{0}}} \right)}^{2}}-1 \right)=-200$ $\Leftrightarrow -\dfrac{E_{0}^{2}}{4}+{{10}^{2}}-\dfrac{E_{0}^{2}}{2}+200=0\Rightarrow {{E}_{0}}=20V$
Vậy giá trị cực đại của ${{e}_{1}}={{E}_{0}}=20V$
Đáp án C.