Nội dung bài học giúp các em nghiên cứu về dòng điện xoay chiều, những đặc trưng, tính chất cơ bản của giá trị hiệu dụng và nguyên tắc để tạo ra dòng điện xoay chiều.
00:55:29 5168 TS. Phạm Sỹ Nam
00:28:42 1080 TS. Phạm Sỹ Nam
00:32:49 1080 TS. Phạm Sỹ Nam
00:32:29 870 TS. Phạm Sỹ Nam
00:29:14 946 TS. Phạm Sỹ Nam
00:43:58 1076 TS. Phạm Sỹ Nam
I. Cách tạo ra dòng điện xoay chiều.
* Nguyên tắc: dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ.
* Cho khung dây:
- Gồm N vòng dây.
- Mỗi vòng dây có diện tích S.
Đặt trong từ trường đều \(\overrightarrow{B}\)
Với \(\overrightarrow{B}\perp xx'\) (xx' là trục đối xứng khung dây)
Từ thông: \(\phi =N.B.S.cos\alpha\)
Cho khung dây quay đều với tốc độ góc \(\omega\) quanh trục xx' \(\Rightarrow \alpha =\omega t+\varphi \Rightarrow \phi =\phi _o. cos(\omega t+\varphi )\)
Với \(\phi =N.B.S\)
Theo định luật cảm ứng điện từ:
Suất điện động: \(e=-\phi '\)
\(\Rightarrow e=\phi _o.sin(\omega t+\varphi )\)
\(\Rightarrow e=E_o.cos(\omega t+\varphi -\frac{\pi}{2}), E_o=\omega \phi _o\)
Nối ra mạch ngoài \(\rightarrow\) tạo ra hiệu điện thế (điện áp) xoay chiều: \(u=u_o.cos(\omega t+\varphi_u)\)
\(\rightarrow\) Tạo ra dòng điện \(i=I_o.cos(\omega t+\varphi_i)\)
Vậy: DĐXC là dòng điện có cường độ biến thiên điều hòa theo thời gian hay DĐXC có cường độ tuân theo quy luật hàm sin.
II. Cường độ và điện áp hiệu dụng
\(i=I_o.cos(\omega t+\varphi_i)\)
DĐXC biến thiên rất nhanh nên không thể quan tâm các giá trị tức thời mà quan tâm các giá trị tác dụng trong thời gian dài.
Xét dòng điện không đổi có cường độ I qua điện trở R.
⇒ Công suất tỏa nhiệt: \(P=R.I^2\)
Cho dòng điện \(i=I_o.cos\omega t\) qua điện trở R \(\Rightarrow P^2=R.i^2=R.I^2.cos^2\omega t\)
\(\Rightarrow P^2=\frac{R.I_o^2}{2}+\frac{R.I_o^2}{2}.cos\omega t\)
Trong thời gian dài ⇒ t lớn ⇒ \(\overline{cos 2 \omega t}=0\)
\(\Rightarrow P^2=R.\frac{I_o^2}{2}\)
Nếu \(P=P'\Rightarrow RI^2=R.\frac{I_o^2}{2}\Rightarrow I=\frac{I_o}{\sqrt{2}}\)
Vậy cường độ hiệu dụng của DĐXC bằng với cường độ của 1 dòng điện không đổi khi cho chúng chạy qua cùng 1 điện trở thì công suất tỏa nhiệt bằng nhau (hay trong cùng 1 khoảng thời gian thì nhiệt lượng tỏa ra như nhau.
* Tương tự:
\(U=\frac{U_o}{\sqrt{2}};E=\frac{E_o}{\sqrt{2}}\)
* Nhận xét:
+ Bản chất của DĐXC là 1 dao dộng cưỡng bức.
+ Trong 1 chu kỳ thì DĐXC đổi chiều 2 lần ⇒ DĐXC có tần số f thì trong 1 giây đổi chiều 2f lần.
+ Số chỉ của các dụng cụ đo là các giá trị hiệu dụng
+ Suất điện động e luôn trễ pha \(\frac{\pi}{2}\) so với từ thông \(\phi \Rightarrow \phi \perp e\)
\(\Rightarrow \left ( \frac{\phi }{\phi _o} \right )^2+\left ( \frac{e}{E_o} \right )^2 =1 \ \ \ \left\{\begin{matrix} \phi _o=NBS\\ E_o=\omega \phi _o \end{matrix}\right.\)
+ Các giá trị:
* i, u, e: giá trị tức thời
* I, U, E: giá trị hiệu dụng
* Io,Uo, Eo: giá trị cực đại
Thông báo
Bạn vui lòng đăng nhập trước khi sử dụng chức năng này.