Bài 12. Đại cương về dòng điện xoay chiều

Chương III : Dòng điện xoay chiều
§ 21 : ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
I/- Đại cương về dòng điện xoay chiều :
i : cường độ tức thời
Io >0 : Giá trị cực đại của i ( Biên độ )
ω > 0 : Tần số góc ;
T =(2π)/ω là chu kỳ ; f = ω/(2π) là tần số của i
ωt+φ : là pha của i và φ gọi là pha ban đầu
Trắc nghiệm 1/- Xác định giá trị cực đại Io, tần số góc ω , Chu kỳ T , tần số f và pha ban đầu của cường độ dòng điện xoay chiều có cường độ tức thời i ( tính bằng Ampe ) cho bởi :
i = 5cos(100πt +π/4 )
A : Io = 2,5 A ; ω = 100 rad/s ; T = 100 s ; f = 1 Hz ; φ = π
C : Io = 5/Γ(2) ; ω = 100 π rad ; T =0,05 s ; f = 20 Hz φ = 4
B : Io = 5 A ; ω = 100πt rad/s ; T = 1s ; f = 100 Hz ; φ = π/4
D : Io = 5 A ; ω = 100π rad/s ; T = 0,02 s ; f = 50 Hz ; φ = π/4
Trắc nghiệm 2/-Xác định giá trị cực đại Io, tần số góc ω , Chu kỳ T , tần số f và pha ban đầu của cường độ dòng điện xoay chiều có cường độ tức thời i ( tính bằng Ampe ) cho bởi :
i = -5 Γ(2) cos100πt
A : Io = -5 Γ(2) A ; ω = 100π rad/s ; T = 100 s ; f = 1 Hz ; φ = 0
C : Io = 5.Γ(2) ; ω = 100π rad /s ; T =0,02 s ; f = 50 Hz φ = π
B : Io = 5 A ; ω = 100πt rad ; T = 1s ; f = 100 Hz ; φ = π/4
D : Io = 5 A ; ω = 100π rad/s ; T = 0,05 s ; f = 20 Hz ; φ = π/4
Giải thích thêm : -5 Γ(2) cos100πt = 5 Γ(2) cos(100πt + π )
II/- Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều :
Tại t >0 , từ thông Ø qua khung dây
Xét một cuộn dây dẫn có N vòng , diện tích mỗi vòng là S , quay đều quanh trục Δ vuông góc với vectơ cảm ứng từ với tốc độ góc ω . Giả sử ban đầu khi t =0 thì vectơ pháp tuyến của cuộn dây trùng hướng với hướng của vectơ cảm ứng từ
Ø = N.B.S.cosωt
Theo định luật cảm ứng điện từ Faraday
e = -dØ/dt = N.B.S.ω.sinωt
Nếu cuộn dây khép kín , có điện trở R
i = [(NBSω)/R]sin ωt
Đây là dòng điện xoay chiều có tần số góc ω và cường độ cực đại
Io = (NBSω)/R
Chiều dương của i thuận chiều pháp tuyến cuộn dây
S
N
Tạo ra dòng điện xoay chiều nhờ máy phát điện xoay chiều dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ
Nhận xét ?
III/- GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG :
1/-Dòng điện xoay chiều i = Io.cos(ωt +φ ) có giá trị hiệu dụng ( cường độ hiệu dụng ) là I
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 trong R bởi dòng điện không đổi ấy bằng công suất trung bình tiêu thụ trong R bởi dòng điện xoay chiều nói trên
2/- Đối với dòng xoay chiều , ngoài cường độ hiệu dụng I , các đại lượng điện từ khác như điện áp , suất điện động.v.v. Ta tính giá trị hiệu dụng :
Các số liệu ghi trên dụng cụ điện ghi giá tri hiệu dụng định mức 220V-5A
Các dụng cụ đo điện xoay chiều chủ yếu là đo các giá trị hiệu dụng
Ví du : Vôn kế đo điện áp hiệu dụng U , Ampe kế đo cường độ hiệu dụng I
Thí nghiệm ảo
X
0,04
5,65
Xem thí nghiệm thật
Bảng tóm tắt SGK
Dòng điện xoay chiều được hiểu là dòng điện có cường độ là hàm số sin hay cosin của thời gian
Những đại lượng đặc trưng cho dòng điện xoay chiều ( cường độ dòng điện ,điện áp …)
- Các giá tri tức thời , cực đại , hiệu dụng ;
- Tần số góc ω , tần số f , chu kỳ T
- Pha và pha ban đầu
Khi tính toán , đo lường … các mạch điện xoay chiều , chủ yếu chỉ sử dụng các giá trị hiệu dụng
Tạo ra dòng điện xoay chiều bằng máy phát điện xoay chiều dựa trên cơ sở hiện tượng cảm ứng điện từ
Trắc nghiệm 3 : Một dòng điện xoay chiều i = 2.Γ(2).cos(100πt-π/3) (A) ,có cường độ hiệu dụng I là :
A : 2 (A)
D : 4 (A)
C : 3 (A)
B : 2.Γ(2) (A)
Giải thích thêm : Io = 2.Γ(2) (A)
I = Io /Γ(2) = 2 (A)
Trắc nghiệm 3 : Một điện áp xoay chiều u = 311.cos(100πt-π/3) (V) ,có điện áp hiệu dụng U là :
A : 311 (V)
D : 220 (V)
C : 440 (V)
B : 250 (V)
Giải thích thêm : Uo = 311 V 
U = 311 /Γ(2) = 220 V
Dặn dò học sinh
Giải các bài tập trang 66 ,SGK
Tiết sau tự chọn giải bài tập
Quá trình soạn giáo án bám sát :
- Chuẩn kiến thức kỹ năng 12 Cơ bản
- Sách giáo khoa Vật lý 12 Cơ bản
- Sách giáo viên
- Giúp đỡ của đồng nghiệp . Cảm ơn !