Bài 12. Đại cương về dòng điện xoay chiều

Chương III- DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Nội dung chương III:
- Tìm hiểu dòng điện xoay chiều là gì?
- Các quy luật của dòng điện xoay chiều
- Sản xuất và ứng dụng của dòng điện xoay chiều
Nhà máy thủy điện sông đà
Kiểm tra bài cũ
Câu hỏi:
1. Công thức từ thông? Giải thích các kí hiệu trong công thức?
-Công thức từ thông: Ф = BScos Với:
B là độ lớn của cảm ứng từ của từ trường.
- S là diện tích giới hạn của một mạch điện kín, phẳng
-  là góc hợp bởi pháp tuyến và cảm ứng từ :  = ( )
Câu 2. Hiện tượng cảm ứng điện từ xuất hiện khi nào? Viết biểu thức của suất điện động cảm ứng?
Khi từ thông qua mạch kín biến thiên thì trong mạch xuất hiện suất điện động cảm ứng.
Biểu thức của suất điện động cảm ứng trong mạch kín có N vòng

dây: e = - N
Cấu3. a) Biểu thức định luật Ôm cho toàn mạch?
b) Công thức tính công suất của dòng điện không đổi khi đi qua điện trở R?
. a) Định luật Ôm cho toàn mạch:

b) Công suất của dòng điện trên điện trở: P = RI2

Câu 4. Phương trình của một đại lượng vật lý x biến thiên điều hòa theo thời gian? Giải thích các kí hiệu trong phương trình: . x = Acos(ωt + φ)
*. Một đại lượng x biến thiên điều hòa theo thời gian mô tả bởi phương trình:
x = Acos(ωt + φ)

x là giá trị tức thời tại thời điểm t
A là giá trị cực đại của x.
ω là tần số góc, ω = 2f =
(ωt + φ) là pha và φ là pha ban đầu.
I. KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
So sánh với phương trình x = Acos(ωt + φ). Hãy nêu ý nghĩa của các kí hiệu trong phương trình (12.1)?
Dòng điện xoay chiều hình sin, gọi tắt là dòng điện xoay chiều, là dòng điện biến thiên tuần hoàn theo thời gian theo quy luật của hàm sin hay côsin, với dạng tổng quát:
i =I0 cos(ωt + φi ) (12.1)
 i là giá trị tức thời của cường độ dòng điện tại thời điểm t.
 I0 là giá trị cực đại của cường độ dòng điện, I0 > 0.
 ω là tần số góc, ω > 0, liên hệ giữa tần số góc với tần và chu kì của dòng điện của dòng điện bởi hệ thức: ω = 2f = 2/T. Thông thường trong thực tế f = 50Hz
 φi là pha ban đầu của cường độ dòng điện i.
I. KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Dòng điện xoay chiều hình sin, gọi tắt là dòng điện xoay chiều, là dòng điện biến thiên tuần hoàn theo thời gian theo quy luật của hàm sin hay côsin, với dạng tổng quát:
i =I0 cos(ωt + φi ) (12.1)
- Tìm biểu thức của từ thông qua khung dây tại thời điểm t ?
- Nhận xét đặc điểm của từ thông Ф?
- Hiện tượng vật lí nào xảy ra trong khung?
KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
- Tìm biểu thức của suất điện động cảm ứng tức thời trong
khung
- Nếu khung dây được nối kín mạch và có điện trở R, hãy tìm
biểu thức cường độ dòng điện tức thời trong mạch?
KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Với khung dây hoạt động theo nguyên tắc trên là một máy phát điện.
- Suất điện động (e) và dòng điện (i) trong khung biến thiên tuần hoàn cùng tần số góc (ɷ) đúng bằng tốc độ quay của khung.
- Các giá trị cực đại của suất điện động (E0) và cường độ dòng điện (I0) tỉ lệ với số vòng dây N, độ lớn từ trường B, với diện tích S và tốc độ quay ɷ của khung.
KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Nếu có dòng điện i = I0cosωt qua điện trở R. Hãy tìm:
- Công suất tỏa nhiệt tức thời trên R.
- Công suất tỏa nhiệt trung bình trên R trong một chu kì T.
- Công suất tỏa nhiệt trung bình trên R trong thời gian khá lớn.
- So sánh công suất trung bình của dòng điện xoay chiều với công thức công suất của dòng điện không đổi để rút ra giá trị cường độ dòng điện xoay chiều tương đương với cường độ của dòng điện không đổi.
KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG
Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều
-Ngay tại thời điểm t áp dụng công thức công suất của dòng
điện không đổi: p = Ri2 = RI02cos2ɷt

- Công suất trung bình:
Trong một chu kì thì:
- Do đó trung bình trong một chu kì:
- Vì các chu kì đều giống nhau nên giá trị cũng là công suất trung bình của dòng điện xoay chiều:
P
- Viết lại công thức trên có dạng như dòng điện không đổi: P = RI2
Bài 12. ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
III.GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG
* Định nghĩa: 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 trên điện trở R của dòng điện không đổi ấy bằng công suất trung bình tiêu thụ trong R bởi dòng điện xoay chiều nói trên.
KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG
Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều
Các giá trị hiệu dụng khác của dòng điện xoay chiều
Sử dụng các giá trị hiệu dụng để tính toán và đo lường các đại lượng điện. Các số liệu ghi trên thiết bị điện là giá trị hiệu dụng.
Các thiết bị đo đối với mạch điện xoay chiều chủ yếu là đo giá trị hiệu dụng.
Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến thên tuần hoàn theo thời gian theo quy luật hàm sin hay côsin, có phương trình: i = cos(ωt + φi)
Các đại lượng đặc trưng của dòng điện xoay chiều
- Các giá trị túc thời: i, u, e.
- Các giá trị cực đại: , ,
- Các giá trị hiệu dụng, I = / ; U = / ; E = /
- Tần số f, tần số góc ω và chu kì T
- Pha (ωt + φ) và pha ban đầu φ.
Khi tính toán và đo lường về dòng điện xoay chiều, chủ yếu dùng các giá trị hiệu dụng.
Dòng điện xoay chiều được tạo ra từ máy phát xoay chiều cảm ứng.
NỘI DUNG CẦN GHI NHỚ!
Câu hỏi trắc nghiệm
Câu 1: Dòng điện xoay chiều phục vụ sinh trong hoạt, có điện áp hiệu dụng là 220V. Điện áp cực đại là
A. 380V. B. 320V. C. 311V. D. 156V
Câu hỏi trắc nghiệm
Câu hỏi trắc nghiệm
Câu 3: Gọi độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện là φ. Với: φ = φu – φi
Một đoạn mach xoay chiều có điện áp
u = 100cos100t (V) và dòng điện có cường độ
i = 2sin100 t (A).
Hãy chọn câu đúng?
A. φ = 0. B. φ = .
C. φ = - /2. D. φ = /2
Câu hỏi trắc nghiệm
Câu 4: Một khung dây hình chữ nhật cạnh 3cm và 5cm có 100 vòng dây. Khung đặt trong từ trường đều, vectơ cảm ứng từ vuông góc với trục đối xứng x’x của khung và độ lớn cảm ứng từ B = 0,5 T.
Khung quay quanh trục x’x với tốc độ 3000 vòng/phút. Suất điện động cảm ứng trong khung có giá trị hiệu dụng và tần số là
A. 16,7 V và 50 Hz. B. 23,6 V và 50 Hz.
C. 16,7 V và !00 Hz. D. 23,6 V và 100 Hz
HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ
Làm các bài tập của bài 12 ở sách giáo khoa và sách bài tập.
Ôn tập các kiến thức về tụ điện và cuộn cảm ở sách vật lí 11.
- Tụ điện là gì? các công thức về tụ điện.
- Cuộn cảm là gì? Hiện tượng tự cảm là gì? Biểu thức suất điện động tự cảm?

Xin chào tạm biệt
Quý thầy, cô cùng toàn thể các em học sinh