Công ty Cổ phần Mạng giáo dục Bạch Kim - 27 Huỳnh Thúc Kháng, Đống Đa, Hà Nội
Trang bìa
Trang bìa:
TIẾT 12: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Khái niệm về dòng điện xoay chiều
Khái niệm:
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: Trong đó: i: Là giá trị tức thời của cường độ dòng điện tại thời điểm t. latex(I_0) là giá trị cực đại của cường độ dòng điện, latex(I_0) > 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 = 2пf = 2п/T. Thông thường trong thực tế f = 50Hz latex(φ_i) là pha ban đầu của cường độ dòng điện i. C2:
I. KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Xác định giá trị cực đại, tần số góc, chu kỳ, tần số, pha ban đầu của các dòng điện xoay chiều có cường độ tức thời (tính ra ampe) cho bởi: a, i=5latex(cos(100pit pi/4)) b, i=2latex(sqrt2cos(100pit-pi/3)) c, i=-5latex(sqrt2cos100pit) Giải a, i=5latex(cos(100pit pi/4))latex(rArrI_0 = 5 (A); f = 50 (Hz); T = 0,02 (s) ω = 100 Л (rad/s); φ = Л/4 (rad) b, i=2latex(sqrt2cos(100pit-pi/3))latex(rArrI_0 =2sqrt2 (A);T = 0,02 (s);f = 50 (Hz) ω = 100 Л (rad/s);φ = -Л/3 (rad) c, i=-5latex(sqrt2cos100pit)latex(hArr5sqrt2cos(100pit pi);I_0 = 5 (A) ω = 100 Л (rad/s); T = 0,02 (s);f = 50 (Hz); φ = Л (rad) C3:
I. KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Trên hình vẽ đồ thị nhình sin cắt trục tọa độ tại những điểm có tọa độ bằng bao nhiêu? 1. Cắt trục hoành tại những điểm có tọa độ bằng bao nhiêu T 2. Cắt trục tung tại những điểm có tọa độ bằng bao nhiêu latex(I_0) Giải 1. Cắt trục hoành: latex(i_1) = 0 khi latex(t_1=T/8 T/4=(3T)/8 latex(i_n) = 0 khi latex(t_1=(3T)/8 (n -1)T/2 C3_2:
I. KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Giải 2.Cắt trục tung i = latex(i_0) ứng với t = 0 i=latex(I_0cos((2pi)/Tt phi) Khi latex(t=T/8) thì I=latex(I_0 ; latex(I_0=I_0cos((2pi)/T.T/8 phi)=I_0cos(pi/4 phi)) latex(rArrcos(pi/4 phi)=1rArrphi=-pi/4 latex(i_0=I_0cos(-pi/4)=(I_0)/sqrt2=I Nguyên tắc tạo ra dòng điện
Nguyên tắc tạo dòng điện:
II. NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - Khi cho một khung dây quay đều trong từ trường đều thì trong khung dây xuất hiện suất điện động cảm ứng xoay chiều. Nếu nối hai đầu khung dây với một mạch ngoài kín thì trong mạch ngoài có dòng điện xoay chiều. Giả sử t = 0, góc α=0 Tại thời điểm t>0 từ thông qua cuộn dây có biểu thức: Trong cuộn dây xuất hiện suất điện động cảm ứng được tính theo công thức. Nếu cuộn dây khép kín:
II. NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Nếu cuộn dây khép kín có điện trở R thì cường độ dòng điện cảm ứng cho bởi Trong đó: i : là dòng điện xoay chiều trong cuộn dây có tần số góc ω và cường độ cực đại : Vậy nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ: khi từ thông qua một vòng dây kín biến thiên điều hoà. Mô hình của máy phát điện xoay chiều:
II. NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Một số mô hình đơn giản của máy phát điện xoay chiều Giá trị sử dụng
Cường độ hiệu dụng:
III. GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG 1. 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: - Công suất trung bình: latex(bar(p)=RI_0^2bar(cos^2omegat)) - Trong một chu kì: latex(bar(cos^2omegat)=1/2 Do đó trung bình trong một chu kì: latex(barp=1/2RI_0^2) - Vì các chu kì đều giống nhau nên giá trị latex(barp) cũng là công suất trung bình của dòng điện xoay chiều: latex(P=R.I^2) Nếu ta đặt latex(I^2=(I_0^2)/2) thì: 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 thì có công suất tiêu thụ trong R bởi hai dòng điện đó là như nhau. Các giá trị kháchiệu dụng:
III. GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG 2. Các giá trị hiệu dụng khác của dòng điện xoay chiều - Điện áp hiệu dụng: - Suất điện động hiệu dụng: 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. Ghi nhớ và củng cố
Ghi nhớ:
GHI NHỚ * 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: latex(I_0, U_0, E_0) Các giá trị hiệu dụng, latex(I =(I_0)/sqrt2; U =(U_0) /sqrt2; E =(E_0) /sqrt2) 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 Bài tập 1:
Bài tập 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
Bài tập 2:
Bài tập 2: 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
Dặn dò và kết thúc
Dặn dò:
DẶN DÒ - 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? Kết thúc:
BÀI HỌC ĐẾN ĐÂY LÀ KẾT THÚC!!!