Sơ đồ tư duy vật lý 12 chương 3

Sơ đồ tư duy Vật lý 12 Chương 3
Mục lục nội dung
Tổng hợp Lý thuyết về Chương 3: Dòng điện xoay chiều

• Dịng điện xoay chiều

• Ngun tắc tạo ra dịng điện xoay chiều.

• Cơng suất điện tiêu thụ của mạch xoay chiều

• Hệ số cơng suất

• Cơng suất hao phí khi truyền tải điện năng.

• Sơ đồ tư duy Vật lý 12 Chương 3. Dòng điện xoay chiều

Tổng hợp Lý thuyết về Chương 3: Dòng điện xoay chiều
Dòng điện xoay chiều


- Khái niệm: là dịng điện có cường độ là hàm số sin hoặc cos của thời gian.
i = I0 cos(ωt + φ)
- Những đại lượng đặc trưng:
i : cường độ dòng điện tức thời.
I0: cường độ dòng điện cực đại.
ω: tần số góc w = 2π/T = 2πf
ωt + φ: pha dao động của i
φ: pha ban đầu của i
I = I0/√2 : cường độ dòng điện hiệu dụng. Ý nghĩa: nếu thay dịng điện xoay chiều có cường
độ dòng điện cực đại là I0 bằng một dòng điện khơng đổi, để tác dụng của 2 dịng điện này là
như nhau (cơng suất như nhau) thì dịng một chiều phải có cường độ là I.

Khi tính tốn, đo lường, ... các đại lượng của mạch điện xoay chiều, người ta chủ yếu tính
hoặc đo các giá trị hiệu dụng.

Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều.

Nguyên tắc: dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Khi cho khung dây có N vịng dây, có diện
tích S, quay đều quanh trục của nó với tốc độ góc ω, trong một từ trường đều B→, có phương


vng vng góc với trục quay. Tại thời điểm ban đầu góc giữa B→ và vec tơ pháp
tuyến n→ của mặt phẳng khung dây là φ
Tại thời điểm t, từ thông qua cuộn dây:
ф = NBScos⁡α = NBS cos⁡(ωt + φ)
Khi đó trong mạch xuất hiện một suất điện động cảm ứng:

Nếu cuộn dây khép kín có điện trở R thì cường độ dịng cảm ứng trong mạch là:

Đây là dịng điện xoay chiều.

Cơng suất điện tiêu thụ của mạch xoay chiều
* Xét mạch điện xoay chiều có điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng
điện xoay chiều trong mạch lần lượt là:
u = U√2cos⁡(ωt)
i = I√2cos⁡(ωt + φ)
- Công suất tức thời của đoạn mạch là p = ui = 2UIcos⁡(ωt) cos⁡(ωt + φ)
= UI[cosφ + cos⁡(2ωt + φ)]
- Cơng suất trung bình trong một chu kỳ T là:

trong 1 T
- Nều thời gian dùng điện t >> T thì P cũng là cơng suất tiêu thụ điện trung bình của mạch

trong thời gian t: P = UIcosφ


Hệ số cơng suất
- Trong đó cosφ được gọi là hệ số cơng suất ( vì - π/2 < φ < π/2 nên 0 < cosφ < 1).
- Ý nghĩa cosφ: thể hiện tỷ lệ giữa khả năng cung cấp công suất điện cho mạch (UI) và công
suất điện thực tế tiêu thụ trong mạch
- Từ hình vẽ giản đồ vecto của mạch RLC mắc nối tiếp ta có:

- Nhận xét: Như vậy điện năng chỉ tiêu thụ trên R mà không tiêu thụ trên L và C.
- Biến đổi cơng thức tính cơng suất:

- Khi đó điện năng tiêu thụ của mạch trong khoảng thời gian t là: W= P.t

Cơng suất hao phí khi truyền tải điện năng.
Điện năng được truyền từ nhà máy phát điện đến nơi tiêu thụ nhờ đường dây có điện trở r.
Giả sử cơng suất phát điện tại nhà máy là Pphát = UphátIcos⁡φphát
Khi đó cơng suất hao phí trên đường dây là Php = I2r
Do mắc nối tiếp nên cường độ dòng điện phát đi cũng bằng cường độ dòng điện trên dây nên


Nhận xét: Muốn giảm cơng suất hao phí trên đường dây ta có thể
+ Giảm

thay đồng bằng vật liệu dẫn điện tốt hơn như bạc, vật liệu siêu dẫn,... → tốn kém. Tăng diện tích
dây → khối lượng đồng tăng lên, lượng cột điện tăng lên → tốn kém.
+ Tăng hiệu điện thế nơi phát: khi Uphát tăng 10 lần thì Php giảm 100 lần → hiểu quả, khơng
tốn kém→ cần một thiết bị biến đổi điện áp.
Hiệu suất truyền tải điện năng:

Sơ đồ tư duy Vật lý 12 Chương 3. Dòng điện xoay chiều