Đại cương về dòng điện xoay chiều

CHÀO MỪNG QUÝ THẦY CÔ VỀ DỰ
GIỜ THĂM LỚP
Dòng điện một chiều Dòng điện xoay chiều
Chương III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
BÀI 12: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
NỘI DUNG:
I. Khái niệm về dòng điện xoay chiều
II. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều
III. Giá trị hiệu dụng
BÀI 12: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
I. Khái niệm về dòng điện xoay chiều.
- Là dòng điện có cường độ biến thiên tuần hoàn với thời
gian theo quy luật của hàm số sin hay côsin.
a. Dòng điện xoay chiều:
Biểu thức:
i
0
= I cos( )
i
i t
ω ϕ
+
t
T
0
I
o
BÀI 12: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Pt dao động điều hòa:
x: li độ dao động
A: Biên độ dao động (x

max
)
ω: Tần số góc (rad/s)
φ: Pha ban đầu (rad)
(ωt + φ): Pha của dđ (rad)
A, ω, φ là các hằng số
cos( )x A t
ω ϕ
= +
2
2 f
T
π
ω π
= =
a. Dòng điện xoay chiều:
b. Điện áp xoay chiều:
u: Điện áp tức thời (V)i: Cường độ tức thời (A)
I
0
>0:giá trị cực đại của i (cường độ cực đại) (A)
φ
i
:Pha ban đầu của i (rad)
ω > 0: Tần số góc của i (rad/s)
(ωt + φ
i
): Pha của i tại thời điểm t (rad)
U
0

>0: giá trị cực đại của u
(điện áp cực đại) (V)
φ
u
:Pha ban đầu của u (rad)
ω>0: Tần số góc của u (rad/s)
(ωt + φ
u
): Pha của u tại thời điểm t (rad)
T (s) là chu kỳ và f (Hz) là tần số
0
= I cos( )
i
i t
ω ϕ
+
0 u
u = U cos(ωt+ )
ϕ
2
2 f
T
π
ω π
= =
2
T
π
ω
=

1
2
f
T
ω
π
= =
Vd: Cho biểu thức của dòng điện xoay chiều và điện áp xoay chiều
Xác định giá trị cực đại, tần số góc, pha ban đầu, chu kỳ, tần số của dòng điện xoay chiều và điện áp
xoay chiều trên?
a)
b)
BÀI 12: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
( )
2 2 cos 200
3
u t V
π
π
= −
 
 ÷
 
( )
5 cos100i t A
π
= −
BÀI 12: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Ta có:
a)

( )
0
i
5
;
50 ( / );
( )
I A
rad s
rad
ω π
ϕ π
=> =
=
= ±
2 2
0,04( )
50
T s
π π
ω π
= = =
1 1
25( )
0,04
f Hz
T
= = =
( )
5 cos100i t A

π
= −
( )
5 cos(50 )i t A
π π
= ±
b)
BÀI 12: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Ta có:
( )
2 2 cos 200
3
u t V
π
π
= −
 
 ÷
 
( )
0
2
2 ;
200 ( / );
( )
3
u
V
U
rad s

rad
ω π
π
ϕ
=
=>
=
= −
2 2
0,01( )
200
T s
π π
ω π
= = =
1 1
100( )
0,01
f Hz
T
= = =
BÀI 12: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Máy phát điện xoay chiều
Mô hình đơn giản của máy phát điện xoay chiều
BÀI 12: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
II. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều
D.đ cảm ứng i
c
S.đ.đ cảm ứng e
c

Từ thông: Φ
cosNBS
φ α
=
c
e
t
φ
∆
= −
∆
B
ur
n
r
α
S
c
c
e
i
R
=
BÀI 12: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
II. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều
R
) α
ω
t > 0; α = ω.t
* Dụng cụ:

- Một cuộn dây, kín gồm N vòng, diện tích mỗi vòng S. Đặt trong từ trường đều vuông góc với trục quay Δ
t = 0; α = 0
B
n
B
n
r
*. Cách tạo ra:
-Từ thông qua cuộn dây tại thời điểm t >0, α = ω.t có biểu thức:
BÀI 12: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
II. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều
*. Dụng cụ (Sgk)
) α
ω
- Trong cuộn dây xuất hiện suất điện động cảm ứng:
- Cuộn dây khép kín có điện trở R:
E
0
: Suất điện động cực đại (V)
B
n
Φ = NBScosα = NBScosωt
0
sin sin
d
e tNBS E t
dt
ω ωω
Φ
= = =−

0
i = sin
R
n
BS
si
N
It t
ω
ω
ω
=
BÀI 12: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
=> Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều dựa trên cơ sở hiện tượng cảm ứng điện từ.
Mô hình đơn giản của máy phát điện xoay chiều
BÀI 12: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Công suất tiêu thụ trong R=> P
1
Công suất tiêu thụ trung bình trong R => P
2
Dòng điện một chiều không đổi
Dòng điện xoay chiều
I
2
: Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều
᷉
A B
I
2
I

1
I
2
= I
1
= I: Sao cho P
1
= P
2

III. Giá trị hiệu dụng
1. Định nghĩa:
2
2
. .
A U
P U I R I
t R
= = = =
BÀI 12: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
III. Giá trị hiệu dụng
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.
1. Định nghĩa:
BÀI 12: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
2. Công thức:
Vd: Gọi I
0
, U

0
, E
0
: Lần lượt là giá trị cực đại của cường độ dòng điện, điện áp, suất điện động xoay chiều.
Cường độ dòng điện hiệu dụng: I
Điện áp hiệu dụng: U
Suất điện động hiệu dụng: E
Gi¸ trÞ cùc ®¹i
Gi¸ trÞ hiÖu dông =
2
0
2
I
I =
0
2
U
U =
0
2
E
E =
BÀI 12: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
* Chú ý:
-
Các số liệu ghi trên các thiết bị điện đều là các giá trị hiệu dụng.
Ví dụ1: bóng đèn ghi: 220V – 5A
+ Điện áp hiệu dụng U = 220 V
+ Cường độ dòng điện hiệu dụng I = 5A
Ví dụ2: Mắc một Ampe kế vào một mạng điện xoay chiều, khi đó số chỉ của Ampe kế là 2A

+ Cường độ dòng điện hiệu dụng I = 2A
-
Các thiết bị đo đối với mạch điện xoay chiều chủ yếu cũng là đo các giá trị hiệu dụng.
A. 80V B. 40V
SAI
ĐÚNG
SAISAI
VD : Điện áp tức thời giữa 2 đầu của một đoạn mạch xoay chiều là :
Điện áp hiệu dụng giữa 2 đầu đoạn mạch là bao nhiêu?
D. 40
V
C. 80 V
BÀI 12: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
( )
Vtu
π
100cos80=
2
2
BÀI 12: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Cần nắm:
-
Định nghĩa của dòng điện xoay chiều, biểu thức i,u.
-
Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều.
-
Giá trị hiệu dụng.
Về nhà:
-
Học bài, làm các bài tập trang 66 Sgk (bỏ bài 3).

-
Chuẩn bị bài 13.
CẢM ƠN QUÝ THẦY CÔ CÙNG CÁC HỌC VIÊN ĐÃ
THAM DỰ TIẾT HỌC
BÀI 12: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
- Trong cuộn dây xuất hiện suất điện động cảm ứng:
II. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều
Đặt:
*. Dụng cụ (sgk)
*. Cách tạo ra:
E
0
: Suất điện động cực đại (V)
- Từ thông qua cuộn dây tại thời điểm t >0, α = ω.t có biểu thức:
'( )
d
e t
dt
Φ
= = Φ− −
sinNBS t
ω ω
=
0
sinE t
ω
=
ω
=
0

E NBS
(cos )'NBS t
ω
= −
[ ( )'(sin )]NBS t t
ω ω
= − −
Φ = NBScosα = NBScosωt
Dòng điện không đổi Dòng điện xoay chiều
+ Cường độ dòng điện: I (A)
+ Hiệu điện thế: U (V)
+ Suất điện động: ξ (V)
+ Công suất tiêu thụ trong R
P = RI
2
Cách tạo ra:
Ứng dụng
+ i (A), I
0
(A), I(A)
+ u (V), U
0
(V), U(V)
+ e (V), E
0
(V), E (V)
+ công suất tiệu thụ trung bình trong R
Cách tạo ra:
Ứng dụng
2

2
2
0 0
2
2
I I
P RI R R
 
= = =
 ÷
 
D
i
o
t
-
d
i
o
t
-
d
i
o
t
D
i
o
t
-

d
i
o
t
-
d
i
o
t
D
i
o
t
-
d
i
o
t
-
d
i
o
t
D
i
o
t
-
d
i

o
t
-
d
i
o
t
Tụ điện
+-
AC vaøo
AC ra
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+ -
3
1
4
2
Mạch chỉnh lưu dùng điốt bán dẫn