Bai 12 Dai cuong ve dong dien xoay chieu

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (596.22 KB, 22 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1></div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

Chương III- DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

Nội dung chương III:

- Tìm hiểu dịng điện xoay chiều là gì?

- Các quy luật của dịng điện xoay chiều

- Sản xuất và ứng dụng của dòng điện xoay chiều

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

CHUẨN BỊ KiẾN THỨC

Câu hỏi:

1. Công thức từ thông? Giải thích các kí hiệu trong cơng

thức?

2. Hiện tượng cảm ứng điện từ xuất hiện khi nào? Viết

biểu thức của suất điện động cảm ứng?

3. a) Biểu thức định luật Ơm cho tồn mạch?

b) Cơng thức tính cơng suất của dịng điện khơng đổi

khi đi qua điện trở R?

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

Đáp án:

1. 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 :
 = ( )n B, 

n



B



2. Khi từ thơng 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 vịng
dây: e = - N

d

dt



tm

E

I

R



3. a) Định luật Ơm cho tồn mạch:

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

Đáp án:

• 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.

2 

T

4. Một đại lượng x biến thiên điều hòa theo thời

gian mơ tả bởi phương trình:

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

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)?

Dịng 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

=I

0

cos(ωt +

φ

i

)

(12.1)

t

T

i

I

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

 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

dịng 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 dịng điện i.

I

.

KHÁI NIỆM VỀ DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

i

=I

0

cos(ωt +

φ

i

)

(12.1)

t

T

i

I

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

- 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?

n





B



- Ban đầu vectơ pháp tuyến của khung hợp với vectơ một góc

= 0

- Cho khung quay xung quanh trục x’x với tốc độ góc ω.

I. KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

II. NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

</div>
(9)<div class='page_container' data-page=9>

- 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?

-Khung dây phẳng, hình chữ nhật, có diện tích S và
số vịng N đặt trong trong từ trường đều ,vectơ
vuông góc với trục đối xứng x’x của khung dây.
(hình vẽ)

B



B



n





B



- Ban đầu vectơ pháp tuyến của khung hợp với vectơ một góc

= 0

- Cho khung quay xung quanh trục x’x với tốc độ góc ω.

I. KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

II. NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

B
n

x



</div>
(10)<div class='page_container' data-page=10>

I. KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

II. NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU



d
dt

- Từ thông qua khung dây tại thời điểm t có biểu thức:
Ф = BScosωt.

- Vì từ thơng Ф qua khung dây biến thiên theo thời gian, trong khung
xuất hiện suất điện động cảm ứng. Suất điện động cảm ứng tức thời tại t:
e = -N = NBSωsinωt

Đặt: E0 = NBSɷ  e = E0sinωt (12.2)

e
R

E0
R

- Nếu khung dây nối kín mạch và có điện trở R thì cường độ dịng
điện trong mạch tức thời tại t là:

i = = sinωt.

Đặt:  i = I0 cos(ωt - /2 )

</div>
(11)<div class='page_container' data-page=11>

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 hồn

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.

I. KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

II.

</div>
(12)<div class='page_container' data-page=12>

Nếu có dịng điện i = I0cosωt qua điện trở R. Hãy tìm:

- Cơng suất tỏa nhiệt tức thời trên R.

- Công suất tỏa nhiệt trung bình trên R trong một chu kì T.

- Cơng suất tỏa nhiệt trung bình trên R trong thời gian khá lớn.

- So sánh cơng suất trung bình của dịng điện xoay chiều với cơng 
thức cơng suất của dịng điện khơng đổi để rút ra giá trị cường độ 
dòng điện xoay chiều tương đương với cường độ của dòng điện 
khơng đổi.

I. KHÁI NIỆM VỀ DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

II. NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

III. GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG

</div>
(13)<div class='page_container' data-page=13>

cos2



t



0 p

2
0

1 RI

2 

2
0

1

2 

p

RI

- 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 cơng suất

trung bình của dịng điện xoay chiều:

P

2 2 2 2

0 0 0

1 cos

cos2

2 p RI





t



RI



RI



t

Gợi ý:

Ngay tại thời điểm

t

áp dụng công thức cơng suất của dịng

điện khơng đổi:

p = Ri

2

= RI

02

cos

2

ɷt

- Công suất trung bình:

2
1
= RI
2
0
2

I

I=

- Viết lại cơng thức trên có dạng như dịng điện khơng đổi:

P

</div>
(14)<div class='page_container' data-page=14>

I. KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

II. NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

III. GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG

1

2

2
0

I

Cơng suất trung bình của dịng điện xoay chiều trên điện trở R

P

= R (12.3)

Giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện xoay chiều là

I = (12.4)

1. Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều

</div>
(15)<div class='page_container' data-page=15>

I. KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

II. NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

III. GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG

1. Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều

2. Các giá trị hiệu dụng khác của dòng điện xoay chiều

Sử dụng các giá trị hiệu dụng để tính tốn 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.

U= (15.5)
2

Điện áp hiệu dụng:

E= (15.6)
2

</div>
(16)<div class='page_container' data-page=16>

 Dòng điện xoay chiều là dịng điện có cường độ biến thên tuần

hoàn theo thời gian theo quy luật hàm sin hay cơsin, 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 tốn 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.

I

U

0 E0

</div>
(17)<div class='page_container' data-page=17>

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

</div>
(18)<div class='page_container' data-page=18>

Câu hỏi trắc nghiệm

B

 

i



2 2cos100 t A



Câu 2:

Một dòng điện xoay chiều có biểu thức

Cường độ hiệu dụng và tần số của dòng điện là

A. 2,83 A và 100Hz.

B. 2 A và 50Hz.

</div>
(19)<div class='page_container' data-page=19>

Câu hỏi trắc nghiệm

D

Câu 3: Gọi độ lệch pha giữa điện áp và dòng

điện là φ. Với: φ = φ

u

– φ

i

Một đoạn mach xoay chiều có điện áp

u = 100cos100



t (V) và dịng điện có cường độ

i = 2sin100



t (A).

Hãy chọn câu đúng?

</div>
(20)<div class='page_container' data-page=20>

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 cơng thức về tụ điện.

</div>
(21)<div class='page_container' data-page=21></div>

Bai 12 Dai cuong ve dong dien xoay chieu

<b>Chương III- DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU</b>

<b>Chương III- DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU</b>

<b>Nội dung chương III: </b>

<b> - Tìm hiểu dịng điện xoay chiều là gì?</b>

<b> - Các quy luật của dịng điện xoay chiều</b>

<b> - Sản xuất và ứng dụng của dòng điện xoay chiều</b>

CHUẨN BỊ KiẾN THỨC

CHUẨN BỊ KiẾN THỨC

Câu hỏi:

1. Công thức từ thông? Giải thích các kí hiệu trong cơng

thức?

2. Hiện tượng cảm ứng điện từ xuất hiện khi nào? Viết

biểu thức của suất điện động cảm ứng?

3. a) Biểu thức định luật Ơm cho tồn mạch?

b) Cơng thức tính cơng suất của dịng điện khơng đổi

khi đi qua điện trở R?

Đáp án:

Đáp án:

<i>n</i>





<i>d</i>

<i>dt</i>



<i>E</i>

<i>I</i>

<i>R</i>



3. a) Định luật Ơm cho tồn mạch:

Đáp án:

Đáp án:

•

<sub> x là giá trị tức thời tại thời điểm t</sub>

•

<sub> A là giá trị cực đại của x.</sub>

•

<sub> ω là tần số góc, ω = 2f = </sub>

•

<sub> (ωt + φ) là pha và φ là pha ban đầu. </sub>

2



<i>T</i>

4. Một đại lượng x biến thiên điều hòa theo thời

gian mơ tả bởi phương trình:

I

I

.

.

KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

<i>i</i>

<i> =I</i>

<i> cos(ωt +</i>

<i>φ</i>

<i> )</i>

<i>t</i>

<i>T</i>

<i>I</i>

I

I

.

.

KHÁI NIỆM VỀ DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

<i>i</i>

<i> =I</i>

<i> cos(ωt +</i>

<i>φ</i>

<i> )</i>

<i>t</i>

<i>T</i>

<i>I</i>

n





B



I.

I.