17/09/2016 04:23 CH | 72696
1. Nguyên tắc:
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.
Mời bạn xem đoạn video mô phỏng sau đây:
Nguyên tắc của máy phát điện xoay chiều
Và đoạn video sau đây:
Máy phát điện xoay chiều - Cấu tạo
2. Khảo sát lý thuyết
Đặt một khung dây N vòng trong từ trường đều
Trong đoạn video này: Màu đỏ là cực bắc [N] của nam châm, màu xanh là cực nam [S] của nam châm. Lúc t = 0 :
Bây giờ ta hãy xét trường hợp tổng quát:
- Lúc t = 0 : và hợp với nhau một góc là . [ là vectơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây, vuông góc với mặt phẳng khung dây và có chiều dương chọn tùy ý].
- Tại thời điểm t: đã quay được góc nên và hợp nhau góc
Như vậy tại thời điểm t từ thông qua khung là
Trong đó
Suy được:
Trong đó
Nếu nối hai đầu khung dây với một mạch ngoài kín thì trong mạch có dòng điện xoay chiều.
Trở lại bài Máy phát điện xoay chiều
II. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
1. Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến thiên điều hòa theo thời gian với phương trình có dạng
Dưới đây là đồ thị của một dòng điện xoay chiều có cường độ cực đại Io = 4 A; chu kỳ T = 0,02 s, pha ban đầu
Biểu thức của dòng điện này là
2. Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều bằng cường độ của một dòng điện không đổi mà nếu cho chúng qua cùng một điện trỏ trong cùng khoảng thời gian thì chúng tỏa ra cùng một nhiệt lượng.
Người ta ký hiệu cường độ hiệu dụng là I và chứng minh được:
III. ĐIỆN ÁP [HIỆU ĐIỆN THẾ] DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
1. Nếu trong đoạn mạch có dòng điện xoay chiều thì ở hai đầu đoạn mạch có một điện áp [hiệu điện thế] dao động điều hòa có dạng
Đồ thị của điện áp dao động điều hòa tương tự với độ thị của dòng điện xoay chiều.
2. Người ta cũng định nghĩa điện áp hiệu dụng như sau:
IV. ĐỘ LỆCH PHA GIỮA ĐIỆN ÁP DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA Ở HAI ĐẦU MỘT ĐOẠN MẠCH VÀ CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU CHẠY TRONG ĐOẠN MẠCH:ĐÓ là
Trong bài toán đoạn mạch RLC không phân nhánh [xem bài kế tiếp] người ta thấy:
- Nếu > 0 thì điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch sớm pha hơn dòng điện.
- Nếu < 0 thì điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch trễ pha hơn dòng điện
- Nếu = 0 thì điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch cùng pha hơn dòng điện
Tài liệu tham khảo thêm:
Video mô tả lý thuyết sâu hơn về máy phát điện xoay chiều:
Ôn tập Vật lý 12
Bài trước Lên đầu trang Bài kế tiếp Trở về Trang chủ
Câu hỏi: Hãy nêu cách tạo ra dòng điện xoay chiều?
Lời giải:
Nếu ta liên tục lần lượt đưa nam châm vào và kéo nam châm ra khỏi cuộn dây dẫn kín thì trong cuộn dây xuất hiện dòng điện luân phiên đổi chiều. Dòng điện luân phiên đổi chiều như vậy gọi là dòng điện xoay chiều.
Có hai cách để tạo ra dòng điện xoay chiều:
+ Cách 1: Cho nam châm quay trước cuộn dây.
+ Cách 2: Cho cuộn dây quay trong từ trường của nam châm
Cùng Top lời giải tìm hiểu chi tiết hơn về dòng điện xoay chiều cũng nhưcách tạo ra dòng điện xoay chiều nhé:
1. Định nghĩa dòng điện xoay chiều là gì?
Dòng điện xoay chiều [Alternating Current]theo định nghĩalà dòng điện có chiều và giá trị biến đổi theo thời gian [cường độ biến thiên điều hòa theo thời gian]những thay đổi này thường tuần hoàn theo một chu kỳ nhất định.
2. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều
Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều:Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Khi cho khung dây có N vòng dây, có diện tích S, quay đều quanh trục của nó với tốc độ gócω, trong một từ trường đềuB→, có phương vuông góc với trục quay. Tại thời điểm ban đầu góc giữaB→và vecto pháp tuyếnn→của mặt phẳng khung dây làφ.
Tại thời điểm t, từ thông qua cuộn dây:
ф = NBScosα = 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 dòng cảm ứng trong mạch là:
Đây là dòng điện xoay chiều.
3. Ứng dụng của dòng điện xoay chiều trong cuộc sống
- Tác dụng quang học
Đây cũng chính là ứng dụng đầu tiên được sử dụng với dòng điện. Cụ thể điện năng sẽ được chuyển hóa thành quang năng mang đến ánh sáng phục vụ nhu cầu sử dụng của người dùng.
Cùng với đó hệ thống đèn chiếu sáng cũng được nâng cấp mang đến sự đa dạng cho ứng dụng quang học của dòng điện xoay chiều. Theo đó, nó không còn chỉ được sử dụng cho mục đích chiếu sáng đơn thuần mà còn được sử dụng để trang trí với hệ thống đèn phức tạp, nhiều màu hay những cụm đèn nhấp nháy ấn tượng,…
- Tác dụng nhiệt
Không dừng lại ở mục đích chiếu sáng, dòng điện xoay chiều còn được sử dụng phổ biến với ứng dụng nhiệt. Theo đó dưới tác dụng của điện năng sẽ làm các vật dẫn nóng lên đến một nhiệt độ nhất định để đáp ứng nhu cầu sử dụng của người dùng. Ví dụ như:
– Hệ thống các loại bếp điện như: Bếp hồng ngoại, bếp điện,…
– Lò sưởi thông minh, đèn sưởi nhà tắm, phòng ngủ,…
- Tác dụng từ
Như chúng ra đã biết, từ trường là một trong những điều kiện cần và đủ để tạo ra một dòng điện xoay chiều. Chính vì vậy không khó hiểu khi nhắc đến những tác dụng từ tuyệt vời mà dòng điện có thể mang lại.
Cụ thể chúng ta có thể sử dụng tác dụng từ của dòng điện trong bếp từ, các ứng dụng khám chữa bệnh tại bệnh viện,…
Những thông tin trên đây của Top lời giải đã giúp chúng ta có thêm kiến thức về dòng điện xoay chiều, cách tạo ra dòng điện xoay chiều cũng như những ứng dụng rất thực tế của dòng điện xoay chiều trong cuộc sống. Chúc các em học tốt!