Lý thuyết Đại cương về dòng điện xoay chiều. | SGK Vật lí lớp 12

ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

Cho khung dây dẫn có diện tích quy hoạnh S gồm có N vòng dây quay đều với tốc độ góc ω xung quanh trục đối xứng x’x trong từ trường đều có \ ( \ vec B \ bot \ ) xx ‘ .

1. TỪ THÔNG GỬI QUA KHUNG DÂY

Bạn đang đọc: Lý thuyết Đại cương về dòng điện xoay chiều. | SGK Vật lí lớp 12

Từ thông gởi qua khung là \ ( \ Phi = NBScos ( \ omega t + \ varphi ) { \ rm { } } Wb \ ) .
Đặt \ ( { \ Phi _0 } = NB { \ rm { S } } \ to \ Phi = { \ Phi _0 } \ cos ( \ omega t + \ varphi ) \ )
\ ( { \ Phi _0 } \ ) được gọi là từ thông cực đại

2. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG XOAY CHIỀU

Theo hiện tượng kỳ lạ cảm ứng điện từ trong khung hình thành suất điện động cảm ứng có biểu thức :
\ ( e { \ rm { } } = – \ Phi ‘ = \ omega NBSsin ( \ omega t + \ varphi ). \ )
Đặt \ ( { E_0 } = \ omega NBS = \ omega { \ Phi _0 } \ to e = { E_0 } sin ( \ omega t + \ varphi ) = { E_0 } cos ( \ omega t + \ varphi – \ dfrac { \ pi } { 2 } ) \ )
Vậy suất điện động trong khung dây biến thiên tuần hoàn với tần số góc ω và chậm pha hơn từ thông góc π / 2. Nếu mạch ngoài kín thì trong mạch sẽ có dòng điện, điện áp gây ra ở mạch ngoài cũng biến thiên điều hòa : u = U0cos ( ωt + φu ) V .
Đơn vị : S ( mét vuông ), Φ ( Wb ) – Webe, B ( T ) – Testla, N ( vòng ), ω ( rad / s ), e ( V ) …
\ ( 1 { \ rm { } } vong / phut = \ dfrac { { 2 \ pi } } { { 60 } } = ( rad / s { \ rm { } } ) ; { \ rm { } } 1 { \ rm { } } c { m ^ 2 } = { 10 ^ { – 4 } } { m ^ 2 } \ )

3. KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

– Định nghĩa: 

Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ dòng điện đổi khác điều hòa theo thời hạn ( theo hàm cosin hay sin ) => Dòng điện xoay chiều đổi khác cả về cường độ và phương chiều .

– Biểu thức: \(i = {I_0}\cos (\omega t + {\phi _i})A\)

Trong đó :
\ ( i : \ ) giá trị cường độ dòng điện xoay chiều tức thời, đơn vị chức năng là ( A )

     \({I_0} > {\rm{ }}0\) : giá trị cường độ dòng điện cực đại của dòng điện xoay chiều

Xem thêm: Hóa đơn điện tử là gì? 16 điều doanh nghiệp CẦN BIẾT NGAY về HĐĐT

\ ( \ omega, { \ varphi _i } : \ ) là những hằng số .
\ ( \ omega > { \ rm { } } 0 \ ) là tần số góc .
\ ( ( \ omega t { \ rm { } } + { \ varphi _i } ) : \ ) pha tại thời gian t .
\ ( \ varphi i { \ rm { } } : \ ) Pha bắt đầu của dòng điện .

– Chu kỳ, tần số của dòng điện :\(\left\{ \begin{array}{l}T = \dfrac{{2\pi }}{\omega } = \dfrac{1}{f}(s)\\f = \dfrac{1}{T} = \dfrac{\omega }{{2\pi }}(Hz)\end{array} \right.\)

4. ĐỘ LỆCH PHA CỦA ĐIỆN ÁP VÀ DÒNG ĐIỆN

Đặt \ ( \ varphi = { \ varphi _u } – { \ varphi _i }, \ ) được gọi là độ lệch pha của điện áp và dòng điện trong mạch .
+ Nếu \ ( \ varphi > { \ rm { } } 0 \ ) thì khi đó điện áp nhanh pha hơn dòng điện hay dòng điện chậm pha hơn điện áp .
+ Nếu \ ( \ varphi < { \ rm { } } 0 \ ) thì khi đó điện áp chậm pha hơn dòng điện hay dòng điện nhanh pha hơn điện áp . - Khi độ lệch pha của điện áp và dòng điện là π / 2 thì ta có phương trình của dòng điện và điện áp thỏa mãn \ ( \ left \ { \ begin { array } { l } u = { U_0 } \ cos ( \ omega t ) \ \ i = { I_0 } \ cos ( \ omega t \ pm \ dfrac { \ pi } { 2 } ) = \ mp { I_0 } \ sin ( \ omega t ) \ end { array } \ right. \ to { \ left ( { \ dfrac { u } { { { U_0 } } } } \ right ) ^ 2 } + { \ left ( { \ dfrac { i } { { { I_0 } } } } \ right ) ^ 2 } = 1 \ )

– Nếu điện áp vuông pha với dòng điện, đồng thời tại hai thời điểm t1, t2 điện áp và dòng điện có các cặp giá trị tương ứng là u1; i1 và u2; i2 thì ta có: \({\left( {\dfrac{{{u_1}}}{{{U_0}}}} \right)^2} + {\left( {\dfrac{{{i_1}}}{{{I_0}}}} \right)^2} = {\left( {\dfrac{{{u_2}}}{{{U_0}}}} \right)^2} + {\left( {\dfrac{{{i_2}}}{{{I_0}}}} \right)^2} \to \dfrac{{{U_0}}}{{{I_0}}} = \sqrt {\dfrac{{u_1^2 – u_2^2}}{{i_1^2 – i_2^2}}} \)

5. GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG.

Ngoài ra, so với dòng điện xoay chiều, những đại lượng như điện áp, suất điện động, cường độ dòng điện, … cũng là hàm số sin hay cosin của thời hạn .
Các đại lượng có giá trị hiệu dụng : \ ( I { \ rm { } } = \ dfrac { { { I_0 } } } { { \ sqrt 2 } } \ ), \ ( U { \ rm { } } = \ dfrac { { { U_0 } } } { { \ sqrt 2 } } \ ), \ ( E { \ rm { } } = \ dfrac { { { E_0 } } } { { \ sqrt 2 } } \ )
Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R trong thời hạn t nếu có dòng điện xoay chiều i = I0cos ( ωt + φ ) chạy qua là : \ ( Q. = P.t = \ dfrac { { I_0 ^ 2 } } { 2 } Rt \ )

Công suất tỏa nhiệt trên R khi có dòng điện xoay chiều chạy qua: \(P = {I^2}R\)

Xem thêm: Tổng đài 1022 Hải Phòng tiếp nhận hơn 4.500 kiến nghị, phản ánh về COVID-19

Sơ đồ tư duy về đại cương dòng điện xoay chiều

Source: https://vh2.com.vn
Category : Điện Tử