Bài giảng Vật lý Lớp 12 - Tiết 21, Bài 12: Đại cương về dòng điện xoay chiều

CHÀO MỪNG QUÝ THẦY CÔ VÀ 
 CÁC EM HỌC SINH! 
NHIỆT ĐIỆN 
ĐIỆN GIÓ 
THỦY ĐIỆN 
TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG 
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
TIẾT 21 : 
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 
0 
i(A) 
t(s) 
i(A) 
0 
t(s) 
I. KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU: 
Chiều và cường độ dòng điện không thay đổi theo thời gian. 
Chiều và cường độ dòng điện biến thiên theo qui luật hàm sin. ta gọi là dòng điện xoay chiều. 
i : cường độ dòng điện tức thời (A ) 
I 0 > 0 : cường độ dòng điện cực đại (A) . 
ω > 0 : T ần s ố g óc (rad/s). 
ω t+ φ : pha c ủa i (rad). 
φ : pha ban đầu (rad ). 
T : chu k ỳ (s ) T=2 / ω 
f : t ần s ố (Hz ) f = 1/T = ω /2 
- 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. 
Định nghĩa: 
Biểu thức: 
i = I 0 cos ( t + ) 
I. KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU: 
VD: Xác định giá trị cực đại, tần số góc, chu kỳ, tần số, pha ban đầu của các dòng điện xoay chiều có cường độ tức thời cho bởi : 
a) 
b) 
c) 
a) 
_ Giải_ 
b) 
I 0 = 8 (A);  = 100 (rad/s); 
 = /4 (rad) 
T= 0,02 (s); f = 50 (Hz); 
I 0 = 2 (A);  = 100 (rad/s); 
 = - /6 (rad) 
T= 0,02 (s); f = 50 (Hz); 
c) 
I 0 = 2 (A);  = 100 (rad/s); = (rad) hoặc - (rad) 
T= 0,02 (s); f = 50 (Hz) 
N 
S 
AM PE KẾ 
 Chúng ta hãy quan sát một số thí nghiệm về nguyên tắc tạo ra dòng điện cảm ứng đã học ở lớp 11 
S 
N 
S 
N 
S 
N 
Đ 
CH: Khi nam châm quay, vòng dây có xuất hiện dòng điện hay không? 
Đây chính là 1 trong những nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều . 
II . NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU: 
 - Cho một cuộn dây, có vectơ pháp tuyến quay quanh một trục cố định ∆ với tốc độ góc là  trong từ trường đều . 
 Hiện tượng gì sẽ xảy ra trong cuộn dây ? 
- Giả sử khi t = 0, góc là α = 0. 
α 
- Khi t > 0 , góc 
 là α = ɷt. 
- Trong cuộn dây xuất hiện suất điện động cảm ứng: 
- Lúc t, từ thông qua cuộn dây là: 
α 
Nếu cuộn dây khép kín có 
 điện trở R thì cường độ dòng điện cảm ứng: 
HAY 
Với: 
là cường độ dòng điện cực đại 
II. NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
Mô hình đơn giản của máy phát điện xoay chiều 
Vậy : Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều là dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ. 
Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều dựa vào hiện tượng nào? 
III. GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG : 
Định nghĩa: 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 hai dòng điện đó là như nhau. 
Lưu ý: Đ ối với dòng điện xoay chiều, các đại lượng như điện áp U, suất điện động E, cũng là hàm số sin hay cosin của thời gian, nên cũng có giá trị hiệu dụng, ta có 
Giá trị hiệu dụng = 
Giá trị cực đại 
VẬN DỤNG 
Câu 1. Dòng điện xoay chiều là dòng điện 
có cường độ biến thiên tuần hoàn theo thời gian . 
B. có cường độ biến đổi điều hoà theo thời gian 
C. có chiều biến đổi theo thời gian . 
D. có chu kỳ thay đổi theo thời gian. 
Câu 2. Tại thời điểm t = 0,5 (s), cường độ dòng điện xoay chiều 
 qua mạch bằng 4 A, đó là 
cường độ hiệu dụng. 	B . cường độ cực đại . 
C. cường độ tức thời 	D . cường độ trung bình . 
VẬN DỤNG 
Câu 3 : Cường độ dòng điện tức thời giữa 2 đầu của một đoạn mạch xoay chiều là : i = 10cos(100 t) (V). Tần số góc của dòng điện bằng bao nhiêu? 
A. 50 Hz	B. 100 Hz	C.50 rad/s	D. 100 rad/s 
Câu 4 : Cường độ dòng điện tức thời của một dđxc là i = cos(100 t) (A). Giá trị hiệu dụng của dòng điện này là 
A. A	B. ½ A 	C. A 	D. 1 A 
VẬN DỤNG 
Câu 5 :Điện áp tức thời giữa 2 đầu đoạn mạch xoay chiều có biểu thức: u = 110 cos(100 t) (V). Tần số của dòng điện xoay chiều là 
A. 50 Hz	 B . 110 Hz	 C.100 Hz	 D . 75 Hz 
Câu 6 : Điện áp tức thời giữa 2 đầu của một đoạn mạch xoay chiều là 
u = 220 cos(100 t) (V). Điện áp hiệu dụng giữa 2 đầu đoạn mạch là 
A. 200 V	 B . 220 V	 C . 100 V	 D . 220 V 
VẬN DỤNG 
Câu 7: Trên một bóng đèn có ghi 220V – 110W, nối đèn ấy vào 
mạng điện xoay chiều có hiệu điện thế U =220V. Xác định : 
điện trở của đèn 
b) cường độ hiệu dụng qua đèn 
c) điện năng tiêu thụ của đèn trong một giờ 
Câu 8: Trên một đèn có ghi 100V – 100W. Mạch điện sử dụng 
 có U = 110V. Để đảm bảo đèn sang bình thường, phải mắc 
 thêm vào mạch điện một điện trở bằng bao nhiêu?