Cổng luyện thi đại học moon.vnGiới thiệu | Giáo viên | Đăng ký | Đăng nhập | Hệ thống Level
Cổng luyện thi đại học moon.vn
Trang chủ Tiếng AnhNgữ vănToán họcVật lýHóa họcSinh họcThi onlineFCTài khoảnTin tức
Bài giảng miễn phíToán họcVật lýHóa học

Đại cương dòng điện xoay chiều

1. Khái niệm dòng điện xoay chiều

a. Định nghĩa
- Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến thiên điều hòa theo thời gian (theo hàm cos hay sin của thời gian)
b. Biểu thức
image002.gif
Trong đó:
• i: giá trị cường độ dòng điện xoay chiều tức thời, đơn vị là (A)
• I0 > 0: giá trị cường độ dòng điện cực đại của dòng điện xoay chiều
• ω, φi : là các hằng số.
• ω > 0 là tần số góc
• (ωt + φi) : pha tại thời điểm t
• φi : Pha ban đầu của dòng điện
c. Các đại lượng đặc trưng
● Chu kì: image006.gif
● Tần số: image008.gif

2. Hiệu điện thế dao động điều hòa (Điện áp)

image011.pngCho khung dây dẫn có diện tích S gồm có N vòng dây quay đều với vận tốc góc ω xung quanh trục đối xứng x’x trong từ trường đều có image010.gif. Tại t = 0 giả sử image014.gif. Sau khoảng thời t, image016.gifquay được một góc ωt. Từ thông gởi qua khung là φ = NBScosωt (Wb). Đặt φ0 = NBS => φ = φ0cosωt, φ0 được gọi là từ thông cực đại. Theo hiện tượng cảm ứng điện từ trong khung hình thành suất điện động cảm ứng có biểu thức e = -φ' = ωNBSsinωt
Đặt: image022.gif
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, hiệu điện thế gây ra ở mạch ngoài cũng biến thiên điều hòa:  u  = U0cos(ωt + φu) (V)
Đơn vị : S (m2), φ (Wb)- Webe, B(T) – Testla, N (vòng), ω (rad/s). e (V)…

3. Độ lệch pha của hiệu điện thế và điện áp

Đặt φ = φu - φi , được gọi là độ lệch pha của hiệu điện thế và dòng điện trong mạch
Nếu φ > 0 thi khi đó hiệu điện thế nhanh pha hơn dòng điện hay dòng điện chậm pha hơn hiệu điện thế
Nếu φ > 0 thi khi đó hiệu điện thế chậm pha hơn dòng điện hay dòng điện nhanh pha hơn hiệu điện thế

4. Các giá trị hiệu dụng

Cho dòng điện xoay chiều i = I0cos(ωt + φ) chạy qua R, công suất tức thời tiêu thụ trong R
p = Ri2 = image028.gif
Giá trị trung bình của p trong 1 chu kì: image030.gif
Kết quả tính toán, giá trị trung bình của công suất trong 1 chu kì (công suất trung bình):
image032.gif
Nhiệt lượng tỏa ra khi đó là: image034.gif
Cũng trong cùng khoảng thời gian t cho dòng điện không đổi (dòng điện một chiều) qua điện trở R nói trên thì nhiệt lượng tỏa ra là: image036.gif
Cho: image038.gif
I được gọi là giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện xoay chiều hay cường độ hiệu dụng
Tương tự ta cũng có hiệu điện thế hiệu dụng và suất điện động hiệu dụng là: image040.gif
Ngoài ra, đối với dòng điện xoay chiều, các đại lượng như hiệu điện thế, suất điện động, cường độ điện trường, … cũng là hàm số sin hay cosin của thời gian, với các đại lượng này

5. Các ví dụ điển hình

Ví dụ 1: Dòng điện chạy qua đoạn mạch xoay chiều có dạng i = 2cos(100πt) (A), hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu dụng là 12V, và sớm pha π/3 so với dòng điện.
a. Tính chu kỳ, tần số của dòng điện
b. Tính giá trị hiệu dụng của dòng điện trong mạch
c. Tính giá trị tức thời của dòng điện ở thời điểm t = 0,5 (s)
d. Trong một giây dòng điện đổi chiều bao nhiêu lần
e. Biểu thức của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là

* Hướng dẫn giải:

a. Từ biểu thức của dòng điện i = 2cos(100πt) ta có ω = 100π (rad/s)
Từ đó ta có chu kỳ và tần số của dòng điện là: image048.gif
b. Giá trị hiệu dụng của dòng điện trong mạch là: image050.gif
c. Tại thời điểm t = 0,5 (s) thì i = 2cos(100π.0,5) = 0 
Vậy tại t = 0,5s thì i = 0
d. Từ câu b ta có f = 50 (Hz), tức là trong một giây thì dòng điện thực hiện được 50 dao động. Do mỗi dao động dòng điện đổi chiều hai lần nên trong một giây dòng điện đổi chiều 100 lần.
e. Do hiệu điện thế sớm pha image044.gifso với dòng điện nên có: image055.gif
Hiệu điện thế cực đại là: image057.gif 
Biểu thức của hiệu điện thế hai đầu mạch điện là: image059.gif
* Nhận xét : Trong trường hợp tổng quát thì số lần mà dòng điện đổi chiều trong 1(s) là 2f.

Ví dụ 2: Một mạch điện xoay chiều gồm một điện trở R = 50Ω, dòng điện qua mạch có biểu thức image061.gif
a. Viết biểu thức hiệu điện thế hai đầu mạch điện biết rằng hiệu điện thế hiệu dụng là image063.gifvà hiệu điện thế nhanh pha hơn dòng điện góc image065.gif
b. Tính nhiệt lượng tỏa trên điện trở R trong 15 phút.

* Hướng dẫn giải

a. Ta có: image067.gif
image069.gif
Biểu thức của hiệu điện thế là: image071.gif
b. Cường độ hiệu dụng của dòng điện qua mạch là:
image073.gif

Ví dụ 3 : Một khung dây dẫn có diện tích S = 50cm2 gồm 150 vòng dây quay đều với vận tốc 3000 vòng/phút trong một từ trường đều có cảm ứng từ image075.gif vuông góc trục quay của khung và có độ lớn B = 0,002T. Tính:
a. Từ thông cực đại gửi qua khung
b. Suất điện động cực đại

* Hướng dẫn giải :

Tóm tắt: image077.gif
N = 150 vòng
B = 0,002T
ω = 3000 vòng/phút = 100π (rad/s)
a. Từ thông qua khung là φ = NBScosωt => từ thông cực đại là:
image079.gif
b. Suất điện động qua khung là:
image081.gif 
Vậy suất điện động cực đại qua khung là E0 = 0,47(V)

Ví dụ 4: Một khung dây dẹt hình chữ nhật gồm 500 vòng dây, diện tích mỗi vòng dây là 53,5 cm2, quay đều với tốc độ góc là 3000 vòng/phút quanh trục xx’ trong một từ trường đều có B = 0,02T và đường cảm ứng từ vuông góc với trục quay xx’. Tính suất điện động hiệu dụng của suất điện động xuất hiện trong khung

* Hướng dẫn giải:

Tóm tắt: S = 50cm2 = 50.10-4m2
N = 500 vòng
B = 0,02T
ω = 3000 vòng/phút = 100π (rad/s)
Suất điện động cực đại là: image085.gif
Từ đó suất điện động hiệu dụng:image087.gif

BÀI TẬP LUYỆN TẬP

Bài 1 : Một khung dây hình chữ nhật, kích thước 40cm x 60cm, gồm 200 vòng dây, được đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ 0,2T. Trục đối xứng của khung dây vuông góc với từ trường. Khung dây quay quanh trục đối xứng đó với vận tốc 120vòng/phút.
a. Tính tần số của suất điện động
b. Chọn thời điểm t = 0 là lúc mặt phẳng khung dây vuông góc với đường cảm ứng từ. Viết biểu thức suất điện động cảm ứng trong khung dây
c. Suất điện động tại t = 5s kể từ thời điểm ban đầu có giá trị nào?
d. Nếu bỏ qua điện trở của khung dây thì hiệu điện thế hai đầu khung dây có biểu thức như thế nào?

Bài 2: Một cuộn dây dẹt hình chữ nhật có tiết diện S = 54cm2 gồm 500 vòng dây, điện trở không đáng kể, quay với vận tốc 50 vòng/giây quanh một trục đi qua tâm và song song với một cạnh. Cuộn dây đặt trong từ trường có cảm ứng từ B = 0,2T vuông góc với trục quay.
a. Từ thông cực đại có giá trị bằng bao nhiêu?
b. Viết biểu thức suất điện động xuất hiện trong cuộn dây. Xem như tại thời điểm ban đầu, mặt phẳng khung dây vuông góc với cảm ứng từ B.

  • Biên soạn Thầy Đặng Việt Hùng - BK Hà Nội
  • Bình luận (58)
    nhonamlun - (17/05/2012 12:5:43)
    sao thay khong dua ra cong thuc giai nhanh de lam trac nghiem nhi
    langtumuathu - (16/05/2012 05:25:14)
    chán nhỉ nội dung cũng bt quá
    duongtrang - (03/03/2012 08:38:53)
    l,m;k;pl;'
    solar11 - (14/11/2011 06:54:50)
    bai thay giang hay thiet.Nho thay gui them cho em mot so tai lieu phuong phap giai vat ly 12 nhe thay. thank thay nhieu becky_solar11@yahoo.com
    langtu94hp - (11/11/2011 10:5:51)
    cos(5opi)= 0 la sao
    travy - (31/10/2011 08:29:30)
    thay lam on cho nhiu nhiu bai tap hon nua nka e cam on thay nhiu lam
    tieuthulolem - (29/10/2011 10:21:10)
    hjk
    nothingisforever94 - (08/10/2011 11:12:34)
    thay uj,sao bai tap it the a
    lovep3dethuong - (02/10/2011 05:18:32)
    k hieu ji het,
    xuongrong94 - (28/09/2011 09:9:30)
    chang hieu j tha tu doc sach con hon
    inmylife208 - (25/09/2011 04:1:52)
    thay co the tang them so luong cac bai vi du duoc khong ak!
    mayngox - (11/08/2011 08:53:43)
    bai` tap hay lem" giup e hieu ro hon cam on thay nha. mong thay ghi them nhiu ghi chu" giup bon em lam bai tap de? dang` hon
    nguyenanhhong - (04/08/2011 10:1:49)
    cái này giảng cao siêu em ko hiểu lắm, về đọc lại sách vậy
    petaplam_teen - (25/01/2011 09:38:03)
    co baj gjang thj hay
    nna12a - (15/11/2010 10:43:01)
    cái này có 1 vài chỗ bị sai..cám ơn thầy
    Bui Thi Hoa - (10/11/2010 03:55:38)
    Thax oj k co aj gjag han gjan do ah
    xaulatao - (28/10/2010 03:37:18)
    ứ a buồn:(
    dragon.hiep - (20/09/2010 03:44:32)
    thanks thay dang hung
    APPLE IPHONE - (26/06/2010 10:47:50)
    = Ri2 = finish
    APPLE IPHONE - (26/06/2010 10:32:28)
    Đặt:
    caohuan1995 - (12/06/2010 09:29:33)
    co han em khong thay dung
    longcucp - (31/05/2010 09:46:30)
    trog 1s dòng điện sẽ thực hiện f dao động.1 dao động đổi chiều 2 lần..cẩm ơn thầy
    kekhongbietdennucuoi - (29/04/2010 10:54:02)
    ôi! e cám ơn thầy nhiều lắm! mong thầy có nhiều bài giảng hơn cho bọn em.
    zuize_hikhik - (14/04/2010 04:57:08)
    thay oi sao thay ko gioi thieu mot so bai toan ve dien xaoy chieu thong qua gian do frex_nen em muon tim hieu them ve han nay
    tranghk48 - (14/04/2010 04:43:26)
    bai giang hay lam em cam on thay nhieu lam a
    kid_sagi - (25/02/2010 02:34:34)
    em send email nho` thay goi? may file df de em in ma` chang thay thay` hoi` an sao vay ?
    heokuz - (13/01/2010 12:0:45)
    hần d câu bt 1 có ai bít cách làm chỉ mình với!!
    okita_17 - (10/01/2010 05:0:38)
    tra? loi som' ho e nha. thank thay`
    okita_17 - (10/01/2010 04:59:14)
    Thay` co' the giu e tra loi cau nay` ko? trong 1 chu ki thi dong xoay chieu se~ doi? chieu` may' lan?
    buivanson - (05/01/2010 06:31:25)
    ko dc hay lemkobang thay em day o lo.hjhjhjh
    thuthuy.com.vn - (14/11/2009 07:15:36)
    Da,em chan thanh cam on thay ah!
    zz.kuteo.zz - (13/11/2009 12:15:34)
    bai giang rat hay. thank thay nhieu.lai rat de hiu?
    kmhaainh2 - (12/11/2009 05:38:08)
    Bài giảng rất hay! Nếu có điều kiện thì thầy hân loại và ost bài tậ cụ thể cho tụi em nhá.
    thaods1 - (12/11/2009 01:35:31)
    hay wa' con j`
    ang3l.sjlly - (12/11/2009 02:30:26)
    làm thế nào nghe dc bài giảng vậy
    phamanhtuan_12p - (11/11/2009 02:44:30)
    thay oi ! sa khng u de khoi C len a nhieu ban hoc khoi C cung muon hoc thi sao a . ma thay khong u huong ha giai len a
    vuthinhung92 - (11/11/2009 01:55:38)
    nhờ thầy ost lên bài giảng veef dạng giải bài taons điện xoay chiều = hương há giản đồ vecto được ạ
    dangquangtung - (10/11/2009 07:4:05)
    sao kô có đề toán hả thầy em rất cần đề toán
    ngoc_and_xit - (05/11/2009 09:16:14)
    thay cho cai em cai link de download voi
    ffvjnh - (04/11/2009 01:7:45)
    link down cho ai cần nè tinyurl.com/dienxoaychieu
    dinhgia.nb - (03/11/2009 12:37:24)
    lam sao download tai lieu vay cac ban
    Dangviethung - (03/11/2009 08:35:50)
    Cac dạng toán của mạch RLC thầy viết trong bài giảng mạch điện xoay chiều RLC rồi, các em đợi rồi moon sẽ ost lên trong thời gian tới nhé.
    hoang_tan2312 - (02/11/2009 04:17:21)
    thầy ơi, thầy cho mấy bản in đi thâỳ, chứ đọc đau mắt quá thầy ạ
    Dangviethung - (01/11/2009 09:24:50)
    hihi, hần đầu tiên thầy viết thế này thấy còn hơi dài đó em ạ. Thì chỉ có bài tậ liên quan đến từ thông và suất điện động thôi mà, những gì tinh túy nhất ở hần bài giảng sau sẽ đề cậ đến. Đặc biệt là bài giảng số 5 về bài toán cực trị trong mạch RLC, đảm bảo em sẽ không thể chê được câu nào đâu em ạ.
    tinyluna - (01/11/2009 10:7:35)
    thầy ơi,hần điện xoay chiều ít thế thầy đưa thêm btậ hần này nhìu hơn đc ko?ít quá..mà ko đc hay lắm:D:D
    boykute58811 - (31/10/2009 08:28:31)
    thay lúc nào cung vi :)
    KELLY BUI - (31/10/2009 07:50:53)
    sao bây giờ ko coy đc về nhỉ?chán wa.A.trang ơi
    kingvip - (31/10/2009 11:57:13)
    các bạn đừng nói vậy anh trang chỉ làm theo lời của thầy hùng thôi. ko có gì quá đáng cả thầy hùng đã nói như thế thì min2h send đi rồi nhận file df sướng hơn ko
    tranposter1 - (30/10/2009 08:40:18)
    ADMIN oi! sao khong coy dc vay!
    nguyenquykien - (30/10/2009 06:1:38)
    ý quên trước khi làm các bạn nhớ coy link qua một tab khác nha.
    MarsuInthezoo - (30/10/2009 12:30:50)
    sao thầy không tải lên file df cho tụi em tải về luôn thầy.
    Dangviethung - (30/10/2009 09:30:37)
    Hi các em, sau hần Sóng cơ học thì đến sự mâu thuẫn của hai chương trình học : cơ bản và Nâng cao. Theo chương trình Nâng cao thì học Dao động điện từ trước Dòng điện xoay chiều, còn chương trình Cơ bản thì học Dòng điện xoay chiều trước mạch dao động LC. Thê nên để đảm bảo cả hai chương trình học sinh có thể theo học được thì thầy sẽ đưa lên đồng thời bài giảng của cả hai chương và thời gian lưu lại bài giảng sẽ lâu hơn để học sinh ban cơ bản học xong Điện xoay chiều thì có thể học Dao động mạch LC và ngược lại. Có vấn đề gì chưa hiểu trong bài giảng hay có ý kiến hản hồi gì các em cứ comment để thầy biết, tiế thu và sẽ làm các bài giảng về sau tốt hơn. Trong những bài giảng thời gian trước thầy viết xong (chương Chuyển động của vật rắn, Dao động cơ học, sóng cơ học) về sau thầy sẽ mô hỏng thêm nhiều hình ảnh cũng như ví dụ nữa để các em có thể có thêm tài liệu ôn thi Đại học được tốt nhất. Trong chương trình Nâng cao có một số hần mà khi viết bài giảng Thầy chưa đề cậ đến (con lắc vật lý, Hiệu ứng Dole) vì nó khá ngắn nên thầy sẽ tậ hợ lại rồi viết vào một bài giảng riêng dành cho ban Nâng cao. Thế nên các em đừng lo và hãy tậ trung tốt nhất cho những hần nằm trong chương trình chung của cả hai ban nhé. Chúc tất cả các em học tậ tốt!
    justforlaugh - (29/10/2009 09:55:33)
    sao chưa đến hần sóng điện mà đã sang hần điện xoay chiều rùi hả thầy
    hoang_12A2_XD - (29/10/2009 09:30:54)
    a Trang ơi cho coy đi ạ!!E muốn in ra để đọc cho ngấm lâu!!!
    Jimmy_Nguyen1992 - (29/10/2009 09:17:47)
    anh trang ko cho coy nua chán quá
    BuiQuangTuan - (29/10/2009 08:50:58)
    Bài giảng hay thiệt, em cảm ơn thầy
    youvip_kut3_92 - (29/10/2009 08:35:19)
    bài giảng của thầy rất hay.em cảm ơn thầy
    youvip_kut3_92 - (29/10/2009 08:25:24)
    em lai boc tem rồi
    Viết bình luận
    Nội dung:  

    Công ty Cổ phần Công nghệ Giáo dục Trực tuyến Aladanh

    VP: Số 22 - Lô 12A - Đường Trung Yên 10 - P Yên Hòa - Q Cầu Giấy - Hà Nội

    Điện thoại: 04.32.99.98.98

    ® Moon.vn giữ bản quyền nội dung trên website này.