Có mấy cách tạo ra dòng điện xoay chiều?
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
Dòng điện xoay chiều là một trong những năng lượng không thể thiếu trong cuộc sống sinh hoạt cùng công việc của chúng ta. Đây được xem là một trong những dấu mốc quan trọng trong lịch sử của nhân loại. Vậy dòng điện xoay chiều là gì? Cùng điểm qua một số thông tin chi tiết về vấn đề này tại bài viết tham khảo dưới đây nhé!
Dựa vào đặc điểm của dòng điện tích, người ta chia dòng điện ra làm hai loại là dòng điện 1 chiều và dòng điện xoay chiều. Dĩ nhiên dựa trên sự khác biệt về đặc điểm mà mỗi loại dòng điện đều sẽ được sử dụng đáp ứng những công việc khác nhau.
Dòng điện xoay chiều là gì? Đây là loại dòng điện được sử dụng đáp ứng nhu cầu sinh hoạt, sử dụng hàng ngày của chúng ta. Về cơ bản đây là dòng điện có chiều và cường độ luôn biến đổi theo thời gian. Thường là quy luật hình sin hoặc cosin.
Ngược lại dòng điện một chiều là dòng điện có sự cố định về chiều chuyển dịch. Dòng điện này thường được tạo ra từ các loại pin hay năng lượng mặt trời,…
Sau khi đã hiểu rõ hơn về định nghĩa dòng điện xoay chiều, cùng đi vào làm rõ một số tác dụng của nó đối với cuộc sống cùng công việc nhé!
Thực tế cho thấy tất cả mọi thiết bị, máy móc từ đồ gia dụng đến các dây chuyền sản xuất hiện đại muốn hoạt động đều cần sử dụng điện. Có thể nói nó gần như chi phối cuộc sống của chúng ta. Cụ thể cũng như dòng điện thông thường, dòng điện AC đang được sử dụng phổ biến với tác dụng nhiệt, từ và quang. Ví dụ như:
- – Điện năng được chuyển hóa thành nhiệt năng khi sử dụng cho những thiết bị bếp hồng ngoại, lò sưởi điện tử hay máy sấy,…
- – Với tác dụng quang học, nó giúp tác động tạo ra phản ứng với hồ quang giúp bóng đèn phát sáng. Đây cũng là tiền đề cho những thiết bị, hệ thống chiếu sáng cao cấp được cải tiến về sau này.
- – Ngoài ra một từ trường sẽ xuất hiện khi đưa dòng điện đi qua hai cục nam châm. Dĩ nhiên chúng ta hoàn toàn có thể điều chỉnh được độ lớn lực từ thông qua cường độ dòng điện cũng như tiết diện nam châm. Đây là cơ sở tạo nên những thiết bị phát hiện khuyết tật đối với công nghiệp sản xuất gốm sứ, một số thiết bị bếp từ gia đình, …
Trong vật lý, dòng điện xoay chiều được gọi tắt là AC thông qua cụm từ Alternating Current. Người ta thường sử dụng ký hiệu ~ như biểu trưng của chuyển động tuần hoàn của đồ thị hình sin với phương trình i = Io.cos[ωt +φ]. Cụ thể dưới đây là một vài những thông số cơ bản của một mạch điện xoay chiều.
Chu kỳ được ký hiệu là T hay còn được hiểu là khoảng thời gian mà điện xoay chiều lắp lại vị trí cũ. Chu kỳ thường được tính bằng giây theo công thức:
T= 2π/ω
Trong đó:
- T: Chu kỳ dòng điện [s].
- ω: Tần số góc [rad/s].
Tần số được ký hiệu là F là đại lượng cho chúng ta biết số lần lặp lại trạng thái cũ trong một đơn vị thời gian. Tần số và chu kỳ có mối quan hệ tỉ lệ nghịch với công thức tính như sau:
F= 1/T
Trong đó:
- F: Tần số [Hz].
- T: Chu kỳ [s]
Giá trị cực đại I là cường độ dòng điện lớn nhất của mạch được ký hiệu là Io.
Để xác định pha của dòng điện AC chúng ta cần chú ý 3 trường hợp cụ thể sau:
- – Hai dòng điện cùng pha: Là 2 dòng điện khác nhau những có cùng thời điểm tăng và giảm cường độ điện áp.
- – Hai dòng điện ngược pha: Là chỉ 2 dòng điện có thời điểm tăng và giảm cường độ trái ngược nhau.
- – Hai dòng điện lệch pha: Được hiểu là 2 dòng điện có thời điểm tăng giảm cường độ điện áp lệch nhau.
Việc xác định chính xác pha dao động của dòng điện có ảnh hưởng rất lớn tới độ chính xác của kết quả tính toán về sau này.
– Sử dụng nam châm đồng thời tác động cho chúng quay quanh một dây dẫn kín dựa trên những thử nghiệm từ trước đó. Để tăng giảm cường độ dòng điện được tạo quý vị có thể tác động tăng giảm tiết diện dây hoặc kích thước nam châm được sử dụng.
– Ngoài ra chúng ta cũng có thể sử dụng cuộn dây từ trường bằng cách cho 1 cuộn dây kín quay xung quanh 1 trục thẳng đứng của từ trường được tạo ra bởi nam châm.
>>> Bạn có biết: nam châm điện là gì, cách làm tăng lực từ của nam châm điện
Vừa rồi chúng ta vừa cùng nhau làm rõ vấn đề dòng điện xoay chiều là gì? Tác dụng cùng một vài những thông số đặc trưng của một mạch điện xoay chiều. Hy vọng quý vị đã nắm được cho mình những thông tin bổ ích thông qua những thông tin tham khảo được đưa đến trong bài viết trên đây.
17/09/2016 04:23 CH | 70369
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 rồi cho khung dây quay đều trong từ trường này với tốc độ góc như mô phỏng trong đoạn video sau đâu:
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 : và trùng nhau [hợp với nhau một góc bằng 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 là từ thông cực đại qua khung, có đơn vị là vê -be [Wb]. Suất điện động cảm ứng trong khung lúc t là [e là đạo hàm của từ thông theo t]
Suy được:
Trong đó là suất điện động cực đại trong khung, có đơn vị là vôn [V].
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 trong đó i là cường độ tức thời, Io là cường độ cực đại [biên độ của cường độ dòng điện], là tần số góc của dòng điện và là pha ban đầu của dòng điện.
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 trong đó u là cường độ tức thời, Uo là cường độ cực đại, là tần số góc của dòng điện xoay chiều và là pha ban đầu của điện áp.
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