Lý thuyết Vật lý 12 Bài 12. Đại cương về dòng điện xoay chiều

Lý thuyết Vật lý 12 Bài 12. Đại cương về dòng điện xoay chiều

Tham khảo:

>>> Soạn Bài 12. Đại cương về dòng điện xoay chiều

>>> Sơ đồ tư duy Vật lí 12 Bài 12 (Lý thuyết + Trắc nghiệm)

I. Khái niệm về dòng điện xoay chiều

Dòng điện xoay chiều hình sin, gọi tắt là 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, với dạng tổng quát:

i = I₀cos(ωt + φ)

I₀ > 0 được gọi là giá trị cực đại của I (cường độ cực đại).

ω > 0 được gọi là tần số góc, 

  là chu kì và 

   là tần số của i.

α = ωt + φ là pha của i và là pha ban đầu.

II. Nguyên tắc tạo ra dòng điện

Ta cho một cuộn dây dẫn dẹt hình tròn, giả sử hai đầu dây khép kín, quay xung quanh một trục cố định nằm trong cùng mặt phẳng với cuộn dây đặt trong một từ trường đều 

 có phương vuông góc với trục quay. Khi đó trong cuộn dây sẽ xuất hiện một dòng điện xoay chiều.

 

Giả sử lúc t = 0, α= 0, đến lúc t > 0, α = ωt (ω là tốc độ góc của cuộn dây quay xung quanh trục ∆).

Lúc t, từ thông qua cuộn dây là: Φ = NBScosα = NBScosωt (N: số vòng dây, S là diện tích mỗi vòng).

Theo định luật Fa-ra-đây:

Nếu cuộn dây khép kín có điện trở R thì cường độ dòng điện cảm ứng là:

Đây là dòng điện xoay chiều với tần số góc và biên độ là:

Chiều dương của i liên hệ với chiều pháp tuyến 

 của mặt phẳng chứa cuộn dây theo quy tắc nắm tay phải.

III. Giá trị hiệu dụng

Công suất trung bình

Đặt: 

thì: 

Đại lượng I được gọi là giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện xoay chiều (cường độ hiệu dụng).

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.

IV. Bài giảng đại cương về dòng điện xoay chiều

Xem thêm Giải bài tập Vật lý 12: Bài 12. Đại cương về dòng điện xoay chiều