BÀI 13 : ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

I. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

1. Khái niệm

– Tại thời điểm ban đầu, khung dây vuông góc với cảm ứng từ \(\overrightarrow B \)

\(\begin{multline}{\Phi = N B S \cos {0 ^{0 }}= N B S }\vphantom{X } \\ \vphantom{X }\end{multline}\)

– Tại thời điểm t, khung dây quay được góc \(\alpha = \omega t \)

\(\begin{multline}{\Phi = N B S \cos {\alpha ^{}}= N B S c o s \omega t }\vphantom{X } \\ \vphantom{X }\end{multline}\)

– Suất điện động cảm ứng

\(e(t) = – \frac{{d\Phi }}{{dt}} = NBS\omega \sin \omega t = NBS\omega \cos (\omega t – \frac{\pi }{2})\)

– Tổng quát suất điện động cảm ứng

\(\begin{multline}{e (t )= E _{0 }\cos ({\omega t + \varphi _{0 }})}\vphantom{X } \\ \vphantom{X }\end{multline}\)

Với: \(\begin{multline}{{E _{0 }}= N B S \omega }\vphantom{X } \\ \vphantom{X }\end{multline}\)

– Khi nối hai đầu khung với mạch ngoài tiêu thụ, trong mạch xuất hiện dòng điện có cường độ biến thiên đều hòa theo thời gian, gọi là dòng điện xoay chiều.

* Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến thiên điều hòa theo thời gian.

\(i = {I_0}\cos \left( {\omega t + {\varphi _i}} \right)\)

Trong đó:

+  i : cường độ tức thời (A)

+  I₀ : cường độ cực đại (A), I₀ > 0

+ : tần số góc;  : chu kì và   tần số của i.

+ \({\omega t + {\varphi _i}}\): pha;  \({{\varphi _i}}\) pha ban đầu.

Chú ý: Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều là dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ.

2. Điện áp xoay chiều và cường độ dòng điện xoay chiều

Trong trường hợp tổng quát biểu thức của điện áp xoay chiều giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện trong mạch có dạng:

\(\begin{multline}{u = {U _{0 }}\cos ({\omega t + {\varphi _{u }}})}\vphantom{X } \\ \vphantom{X }\end{multline}\)

\(\begin{multline}{i = {I _{0 }}\cos ({\omega t + {\varphi _{i }}})}\vphantom{X } \\ \vphantom{X }\end{multline}\)

II. CÁC GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG

Những đại lượng điện và từ biến thiên theo hàm sin hay côsin theo thời gian đều có giá trị hiệu dụng tính theo công thức:

Giá trị hiệu dụng = Giá trị cực đại

Ví dụ:

– Hiệu điện thế hiệu dụng:

– Cường độ hiệu dụng:

Khi tính toán, đo lường, … các mạch điện xoay chiều, chủ yếu sử dụng các giá trị hiệu dụng.

III. ỨNG DỤNG CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU TRONG CUỘC SỐNG

1. Truyền tải điện năng đi xa

– Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải (điện trở r)

\({P_{hp}} = r{I^2} = r\frac{{{P^2}}}{{{U^2}}}\)

– Trong quá trình truyền tải điện năng từ nhà máy ta phải tăng điện áp khi truyền tải, khi tới nơi tiêu thụ ta giảm điện áp xuống để sử dụng.

– Thiết bị thay đổi điện áp xoay chiều gọi là máy biến áp.

2. Dùng trong sinh hoạt và sản xuất

– Các loại đèn thắp sáng.

– Động cơ của các thiết bị như quạt điện, máy giắt…

– Lò luyện kim, mỏ hàn, bàn ủi…

IV. QUY TẮC AN TOÀN ĐIỆN

– Lắp đặt thiết bị đóng ngắt điện đúng cách và ở vị trí phù hợp.

– Lựa chọn thiết bị điện phù hợp và chất lượng tốt.

– Không chạm vào dụng cụ sử dụng điện khi tay ướt.

– Tránh sử dụng thiết bị điện khi đang sạc.

– Không được chạm tay vào những chỗ hở của dây điện hay cầu dao, cầu chì không có nắp che khi chưa cắt nguồn điện.

– Kiểm tra hệ thống mạng điện và bảo trì thiết bị điện định kì.