Bài giảng Vật lí 12 - Bài 12: Đại cương về dòng điện xoay chiều

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 12 - Bài 12: Đại cương về dòng điện xoay chiều

1. Chương III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU BÀI 12: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
2. Bài 12: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Câu hỏi C1: Nhắc lại định nghĩa dòng điện một chiều không đổi ? Trả lời: Là dòng điện có chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian. q I = t
3. Chúng ta hãy quan sát một số thí nghiệm hình ảnh nguyên tắc tạo ra dòng điện cảm ứng đã học ở lớp 11 Cực bắc ở gần khung dây S Làm thế nào tạo ra được dòng điện N xoay chiều ?AM PE KẾ
4. => Hiện tượng cảm ứngEm điện hãy chotừ. biết nguyên tắc này dựa trên hiện tượng gì? Đ Em hãy dự đoán xem bóng đèn có sáng n hay không khi S N nam châm quay? Đây chính là nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều
5. 12 ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I. NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU: - Giả sử t = 0, nB = 0  - Khi t > 0 Từ thông được tính ?theo Em?? MộtEm hãy hãyem cho hãycho biết nhắcbiết tại nếu lạithời công thức: điểmbiểucuộn t thức>0, dây khung của khép định dâykín luậtcóquay thìFađiện từ- rathông trở-đây R thìquavề cườngtính cuộn suất độdây  =NBScos  = NBS cos t có biểuđiệndòng thứcđộng điện như cảm cảm thế ứng?ứng nào? B được tính như thế nào? - Theo định luật Fa-ra-dây ta có n suất điện động cảm ứng: d e= − = NBSsin t dt - Nếu cuộn dây khép kín có điện trở R thì cường độ dòng điện cảm ứng: NBS i==sin t I sin t R 0
6. 12 ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I. NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU: Các em tham khảo mô hình đơn giản của máy phát điện xoay chiều. Nguyên tắc chung tạo ra dòng điện xoay chiều là dựa trên: Hiện tượng cảm ứng điện từ.
7. 12 ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU II. KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU: 1. Khái niệm: Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến thiên tuần hoàn với thời gian theoTừ công quy luậtthức của đã hàm số xây dựng ở mục I sin hay côsin. i=+ I0 cos( t ) 2. Ý nghĩa các đại lượng:hãy nêu khái niệm dòng điện xoay i : Cường độ tức thời (A). Em hãychiều? cho biết ý I0 > 0 : Cường độ cực đại (biênnghĩa độ) (A).các đại lượng  0 : Tần số góc (rad/s). trong biểu thức trên 2 T = : Chu kỳ (s). ?   f = : Tần số (Hz). 2 =+ t : Pha của i và là pha ban đầu (rad).
8. PHÂN BIỆT DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI VÀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Dòng điện không đổi Dòng điện xoay chiều (hình sin) - Cường độ dòng điện - Cường độ dòng điện - Hiệu điện thế - Điện áp (Hiệu điện thế) - Suất điện động - Suất điện động - Mỗi đại lượng có một - Mỗi đại lượng có ba giá trị: giá trị Tức thời (hàm của t), Cực đại và hiệu dụng
9. C2 Hãy 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 (tính ra ampe) cho bởi: a) i = 5cos 100 t + (A) 4 b) i = 2 2 cos 100 t − (A) 3 c) i=−5 2 cos100 t( A)
10. a) i = 5cos 100 t + (A) 4 I0 = 5 (A); ω = 100 Л (rad/s); T = 0,02 (s); f = 50 (Hz); φ = Л/4 (rad) b) i = 2 2 cos 100 t − (A) 3 ω = 100 Л (rad/s); I0 = 2 2 (A); T = 0,02 (s); f = 50 (Hz); φ = -Л/3 (rad)
11. c) i=−5 2 cos100 t( A) i= 5 2 cos(100 t )( A) • I0 = 5 2 (A) • ω = 100 Л (rad/s) • T = 0,02 (s) • f = 50 (Hz) • φ = (rad)
12. MỞ RỘNG CHO ĐIỆN ÁP VD: Tìm điện áp cực đại, tần số góc, chu kỳ, tần số, pha ban đầu và điện áp tại thời điểm t = 1/50 giây của điện áp tức thời sau: u=+220 2 cos(100 t )( V ) 2 - UV0 = 220 2( ) - ω = 100 Л (rad/s) - T = 0,02 (s); f = 50 (Hz) - φ = (rad) 2 1 - Khi t = 50 s ta có: 15 uV=220 2 cos(100 + ) = 220 2cos( ) = 0( ) 50 2 2
13. 12 ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU III. GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG: I 1. Giá trị cường độ hiệu dụng : I = 0 2 I : Gọi là cường độ hiệu dụng (A). I0 : Gọi là cường độ cực đại (A). 2. Định nghĩa 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 dòng điện không đổi ấy bằng công suất trung bình tiêu thụ trong R bởi dòng điện xoay chiều nói trên.
14. 12 ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU III. GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG: 3. Tổng quát giá trị hiệu dụng cho các đại lượng: Giá trị cực đại Giá trị hiệuEm dụng hãy trả = lời câu hỏi phần C5? Mạch điện xoay chiều2 có ghi 220 V. Tính giá trị cực đại của điệnU áp? Ví dụ: Điện áp hiệu dụng U = 0 2 4. Chú ý : Số liệu ghi trên các thiết bị điện, các dụng U cụ C5.Tađo lường có: làUUUVgiá=trị0 hiệu dụng =. . 2 = 220 2( ) 2 0
15. ? Hãy xác định giá trị hiệu dụng của các cường độ dòng điện, điện áp trong phần C2 và VD. 5 a) i = 5cos 100 t + (A) IA= () 4 2 b) i = 2 2 cos 100 t − (A) IA= 2( ) 3 c) i=−5 2 cos100 t( A) IA= 5( ) VD: u=+220 2 cos(100 t )( V ) UV= 220( ) 2
16. CỦNG CỐ 1. Nguyên tắc chung tạo ra dòng điện xoay chiều: Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. 2. Khái niệm về dòng điện xoay chiều: 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. i=+ Icos( t ) 2 0 - Chu kỳ: T =   - Tần số: f = 2 3. Giá trị hiệu dụng : I0 - Giá trị cường độ hiệu dụng : I = 2 Giá trị cực đại - Tổng quát cho giá trị hiệu dụng : Giá trị hiệu dụng = 2
17. VẬN DỤNG Câu 1 : Điện áp tức thời giữa 2 đầu của một đoạn mạch xoay chiều là u = 80cos100 t ( V ) . Tần số góc của dòng điện bằng bao nhiêu? A. 50 (Hz) B. 100 (rad/s) C. 100Л (Hz) D. 100Л (rad/s) Câu 2 : Điện áp tức thời giữa 2 đầu của một đoạn mạch xoay chiều là u = 80cos100 t ( V ) . Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch là bao nhiêu? A. 80V B. 40V C. 80 2 V D. 40 2 V
18. Câu 3: Đặt điện áp ut = 310cos100 (V) (t tính bằng s) vào hai đầu một đoạn mạch. Kể từ thời điểm t = 0, điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch này đạt giá trị 155 V lần đầu tiên tại thời điểm 1 1 A. s B. s 120 300 1 1 C. s D. s 60 600
19. DẶN DÒ - Về nhà học bài cũ, làm bài tập 4, 5, 6, 7, 8, 9 (SGK). - Đọc và chuẩn bị trước mục I, II của bài “Các mạch điện xoay chiều”. HẾT