Tổng quan lý thuyết dòng điện xoay chiều chính xác nhất

Tổng quan lý thuyết dòng điện xoay chiều chính xác nhất

Bài học hôm nay sẽ cùng nhau tìm hiểu một phần kiến thức khá quan trọng trong chương trình vậy lý bậc Trung học phổ thông. Đó chính là lý thuyết liên quan đến dòng điện xoay chiều và kiến thức liên quan. Để làm tốt các dạng bài tập dòng điện xoay chiều chúng ta cùng bắt tay vào tìm hiểu nhé!

I. Dòng điện xoay chiều là gì?

    1. Định nghĩa

DĐ xoay chiều là dòng điện có chiều và cường độ biến đổi theo thời gian, những thay đổi này thường tuần hoàn theo một chu kỳ nhất định. DĐ xoay chiều thường được tạo ra từ các máy phát điện xoay chiều hoặc được biến đổi từ nguồn điện một chiều bởi một mạch điện tử thường gọi là bộ nghịch lưu dùng các thyristor.

    2. Cách tạo ra dòng điện xoay chiều

DĐ xoay chiều được tạo ra theo nguyên tắc như sau:

Nguyên tắc: Dựa trên hiện tượng cảm ứng từ

Khi cho một khung dây dẫn quay đều trong từ trường đều thì sẽ có hiện tượng xảy ra, trong khung dây xuất hiện suất điện động trong dòng điện cảm ứng xoay chiều. Nếu nối hai đầu khung dây với một mạch ngoài kín thì trong mạch ngoài có DĐ xoay chiều.

    3. Tác dụng của dòng điện xoay chiều

Giống như dòng điện một chiều, DĐ xoay chiều cũng có một số tác dụng phổ biến như sau: tác dụng nhiệt, tác dụng quang, tác dụng từ. Điểm khác với dòng điện một chiều đó chính là đối với dòng điện xoay chiều thì khi dòng điện đổi chiều lực từ sẽ tác dụng lên nam châm cũng đổi chiều.

Mới nhất: Công thức cường độ điện trường

II. Công thức dòng điện xoay chiều

• Chu kỳ và tần số của khung quay

\(T=\dfrac{2 \pi}{\omega}; f=\dfrac{1}{T}\)

- Mỗi giây đổi chiều dòng điện 2f lần.

- Nếu \(\phi_i= +- \dfrac{\pi}{2}\) thì chỉ giây đầu tiên đổi chiều 2f - 1 lần.

• Các biểu thức: Chọn gốc thời gian t = 0.

\(\phi = NBS.cos \omega t=\phi _o cos \omega t\)

- S là diện tích một vòng dây

- N là số vòng dây 

- \(\vec {B}\) là vecto cảm ứng từ vuống góc trục quay \(\Delta\)

- \(\omega\) là vận tốc góc không đổi của khung quay.

• Biểu thức suất điện động tức thời

\(e=-\dfrac{\Delta \phi}{\Delta t}=\omega NBS sin \omega t=E_o cos(\omega t-\dfrac{\pi}{2})\)

Suất điện động luôn có độ trễ pha \(\dfrac{\pi }{2}\) so với từ thông.

• Biểu thức điện áp tức thời và cường độ dòng điện tức thời

Điện áp: \(u=U_o cos (\omega t +\phi_u)\)

• Công suất dòng điện xoay chiều được sử dụng để mô tả việc cung ứng điện năng từ nguồn. Nó là tổng vectơ của công suất thực (năng lượng thực tế được truyền từ nguồn tới phụ tải) và công suất phản kháng (là năng lượng lưu thông giữa nguồn và các thành phần lưu trữ năng lượng là cảm kháng và dung kháng của phụ tải). Nó thông thường là điều được chú ý nhiều nhất trong truyền tải và phân phối điện năng.

\(|S|^2 = P^2 + Q^2\)

Giả sử một mạch điện xoay chiều có dòng điện \(i = I_o t coswt\) chạy qua và điện áp hai đầu đoạn mạch là \( u = U_o cos( w.t+\phi)\) .

- Công thức tính công suất tức thời của mạch điện xoay chiều:

\(p = ui = U_o .I_o .cos( wt) cos (wt +\phi) = UI cos\phi + + UI( cos 2wt+ \phi)\)

với \( U_o= U\sqrt2 ; I_o= I \sqrt 2 \) .

- Lấy trung bình: \(P = \overline p = \overline{U_oI_o cos(\phi t)} +\overline{UI cos( 2wt+\phi)}= \overline {UI cos\phi}\) biến đổi theo hàm cos nên giá trị trung bình theo chu kì T bằng 0)

- Vậy công suất của DĐ xoay chiều: \(P = UI cos\phi \ với \ \phi\) là độ lệch pha giữa u và i .

Dòng điện xoay chiều là dạng lý thuyết cơ bản và chắc chắn sẽ không thể làm khó được bạn đọc. Luyện thêm tại các bài tập cường độ điện trường để trau dồi kiến thức nhé. Mọi ý kiến thắc mắc và đóng góp xin vui lòng để lại dưới mục bình luận. Chúc các bạn có một giờ học vui vẻ!