Sơ đồ tư duy Vật lý 12 Chương 3

Tóm tắt lý thuyết Chương 3: Dòng điện xoay chiều

Dòng điện xoay chiều

- Định nghĩa: là dòng điện có độ lớn là hàm số sin hoặc côsin của thời gian.

i = tôi₀ cos (ωt +)

- Các đại lượng đặc trưng:

i: dòng điện tức thời.

Tôi₀: cường độ dòng điện cực đại.

ω: tần số góc w = 2π / T = 2πf

ωt +: pha dao động của i

φ: giai đoạn đầu của tôi

I = tôi₀/ √2: cường độ dòng điện hiệu dụng. Ý nghĩa: nếu thay dòng điện xoay chiều có cường độ cực đại I0 bằng một dòng điện không đổi, để tác dụng của hai dòng điện này như nhau (cùng công suất) thì cường độ dòng điện một chiều phải có cùng độ lớn. là tôi.

Khi tính toán, đo, ... các đại lượng của đoạn mạch xoay chiều, người ta chủ yếu tính hoặc đo các giá trị rms.

Nguyên lý tạo ra dòng điện xoay chiều.

Nguyên tắc: dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Khi một khung dây có N vòng dây, diện tích S, quay quanh trục của nó với tốc độ góc ω, trong từ trường đều B →, có phương vuông góc với trục quay. Tại thời điểm ban đầu, góc giữa B → và vectơ pháp tuyến n → của mặt phẳng khung dây là

Tại thời điểm t, từ thông qua cuộn dây:

= NBScos⁡α = NBS cos⁡ (ωt +)

Khi đó trong mạch xuất hiện suất điện động cảm ứng:

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

Đây là dòng điện xoay chiều.

Công suất tiêu thụ của đoạn mạch xoay chiều

* Xét một đoạn mạch xoay chiều có điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện xoay chiều trong mạch lần lượt là:

u = U√2cos⁡ (ωt)

i = I√2cos⁡ (ωt +)

- Công suất tức thời của đoạn mạch là p = ui = 2UIcos⁡ (ωt) cos⁡ (ωt +)

= Giao diện người dùng[cosφ + cos⁡(2ωt + φ)]

- Công suất trung bình trong một chu kỳ T là:

trong 1 TỶ

- Nếu dùng thời gian t >> T thì P cũng là công suất tiêu thụ trung bình của đoạn mạch trong thời gian t: P = UIcosφ

Hệ số công suất

- trong đó cosφ được gọi là hệ số công suất (vì - / 2

- Nghĩa là cosφ: biểu diễn tỉ số giữa khả năng cung cấp điện cho đoạn mạch (UI) và công suất điện thực tiêu thụ trong đoạn mạch

- Từ giản đồ vectơ của đoạn mạch RLC mắc nối tiếp, ta có:

- Nhận xét: Vậy công suất chỉ tiêu thụ trên R mà không tiêu thụ trên L và C.

- Biến đổi công thức tính công suất:

- Khi đó công suất mà đoạn mạch tiêu thụ trong thời gian t là: W = Pt

Công suất hao phí trong quá trình truyền tải điện năng.

Điện năng được truyền từ nhà máy phát điện đến hộ tiêu thụ bằng đường dây có điện trở r.

Giả sử công suất phát của nhà máy là P_{phá vỡ}t = U_chơiIcos⁡φ_chơi

Khi đó công suất hao phí trên đường dây là P_hp = Tôi²r

Do mắc nối tiếp nên dòng ra cũng bằng dòng trên dây

Nhận xét: Để giảm tổn thất điện năng trên đường dây, ta có thể

+ Giảm

thay thế đồng bằng các vật liệu dẫn điện tốt hơn như bạc, vật liệu siêu dẫn,… → đắt tiền. Tăng diện tích dây dẫn → tăng khối lượng đồng, tăng trụ điện → giá thành.

+ Tăng hiệu điện thế ở máy phát: khi Uphat tăng 10 lần thì Php giảm 100 lần → hiệu dụng, không tốn kém → cần có bộ biến đổi điện áp.

Hiệu suất truyền tải điện:

Sơ đồ tư duy Vật lý 12 Chương 3. Dòng điện xoay chiều

Đăng bởi: Trường ĐH KD & CN Hà Nội

Chuyên mục: Lớp 12, Vật lý 12