Vật Lý Lớp 12 - Chương 3: Dòng Điện Xoay Chiều - Chủ đề 1: Đại Cương Dòng Điện Xoay Chiều - HocHay

Vật Lý Lớp 12 - Dòng Điện Xoay Chiều - Đại Cương 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 cosin, với dạng tổng quát:

$$i=I_0 cos(ωt+φ)$$

Trong đó:

i: cường độ dòng điện tức thời

$I_0 > 0$: cường độ dòng điện cực đại

$φ$: pha ban đầu của cường độ dòng điện

• Nguyên tắc:

Khi cho một khung dây phẳng có N vòng, diện tích S quay đều với vận tốc ω xung quanh trục vuông góc với các đường sức từ của một từ trường đều thì trong khung dây xuất hiện suất điện động cảm ứng xoay chiều và cảm ứng từ $\overrightarrow B$. Nếu nối hai đầu khung dây với một mạch ngoài kín thì trong mạch ngoài có dòng điện xoay chiều.

• Suất điện động xoay chiều:

Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây:

$$e = - \frac {∆ϕ} {∆t} = -ϕ'= E_0 cos(ωt+φ_0)$$

Đặt $E_0 = ωNBS = ωϕ_0$ là suất điện động cực đại và $φ_0 = α-\frac π 2$

Từ thông qua khung dây:

$$φ = NBScos(ωt + α) = φ_0 cos(ωt + α)$$

Từ thông cực đại gửi qua khung dây $φ_0 = NBS$ với $α = (\overrightarrow n; \overrightarrow B)$

• Lưu ý:

Suất điện động chậm pha hơn từ thông góc $\frac π 2$

Mối liên hệ giữa suất điện động và từ thông:

$$({\frac e {E_0}})^2 + ({\frac φ {φ_0}})^2 = 1$$

Khi trong khung dây có suất điện động thì 2 đầu khung dây có điện áp xoay chiều có dạng:

$$u = U_0 cos(ωt + φ_u)$$

Trong đó:

$U_0$: điện áp cực đại

u: điện áp tức thời

$φ_u$: pha ban đầu của điện áp

• Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều là đại lượng có giá trị bằng cường độ dòng điện không đổi, sao cho khi đi qua cùng một điện trở R, thì công suất tiêu thụ trong R bằng công suất trung bình tiêu thụ trong R bởi chính dòng điện xoay chiều đó.

$$I = \frac {I_0} {\sqrt 2}$$

$$U = \frac {U_0} {\sqrt 2}$$

$$E = \frac {E_0} {\sqrt 2}$$

• Nhiệt lượng toả ra: trên điện trở R trong thời gian t nếu có dòng điện xoay chiều i chạy qua là:

$$Q = I^2Rt = \frac {{I_0}^2} 2 Rt$$

• Công suất toả nhiệt trên R khi có dòng điện xoay chiều chạy qua:

$$P = I^2R = \frac {{I_0}^2} 2 R$$