Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12

Khi bước vào lớp 9, các em sẽ được học về dòng điện xoay chiều. Đây là kiến thức quan trọng môn Vật lý, nó không chỉ được áp dụng trên sách vở mà còn rất tốt để áp dụng vào đời sống hàng ngày. Hầu hết các em đều nắm bắt được dòng điện là gì? Nhưng có câu hỏi mà rất nhiều em thắc mắc chính là “cách tạo ra dòng điện xoay chiều là gì?”. Do đó, để hiểu được vấn đề này, các em hãy đọc bài viết dưới đây nhé.

Xem thêm:

Công thức oxit cao nhất của lưu huỳnh và bài tập có đáp án
Công thức tính tiết diện dây dẫn, bảng tra tiết diện và bài tập
Công thức tính trọng lượng riêng và bài tập có lời giải
Công thức tính mét khối nước trong bể có ví dụ minh họa


Kiến thức tổng quan về dòng điện xoay chiều

Dòng điện xoay chiều là dòng điện có chiều và cường độ biến đổi điều hòa theo thời gian, các biến đổi này thường sẽ tuần hoàn theo một chu kỳ nhất định. Thông thường dỏng điện xoay chiều tạo ra từ những máy phát điện xoay chiều, hoặc khi biến đổi từ nguồn điện một chiều là do một mạch điện tử có tên gọi là bộ nghịch lưu dùng các thyristor.

Đồ dùng quen thuộc có trong mỗi gia đình chúng ta thường sử dụng nguồn điện xoay chiều như máy lạnh, máy giặt, tủ lạnh…

Trong ngành kỹ thuật điện, nguồn điện xoay chiều được viết tắt là AC (Altemating Current) và ký hiệu là  ~ (dấu ngã)

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12

Tổng hợp 2 cách tạo ra dòng điện xoay chiều

Muốn tạo ra dòng điện xoay chiều bạn cần thực hiện theo 2 cách như sau:

  • Cách thứ nhất: Đặt một cuộn dây dẫn quay bên trong từ trường: Cho 1 cuộn dây dẫn kín quay quanh 1 trục thẳng đứng trong từ trường của 1 nam châm.
  • Cách thứ hai: Đặt nam châm quay xung quanh trước cuộn dây dẫn kín.

Chỉ cần làm theo đúng 2 cách tạo ra dòng điện xoay chiều ở trên vừa đơn giản mà sẽ thành công ngay từ lần đầu tiên.

Công dụng của dòng điện xoay chiều

  • Tác dụng quang: Điều minh chứng cho tác dụng quang của dòng điện xoay chiều chính là những loại bóng đèn phát sáng như bóng đèn của bút thử điện, bóng đèn dây tóc, bút đèn thử điện…
  • Tác dụng từ: Rất dễ dàng để nhận thấy được tác dụng từ là khi cuộn dây hút đinh sắt vào. Ngoài ra, tác dụng từ của cuộn dây lên nam châm cũng thay đổi khi dòng điện đó đổi chiều
  • Tác dụng nhiệt: Chúng ta có thể sẽ cảm nhận được nhiệt lượng từ bóng đèn khi nó bắt đầu hoạt động. Đây chính là tác dụng nhiệt. Một số sản phẩm có tác dụng nhiệt như bàn là ủi đồ, lò sưởi điện…

Xem thêm bài viết hay:

  • Công thức tính công suất điện xoay chiều

Trên đây là kiến thức về dòng điện xoay chiều, công dụng và cách tạo ra dòng điện xoay chiều đơn giản nhất. Môn vật lý rất quan trọng, nó sẽ giúp các em áp dụng thực tế vào việc sửa chữa điện trong nhà. Do vậy, các em cần phải nắm vững kiến thức của môn học này nhé.

Bạn là người hay mày mò, thích tìm hiểu về điện đóm. Bạn muốn biết cách tạo ra dòng điện xoay chiều khó hay dễ? Ở bài viết dưới đây, chúng tôi sẽ giải đáp thắc mắc này giúp bạn. Đồng thời, cung cấp thêm một số kiến thức về dòng điện xoay chiều bao gồm nguyên tắc, sự khác biệt so với dòng điện 1 chiều và ứng dụng thực tiễn.

Khi học cấp 2 môn, chắc hẳn bạn đã được học sơ qua về dòng điện xoay chiều. Đây là kiến thức quan trọng trong môn Vật lý, nó không chỉ là kiến thức trên sách vở mà còn tính áp dụng trong cuộc sống.

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12

Bạn có biết cách tạo ra dòng điện xoay chiều? 

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều không quá khó; không nhất thiết bạn phải có chuyên môn hay có năng khiếu thì mới thực hiện được.

Nếu bạn liên tục đưa nam châm vào sau đó kéo nam châm ra khỏi cuộn dây dẫn kín thì sẽ xuất hiện dòng điện luân phiên đổi chiều trong cuộn dây (hay còn gọi là dòng điện xoay chiều).

Dưới đây là hai cách tạo ra dòng điện xoay chiều quan trọng mà chúng tôi muốn giới thiệu đến bạn:

  • Cách thứ nhất: Cho cuộn dây quay trong từ trường của nam châm.

  • Cách thứ hai: Cho nam châm quay trước cuộn dây.

Chỉ cần thực hiện đúng theo 1 trong 2 cách tạo ra dòng điện xoay chiều bên trên, bạn đã thành công tạo ra được dòng điện xoay chiều.

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12

2 cách tạo ra dòng điện xoay chiều phổ biến

2. Nguyên tắc tạo nên dòng điện xoay chiều dựa vào đâu?

Nguyên tắc của cách tạo ra dòng điện xoay chiều đó là dựa vào hiện tượng Cảm ứng điện từ mà không phải dựa trên hiện tượng tự cảm, siêu dẫn hay tạo ra từ trường quay,....

Để hiểu rõ hơn về nguyên tắc này, chúng tôi sẽ cung cấp đến bạn một số thông tin liên quan đến “Hiện tượng cảm ứng điện từ”: 

  • Đây là hiện tượng hình thành một điện áp trên một vật dẫn khi vật dẫn đó được đặt trong một từ trường biến thiên. Thật vậy, khi cho từ thông gửi qua một mạch kín thay đổi thì trong mạch xuất hiện một dòng điện, dòng điện này được gọi là dòng điện cảm ứng và hiện tượng đó được gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.

  •  
  • Có ba định luật nổi tiếng về hiện tượng cảm ứng điện từ là: Thí nghiệm Faraday, Định luật Lenz và Ðịnh luật cơ bản của hiện tượng cảm ứng điện từ

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12

Nguyên tắc của cách tạo ra dòng điện xoay chiều là dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.

Như vậy, ở trên bạn đã hiểu được cách tạo ra dòng điện xoay chiều cũng như nguyên tắc của việc tạo ra nó. Dưới đây, chúng tôi sẽ cung cấp đến bạn một số kiến thức bổ sung để bạn có thể hiểu hơn về dòng điện xoay chiều.

3. Sự khác biệt của dòng điện xoay chiều và 1 chiều

Có thể bạn cũng biết, dòng điện 1 chiều là dòng chuyển động của các hạt electron mang điện  theo một hướng cố định và không có sự thay đổi theo thời gian. Dòng điện 1 chiều và dòng điện xoay chiều có một số khác biệt dễ phân biệt như:

  • Nguồn phát dòng điện xoay chiều thường có tần số là 50Hz và 60Hz, còn dòng điện một chiều có tần số bằng 0 Hz.

  •  
  • Dòng điện xoay chiều giúp dễ dàng truyền tải điện đi xa. Con dòng điện một chiều thì ngược lại, thậm chí nó còn có thể mất rất nhiều năng lượng.

  •  
  • Trong các bản vẽ mạch điện, sóng của điện xoay chiều được thể hiện dưới dạng đa dạng như dạng hình sin, hình thang,... còn dạng sóng biểu thị dòng điện một chiều là một đường thẳng. 

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12

Có những khác biệt nào dễ phân biệt giữa dòng điện xoay chiều và dòng điện 1 chiều?

4.  Các ứng dụng của điện xoay chiều trong đời sống

Điện năng đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển kinh tế, nâng cao đời sống, chất lượng xã hội. Nó là điều kiện tiên quyết để các thiết bị điện có thể hoạt động. Dưới đây một số ứng dụng của dòng điện xoay chiều đối với cuộc sống bạn nên biết.

Ứng dụng của dòng điện xoay chiều 1 pha trong đời sống

Dòng điện xoay chiều một pha được dùng nhằm phục vụ các nhu cầu trong hộ gia đình. Cụ thể là sử dụng để chạy các thiết bị ít hao phí điện năng, có công suất nhỏ. Ví dụ như quạt, đèn, tivi, quạt, tủ lạnh, máy giặt, máy sấy tóc, bàn ủi, nồi cơm điện,…

Ứng dụng của dòng điện xoay chiều 3 pha trong đời sống

Trái ngược với dòng điện xoay chiều một pha, điện xoay chiều ba pha được dùng để truyền tải, sản xuất trong công nghiệp,...Bởi quá trình này cần phải sử dụng các thiết bị điện công suất lớn nhằm khắc phục tình trạng hao tổn điện năng. 

Máy phát điện 3 pha sẽ tạo ra dòng điện 3 pha khỏe hơn 1 pha, giúp cho hiệu suất hoạt động của máy móc được hiệu quả hơn. Chính vì vậy, sử dụng máy phát điện 3 pha và dòng xoay chiều 3 pha là phương án hiệu quả, an toàn và tiết kiệm với các thiết bị điện công suất lớn.

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12

Dòng điện xoay chiều có những ứng dụng thực tiễn nào trong đời sống?

Trên đây là những chia sẻ của chúng tôi về cách tạo ra dòng điện xoay chiều. Qua đó còn là nguyên tắc tạo nên dòng điện xoay chiều cũng như sự khác biệt so với dòng điện một chiều và ứng dụng trong đời sống. Hy vọng, chúng là nguồn thông tin hữu ích, bổ trợ cho bạn trong việc học vấn được tốt hơn.

17/09/2016 04:23 CH | 72884

1. Nguyên tắc:

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

Mời bạn xem đoạn video mô phỏng sau đây:

Nguyên tắc của máy phát điện xoay chiều

Và đoạn video sau đây:

Máy phát điện xoay chiều - Cấu tạo

2. Khảo sát lý thuyết

Đặt một khung dây N vòng trong từ trường đều 

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12
 rồi cho khung dây quay đều trong từ trường này với tốc độ góc 
Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12
 như mô phỏng trong đoạn video sau đâu:

Trong đoạn video này: Màu đỏ là cực bắc (N) của nam châm, màu xanh là cực nam (S) của nam châm. Lúc t = 0 :  

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12
 và     trùng nhau (hợp với nhau một góc bằng 0)

Bây giờ ta hãy xét trường hợp tổng quát:

  • Lúc t = 0 :   và     hợp với nhau một góc là  
    Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12
    . ( là vectơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây, vuông góc với mặt phẳng khung dây và có chiều dương chọn tùy ý).

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12

  • Tại thời điểm t:  đã quay được góc  
    Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12
     nên   và     hợp nhau góc 
    Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12

Như vậy tại thời điểm t từ thông qua khung là  

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12

Trong đó  

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12
  là từ thông cực đại qua khung, có đơn vị là vê -be (Wb). Suất điện động cảm ứng trong khung lúc t là 
Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12
 (e là đạo hàm của từ thông  
Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12
 theo t)

Suy được:

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12

Trong đó 

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12
  là suất điện động cực đại trong khung, có đơn vị là vôn (V).

Nếu nối hai đầu khung dây với một mạch ngoài kín thì trong mạch có dòng điện xoay chiều.

Trở lại bài Máy phát điện xoay chiều

II. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

1. Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến thiên điều hòa theo thời gian với phương trình có dạng   

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12
trong đó i là cường độ tức thời,  Io là cường độ cực đại (biên độ của cường độ dòng điện),   là tần số góc của dòng điện và  
Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12
 là pha ban đầu của dòng điện.

Dưới đây là đồ thị của một dòng điện xoay chiều có cường độ cực đại Io = 4 A; chu kỳ T = 0,02 s, pha ban đầu 

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12

Biểu thức của dòng điện này là 

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12

2. Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều bằng cường độ của một dòng điện không đổi mà nếu cho chúng qua cùng một điện trỏ trong cùng khoảng thời gian thì chúng tỏa ra cùng một nhiệt lượng.

Người ta ký hiệu cường độ hiệu dụng là I và chứng minh được:

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12

III. ĐIỆN ÁP (HIỆU ĐIỆN THẾ) DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

1. Nếu trong đoạn mạch có dòng điện xoay chiều thì ở hai đầu đoạn mạch có một điện áp (hiệu điện thế) dao động điều hòa có dạng  

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12
 trong đó u là cường độ tức thời, Uo là cường độ cực đại,  là tần số góc của dòng điện xoay chiều và  
Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12
 là pha ban đầu của điện áp.

Đồ thị của điện áp dao động điều hòa tương tự với độ thị của dòng điện xoay chiều.

2. Người ta cũng định nghĩa điện áp hiệu dụng như sau:

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12

IV. ĐỘ LỆCH PHA GIỮA ĐIỆN ÁP DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA Ở HAI ĐẦU MỘT ĐOẠN MẠCH  VÀ CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU CHẠY TRONG ĐOẠN MẠCH:ĐÓ là

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12

Trong bài toán đoạn mạch RLC không phân nhánh (xem bài kế tiếp) người ta thấy:

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều lý 12

  • Nếu    > 0 thì điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch sớm pha hơn dòng điện.
  • Nếu    < 0 thì điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch trễ pha hơn dòng điện
  • Nếu   = 0 thì điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch cùng pha hơn dòng điện

Tài liệu tham khảo thêm:

Video mô tả lý thuyết sâu hơn về máy phát điện xoay chiều:

Ôn tập Vật lý 12

Bài trước   Lên đầu trang   Bài kế tiếp   Trở về Trang chủ