Tóm tắt lí thuyết đại cương dòng điện xoay chiều
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (106.21 KB, 4 trang )
Tóm tắt lí thuyết đại cương dòng điện xoay chiều
I.Cách tạo ra suất điện động xoay chiều:
Cho khung dây dẫn phẳng có N vòng ,diện tích S
quay đều với vận tốc ω, xung quanh trục vuông góc với với các đường sức từ
của một từ trường đều có cảm ứng từ ur .Theo định luật cảm ứng điện từ, trong
B
khung dây xuất hiện một suất điện động biến đổi theo định luật dạng cosin với
thời gian gọi tắt là suất điện động xoay chiều:
e = E0 cos(ωt + ϕ 0 )
1.Từ thông gởi qua khung dây :
-Từ thông gửi qua khung dây dẫn gồm N vòng dây có diện tích S quay trong từ trường
đều .Giả sử tại t=0 thì :
-Biểu thức từ thông của khung:
(n , B) = ϕ ⇒
B
Φ = N .B.S .cos ωt = Φo.cos ωt
π
Φ
(Với = L I và Hệ số tự cảm L = 4 .10-7 N2.S/l )
- Từ thông qua khung dây cực đại
; là tần số góc bằng tốc độ quay của
ω
Φ 0 = NBS
khung (rad/s)
Đơn vị : + : Vêbe(Wb);
Φ
+ S: Là diện tích một vòng dây (S:
m
2
);
+ N: Số vòng dây của khung
ur
B
+ : Véc tơ cảm ứng từ của từ trường đều .B:Tesla(T) (
quay ∆)
ω
+ : Vận tốc góc không đổi của khung dây
( Chọn gốc thời gian t=0 lúc (
T=
-Chu kì và tần số của khung :
r ur
n, B ) =
2π
1
;f =
ω
T
00)
ur
B
vuông góc với trục
r
n
r
B
2. Suất điện động xoay chiều:
- Biểu thức của suất điện động cảm ứng tức thời: e =
−∆Φ
π
= −Φ ' = ω NBS .sin ωt = E0cos(ωt − )
∆t
2
e=E0cos(ωt+ϕ 0).
Đặt
E0= NBωS :Suất điện động cực đại ;
ϕ0 = ϕ −
π
2
Đơn vị :e,E0 (V)
II.Điện áp xoay chiều -Dòng điện xoay chiều.
1.Biểu thức điện áp tức thời: Nếu nối hai đầu khung dây với mạch ngoài thành mạch
kín thì biểu thức điện áp tức thời mạch ngoài là: u=e-ir
Xem khung dây có r = 0 thì
.
u = e = E0 cos(ωt + ϕ0 )
Tổng quát :
u = U 0 cos(ωt + ϕu )
(
ϕu
là pha ban đầu của điện áp )
2.Khái niệm về dòng điện xoay chiều
- Là dòng điện có cường độ biến thiên tuần hoàn với thời gian theo quy luật của hàm số
cos(ωt + ϕ i )
sin hay cosin, với dạng tổng quát:
i = I0
* i: giá trị của cường độ dòng điện tại thời điểm t, được gọi là giá trị tức thời của i
(cường độ tức thời).
* I0 > 0: giá trị cực đại của i (cường độ cực đại). * ω > 0: tần số góc.
f: tần số của i. T: chu kì của i. * (ωt + ϕ): pha của i. *
ϕi
3.Độ lệch pha giữa điện áp u và cường độ dòng điện i:
Đại lượng :
gọi là độ lệch pha của u so với i.
ϕ = ϕu − ϕi
Nếu
Nếu
Nếu
ϕ
ϕ
ϕ
>0 thì u sớm pha (nhanh pha) so với i.
<0 thì u trễ pha (chậm pha) so với i.
=0 thì u đồng pha (cùng pha) so với i.
là pha ban đầu của dòng điện)
4. Giá trị hiệu dụng :Dòng điện xoay chiều cũng có tác dụng toả nhiệt như dòng điện
một chiều.Xét về mặt toả nhiệt trong một thời gian dài thì dòng điện xoay chiều
tương đương với dòng điện một chiều có cường độ không đổi có cường
i = I 0 cos(ωt + ϕi )
độ bằng
I0
2
.
"Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều bằng cường độ của một dòng điện
không đổi,nếu cho hai dòng điện đó lần lượt đi qua cùng một điện trở trong những
khoảng thời gian bằng nhau đủ dài thì nhiệt lượng toả ra bằng nhau.Nó có giá trị bằng
cường độ dòng điện cực đại chia cho
".
2
Các giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều:
- Giá trị hiệu dụng : + Cường độ dòng điện hiệu dụng:I =
+ Hiệu điện thế hiệu dụng:
U=
I0
2
U0
2
E0
2
+ Suất điện động hiệu dụng:
E=
*Lý do sử dụng các giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều:
-- Khi sử dụng dòng điện xoay chiều, ta không cần quan tâm đến các giá trị tức thời của
i và u vì chúng
biến thiên rất nhanh, ta cần quan tâm tới tác dụng của nó trong một thời gian dài.
- Tác dụng nhiệt của dòng điện tỉ lệ với bình phương cường độ dòng điện nên không
phụ thuộc vào
chiều dòng điện.
- Ampe kế đo cường độ dòng điện xoay chiều và vôn kế đo điện áp xoay chiều dựa vào
tác dụng nhiệt
của dòng điện nên gọi là ampe kế nhiệt và vôn kế nhiệt, số chỉ của chúng là cường độ
hiệu dụng và điện
áp hiệu dụng của dòng điện xoay chiều.
5. Nhiệt lượng toả ra trên điện trở R trong thời gian t nếu có dòng điện xoay chiều
i(t) = I0cos(ωt + ϕ i) chạy qua là:
Q = RI2t
6.Công suất toả nhiệt trên R khi có ddxc chạy qua : P=RI2
