Đại cương về dòng điện xoay chiều

Dòng điện xoay chiều hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ

Ta có:

+ Mạ điện, đúc điện và điều chế kim loại bằng điện phân chỉ có thể dùng dòng điện một chiều

+ Bếp điện, đèn dây tóc có thể dùng đồng thời cả hai loại dòng điện xoay chiều và dòng điện không đổi

Từ phương trình : \(i = 2\cos \left( {100\pi t + \dfrac{\pi }{3}} \right)(A)\)

Ta có,

+ Cường độ dòng điện hiệu dụng: \(I = \dfrac{{{I_0}}}{{\sqrt 2 }} = \dfrac{2}{{\sqrt 2 }} = \sqrt 2 (A)\)

+ Nhiệt lượng tỏa ra trên R trong 15 phút : \(Q = {I^2}Rt = {(\sqrt 2 )^2}.25.(15.60) = 45000 = 45kJ\)

Ta có: \(i = 4\sqrt 2 \cos \left( {100\pi t + \dfrac{\pi }{6}} \right)(A)\)

Tại \(t = 0,03s\) : \(i = 4\sqrt 2 \cos \left( {100\pi t + \dfrac{\pi }{6}} \right) = 4\sqrt 2 cos\left( {100\pi .0,03 + \dfrac{\pi }{6}} \right) = 4\sqrt 2 cos\left( {\dfrac{{19\pi }}{6}} \right) =  - 2\sqrt 6 A\)

Từ phương trình cường độ dòng điện: \(i = 2\cos \left( {50\pi t + \pi /6} \right)(A)\)

Ta có:

+ Tần số dòng điện \(f = \dfrac{\omega }{{2\pi }} = \dfrac{{50\pi }}{{2\pi }} = 25(H{\rm{z}})\)

+ Chu kì dòng điện: \(T = \dfrac{1}{f} = \dfrac{1}{{25}} = 0,04{\rm{s}}\)

+ Cường độ dòng điện cực đại: \({I_0} = 2(A)\)

+ Cường độ dòng điện hiệu dụng: \(I = \dfrac{{{I_0}}}{{\sqrt 2 }} = \dfrac{2}{{\sqrt 2 }} = \sqrt 2 (A)\)

=> Các phương án:

A, B, C – sai

D - đúng

Giá trị đo của vôn kế và ampe kế xoay chiều chỉ giá trị hiệu dụng của điện áp và cường độ dòng điện xoay chiều.

Cường độ dòng điện hiệu dụng: \(I = \dfrac{{{I_0}}}{{\sqrt 2 }} = \dfrac{{6\sqrt 2 }}{{\sqrt 2 }} = 6A\)

Ta có: Độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện: \(\Delta \varphi  = {\varphi _u} - {\varphi _i} = \dfrac{\pi }{2} - \dfrac{{2\pi }}{3} =  - \dfrac{\pi }{6}\)

=> Điện áp chậm pha hơn cường độ dòng điện một góc \(\dfrac{\pi }{6}\)

Công tơ điện là dụng cụ dùng để đo điện năng tiêu thụ trong một khoảng thời gian

Từ biểu thức của suất điện động: \(e = 100cos(100πt + π) (V)\)

Ta suy ra, giá trị cực đại của suất điện động: \(E_0=100V\)

Cường độ dòng điện \(i = 2\sqrt 2 \cos 100\pi t\,\,\left( A \right)\) có giá trị hiệu dụng là 2 A

Khi khung dây dẫn phẳng có diện tích S quay đều với tốc độ góc ω quanh một trục vuông góc với các đường cảm ứng từ \(\vec B\), theo hiện tượng cảm ứng điện từ trong khung hình thành suất điện động cảm ứng

Suất điện động trong khung dây có giá trị cực đại là: E₀ = ωNBS

=> Giá trị hiệu dụng của suất điện động trong khung dây là: \(E = \dfrac{{{E_0}}}{{\sqrt 2 }} = \dfrac{{NBS\omega }}{{\sqrt 2 }}\)

Ta có từ thông cực đại qua khung:

\(\Phi o = NBS = 150.0,02.({50.10^{ - 4}}) = 0,015{\rm{W}}b\)

Tần số góc: \(\omega  = \dfrac{{150.2\pi }}{{60}} = 5\pi (ra{\rm{d}}/s)\)

Ta có: \(E = \dfrac{{{E_0}}}{{\sqrt 2 }} = \dfrac{{\omega {\Phi _0}}}{\sqrt 2} = \dfrac{{5\pi .\dfrac{{10}}{\pi }}}{{\sqrt 2 }} = 25\sqrt 2 (V)\)

Ta có: \(f = \dfrac{\omega }{{2\pi }}\)

=> Tần số của suất điện động trong khung phụ thuộc vào tốc độ góc của khung dây

Ta có:

+ Tốc độ góc của khung dây: \(\omega  = \frac{{3000.2\pi }}{{60}} = 100\pi (ra{\rm{d}}/s)\)

+ Chu kì dao động: \(T = \frac{{2\pi }}{\omega } = \frac{{2\pi }}{{100\pi }} = 0,02(s)\)

Ta có, biên độ suất điện động cảm ứng trong khung: \({E_0} = \omega NB{\rm{S}} = \frac{{2\pi }}{T}NB{\rm{S}}\)

=> Muốn tăng biên độ của suất điện động cảm ứng trong khung lên 4 lần thì chu kì quay của khung phải giảm đi 4 lần

A - sai vì: Cường độ hiệu dụng của dòng xoay chiều bằng cường độ dòng điện không đổi khi chúng tỏa ra cùng một nhiệt lượng.

B - đúng

C - sai vì: Cường độ dòng điện hiệu dụng: \(I = \dfrac{{{I_0}}}{{\sqrt 2 }} = h/s\) chứ không biến thiên.

D - sai vì: Số chỉ của ampe kế là giá trị của cường độ dòng điện hiệu dụng

Hiệu điện thế có giá trị hiệu dụng