Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài 12: Đại cương về dòng điện xoay chiều - Trần Hữu Tú

KÍNH CHÀO QUÝ THẦY CÔ 
ĐẾN VỚI TIẾT HỌC HÔM NAY!!! 
LỚP 12B7 
Giáo viên: 
Trần Hữu Tú 
SỞ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO ĐẮK NÔNG 
TRƯỜNG THPT KRÔNG NÔ 
Chương III 
DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
 CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU. 
 CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CƠ BẢN; MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI 
 TIẾP; PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FREN – NEN. 
 ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU CÓ R, L, C MẮC 
 NỐI TIẾP. 
 CÔNG SUẤT CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU. 
 TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG; MÁY BIẾN ÁP. 
 MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU. 
 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA. 
Chương III 
DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
Tiết 21 
Bài 12 
ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
CẤU TRÚC BÀI 
Tiết 21 
ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
I. KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
II. NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
III. GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG 
VÂN DỤNG – CỦNG CỐ – DẶN DÒ 
Tiết 21 
ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
Chúng ta hãy quan sát một số thí nghiệm hình ảnh về nguyên tắc tạo ra dòng điện cảm ứng đã học ở lớp 11. 
Hiện tượng cảm ứng điện từ là gì ? Dòng điện cảm ứng được tạo ra như thế nào ? 
ÔN TẬP 
Tiết 21 
ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
N 
S 
AM PE KẾ 
Cực Bắc ở gần khung dây 
* Nam châm cố định * Vòng dây dẫn di chuyển 
S 
N 
Đưa vßng d©y dÉn l¹i gÇn nam ch©m 
Tiết 21 
ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
S 
N 
Đưa vòng dây ra xa nam châm 
Tiết 21 
ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
* Nam châm cố định * Vòng dây dẫn di chuyển 
CẤU TRÚC BÀI 
Tiết 21 
ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
I. KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
II. NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
III. GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG 
VÂN DỤNG – CỦNG CỐ – DẶN DÒ 
Tiết 21 
ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
Thế nào là dòng điện xoay chiều ? 
I. KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
 Dòng điện xoay chiều được sử 
dụng rộng rãi nhất trong sản xuất và 
 đời sống hiện nay. Vậy dòng điện xoay 
chiều là gì ? nguyên tắc tạo ra nó như thế 
nào và trong thực tế khi nói về dòng 
điện xoay chiều ta quan tâm đến 
giá trị nào của nó ? 
 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 côsin . 
Dạng tổng quát : 
(12.1) 
Trong đó : 
  > 0 : Tần số góc , đơn vị ( rad/s ). 
 i : giá trị cường độ dòng điện tức thời tại thời điểm t, đơn vị (A). 
 I 0 > 0 : giá trị cường độ dòng điện cực đại của i , đơn vị (A). 
 : chu kỳ của i , đơn vị (s) 
 : tần số của i , đơn vị (Hz) 
  = ( t +  ) : pha của i và  là pha ban đầu , đơn vị ( rad ). 
Em hãy cho biết ý nghĩa và đơn vị của các đại lượng trong phương trình ? 
Hãy phát biểu định nghĩa dòng điện một chiều không đổi ? 
Tiết 21 
ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
Học sinh đọc sách giáo khoa mục I, 
thảo luận nhóm và trả lời câu hỏi C2, C3. 
B 
C 
A 
D 
SAI 
ĐÚNG 
SAI 
SAI 
C2 : Xác định giá trị cực đại , tần số góc , chu kỳ , tần số , pha ban đầu của các dòng điện xoay chiều có cường độ tức thời ( tính ra ampe ) cho bởi : 
a ) b ) c ) 
Chọn đáp án sai 
I 0 = 5 A ;  = 100 (rad/s) ; T = 0,02 s ; f = 50 Hz ; 
 I 0 = A ;  = 100 (rad/s) ; T = 0,02 s ; f =50 Hz ; 
 I 0 = A ;  = 100 (rad/s) ; T = 0,02 s ; f =50 Hz ; 
 I 0 = A ;  = 100 (rad/s) ; T = 0,02 s ; f =50 Hz ; 
Tiết 21 
ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
C3. Trên hình vẽ , đồ thị hình sin của i cắt : 
 + trục hoành tại những điểm có toạ độ bằng bao nhiêu ? 
 + trục tung tại điểm có toạ độ bằng bao nhiêu ? 
B 
C 
A 
D 
SAI 
ĐÚNG 
SAI 
SAI 
- Đồ thị cắt trục tung tại những điểm có toạ độ : 
- Đồ thị cắt trục hoành tại những điểm có toạ độ : 
- Đồ thị cắt trục tung tại những điểm có toạ độ : 
- Đồ thị cắt trục hoành tại những điểm có toạ độ : 
- Đồ thị cắt trục tung tại những điểm có toạ độ : 
- Đồ thị cắt trục hoành tại những điểm có toạ độ : 
- Đồ thị cắt trục tung tại những điểm có toạ độ : 
- Đồ thị cắt trục hoành tại những điểm có toạ độ : 
t 
T 
I 0 
T/ 8 
O 
i 
Tiết 21 
ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
S 
N 
Đ 
Đây chính là nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều 
Tiết 21 
ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
II. NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
Hãy xem lại nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều ( trang 61) 
Tiết 21 
ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
II. NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
Nguyên tắc chung tạo ra dòng điện xoay chiều như thế nào ? 
 Cho một cuộn dây dẫn dẹt hình tròn khép kín có diện tích S và N vòng dây , quay quanh trục cố định đồng phẳng (  ) với tốc độ góc  đặt trong từ trường đều vuông góc với trục quay, với  là góc hợp bởi và 
 
 
 
 
S 
 Muốn tạo ra dòng điện xoay chiều , 
dòng điện có cường độ biến thiên tuần 
 hoàn với thời gian theo hàm số sin hay côsin , 
thì phải tạo ra được suất điện động xoay chiều , 
nghĩa là suất điện động biến thiên tuần hoàn 
với thời gian theo hàm số sin. 
Tiết 21 
ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
II. NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
Giả sử lúc t = 0,  = 0 
 lúc t > 0,  = t, từ thông qua cuộn dây cho bởi : 
 = NBScos  = NBScost 
 
 
 
S 
 
 Vì  qua cuộn dây biến thiên theo t nên suất hiện suất điện động cảm ứng tính theo định luật Fa-ra-đây . 
(12.2) 
Tiết 21 
ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
II. NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
Nếu cuộn dây khép kín có điện trở R thì cường độ dòng điện cảm ứng tại thời điểm t được tính như thế nào ? 
 Nếu cuộn dây khép kín có điện trở R thì cường độ dòng điện cảm ứng cho bởi : 
(12.3) 
 i là dòng điện xoay chiều có tần số  và cường độ cực đại là : 
(12.4) 
 Vậy nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ : khi từ thông qua mỗi vòng dây kín biến thiên điều hoà . 
 
 
S 
 
 
 Các em tham khảo mơ hình đơn giản của máy phát điện xoay chiều . 
Tiết 21 
ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
II. NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
 
 
S 
 
 
Tiết 21 
ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
III. GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG 
 Để đặc trưng cho dòng điện 
xoay chiều ta phải sử dụng các đại 
 lượng có độ lớn xác định , không thay 
 đổi theo thời gian . Đó là các đại lượng 
 hiệu dụng . Các đại lượng này được 
hình thành như thế nào ? 
Khi cho dòng điện xoay chiều chạy qua một dây dẫn có điện trở thuần R ( bếp điện , bàn là . . .) thì có hiện tượng gì xảy ra ? 
Nếu chạy qua R thì công suất tức thời tiêu thụ trên R tính như thế nào ? 
Công suất tức thời tiêu thụ trên R: 
(12.5) 
Để tính điện năng trong một khoảng thời gian nào đó là bội số nguyên của chu kỳ T ta tính như thế nào ? 
Ta tính giá trị trung bình của p trong một chu kỳ là : 
(12.6) 
Kết quả tính toán được công suất trung bình là : 
P 
(12.7) 
Ta có : 
( với 
Đưa về dạng giống như dòng điện không đổi : 
P 
(12.8) 
Ta đặt : 
thì : 
I được gọi là giá trị hiệu dụng ( cường độ hiệu dụng ) của dòng điện xoay chiều . 
(12.9) 
Tiết 21 
ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
III. GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG 
 Định nghĩa cường độ hiệu dụng 
 Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều là đại lượng có giá trị bằng cường độ của một dòng điện không đổi , sao cho khi đi qua cùng một điện trở R thì công suất tiêu thụ trong R bởi dòng điện không đổi ấy bằng công suất trung bình tiêu thụ trong R bởi dòng điện xoay chiều . 
Hãy phát biểu định nghĩa cường độ hiệu dụng ? 
 Chú ý : 
 Các đại lượng điện và từ khác có hàm số sin hay côsin của thời gian t như : điện áp , suất điện động , cường độ điện trường , điện tích . . . đều có giá trị hiệu dụng tương ứng : 
+ Các số liệu ghi trên các thiết bị điện đều là các giá trị hiệu dụng . + Các thiết bị đo chủ yếu là đo giá trị hiệu dụng . 
Tiết 21 
ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
VẬN DỤNG 
1. Mạch điện xoay chiều có ghi 220V. Giá trị cực đại của điên áp là 
U 0 = 211 V. 
U 0 = 220 V. 
U 0 = 311 V. 
U 0 = 320 V. 
SAI 
A 
SAI 
B 
SAI 
D 
ĐÚNG 
C 
Tiết 21 
ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
VẬN DỤNG 
B 
C 
A 
D 
SAI 
ĐÚNG 
SAI 
SAI 
2. Với dòng điện xoay chiều , suất điện động hiệu dụng E liên hệ với suất điện động cực đại E 0 theo công thức nào ? 
Tiết 21 
ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
VẬN DỤNG 
B 
C 
A 
D 
SAI 
SAI 
SAI 
ĐÚNG 
3. Điện áp tức thời giữa hai đầu của một đoạn mạch xoay chiều u = 80 cos 100 t (V). Tần số góc của dòng điện và điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch là bao nhiêu ? 
Tiết 21 
ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 
C ẦN NẮM ĐƯỢC CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN SAU : 
 Khái niệm về dòng điện xoay chiều . 
 Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều . 
 Giá trị hiệu dụng . 
 Bài tập về nhà : 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 - SGK - trang 66. 
 Soạn bài mới : § 13 – Các mạch điện xoay chiều . 
Xin chân thành cảm ơn và 
trân trọng kính chào quý Thầy Cô!