Đại cương về dòng điện xoay chiều và bài tập vận dụng | Vật lý 9

Dòng điện xoay chiều là dòng điện không chỉ rất quen thuộc trong đời sống thực tế của chúng ta mà nó còn cực kỳ phổ biến về mặt lý thuyết. Hãy cùng timhieulichsuquancaugiay.edu.vn tìm hiểu các khái niệm liên quan đến dòng điện này, cách tạo ra nó cũng như đặc điểm và giá trị hiệu dụng của nó nhé!

Dòng điện xoay chiều là gì?

Định nghĩa:

Bạn đang xem: Đại cương về dòng điện xoay chiều và bài tập vận dụng | Vật lý 9

Dòng điện xoay chiều hay còn gọi là AC (Dòng điện xoay chiều), là dòng điện có hướng dao động tuần hoàn và cường độ dao động điều hòa theo thời gian.

Thông thường sự thay đổi này thường diễn ra theo một chu kỳ nhất định.

Dòng điện xoay chiều được tạo ra từ máy phát điện xoay chiều hoặc được chuyển đổi từ nguồn điện một chiều. Trong điện dân dụng và công nghiệp, dòng điện xoay chiều có điện áp 110V hoặc 220V và tần số tuần hoàn là 50–60 Hz.

Sinh:

Dòng điện xoay chiều ra đời ngay sau khi phát hiện ra hiện tượng cảm ứng điện từ và cũng là sản phẩm đầu tiên của nhà hóa học, vật lý học người Anh Michael Faraday và nhà chế tạo nhạc cụ người Pháp Hippolyte Pixii.

Biểu tượng:

Trong kỹ thuật điện, nguồn điện xoay chiều được ký hiệu bằng hình ~ (dấu ngã – đây là ký hiệu gợi ý đến sóng hình sin).

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều

Không có gì khó khăn trong việc tạo ra dòng điện xoay chiều. Để có thể làm được điều này, bạn có thể thực hiện theo hai cách:

• Cách thứ nhất: Đặt một cuộn dây kín rồi cho nam châm quay quanh cuộn dây đó. Bằng cách này, bạn sẽ thu được dòng điện xoay chiều tương đối đơn giản.

• Cách thứ hai: Đặt nam châm quay trước cuộn dây đã đóng kín. Phương pháp này thường được sử dụng vì việc lấy được dòng điện xoay chiều không quá khó.

Một số đại lượng đặc trưng cho dòng điện xoay chiều

Tìm hiểu kỹ về một số đại lượng như: Công suất, chu kỳ và tần số, biên độ, giá trị hiệu dụng, pha của dòng điện.

Công suất dòng điện xoay chiều

Công suất của dòng điện xoay chiều phụ thuộc vào cường độ, điện áp và độ lệch pha giữa hai đại lượng trên. Công suất dòng điện xoay chiều có công thức:

Trong đó:

Chú ý:

• Trường hợp dòng điện xoay chiều đi qua điện trở thì độ lệch pha giữa U và I có α = 0 thì cosα = 1

• Trường hợp dòng điện xoay chiều đi qua cuộn dây hoặc tụ điện, độ lệch pha giữa U và I là 90 độ hoặc -90 độ thì cosα = 0 và P = 0

Chu kỳ và tần số của dòng điện xoay chiều

Chu kỳ của dòng điện xoay chiều, ký hiệu là T, là thời gian để dòng điện xoay chiều trở về vị trí cũ và được tính bằng giây (s).

Tần số xoay chiều: là số lần lặp lại trạng thái cũ của dòng điện xoay chiều trong một giây, ký hiệu là F, đơn vị Hz.

Biên độ dòng điện xoay chiều

Biên độ của dòng điện xoay chiều thường sẽ cao hơn điện áp chúng ta đo được từ đồng hồ và cũng là giá trị điện áp cực đại của dòng điện xoay chiều.

Giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều

Thông thường giá trị chúng ta đo được từ đồng hồ cũng chính là giá trị điện áp ghi trên jack nguồn của thiết bị điện tử.

Ví dụ: Nguồn điện xoay chiều 220V chúng ta đang sử dụng chỉ là giá trị hiệu dụng.

Pha của dòng điện xoay chiều

Khi đề cập đến pha của dòng điện xoay chiều, người ta thường đề cập đến sự so sánh giữa hai dòng điện xoay chiều có cùng tần số. Sau đó người ta sẽ sử dụng thiết bị đo chuyên dụng để xác định pha của dòng điện xoay chiều.

Hai dòng điện xoay chiều cùng pha:

Hai dòng điện có cùng hiệu điện thế tăng giảm cùng một lúc.

Dòng điện xoay chiều ngược pha:

Đây là hai dòng điện lệch pha nhau 180 độ. Khi dòng điện này tăng thì dòng điện kia giảm và ngược lại.

Dòng điện xoay chiều lệch pha:

Xem thêm : 200+ Họ tên tiếng Anh hay cho nữ và nam kèm cách đặt chi tiết

Đây là hai dòng điện có điện áp tăng và giảm ở những thời điểm khác nhau.

Tác dụng của dòng điện xoay chiều

Cũng giống như dòng điện một chiều (DC), có thể kể đến một số tác dụng tiêu biểu của dòng điện xoay chiều như sau:

Hiệu ứng nhiệt

Đây là một trong những tác dụng đầu tiên có thể kể đến của dòng điện xoay chiều. (Ví dụ: đèn sợi đốt, lò vi sóng, bàn ủi,…)

Hiệu ứng quang học

Các ví dụ phổ biến nhất về hiệu ứng quang học là bóng đèn sợi đốt, máy thử điện,…

Hiệu ứng từ

Dòng điện xoay chiều có tác dụng từ như tạo ra từ trường biến lõi sắt thành nam châm điện, chuông điện, cần cẩu điện,…

Ngoài tác dụng đối với dòng điện xoay chiều, còn có một số tác dụng có thể kể đến như: tác dụng sinh lý (dùng trong y học: hỗ trợ tim mạch, châm cứu,…), tác dụng hóa học (dùng để điện phân hóa chất, vàng mạ,…)

Sự khác biệt giữa dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều

Dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều cũng có một số điểm khác biệt dễ nhận biết như:

Về cung cấp:

• Đối với dòng điện một chiều, nguồn cung cấp là pin hoặc ắc quy

• Dòng điện xoay chiều là máy phát điện. Ngoài ra, điện áp của đường dây xoay chiều có giá trị từ âm sang dương và ngược lại.

Đặc điểm của hướng hiện tại:

Đặc điểm pha và tần số:

• Trong khi dòng điện xoay chiều có đầy đủ tần số, chu kỳ và pha

• Ngược lại, dòng điện một chiều không có đặc tính pha và tần số.

Về mức độ sử dụng:

• Dòng điện một chiều hầu hết phù hợp với hầu hết các mạch điện nên gần như là sự lựa chọn tốt cho mọi người.

• Khi sử dụng dòng điện xoay chiều, chúng ta cần chú ý đến các mạch chỉnh lưu và ổn áp. Vì vậy khi sử dụng nó rất phù hợp cho các thiết bị nhà bếp, đèn chiếu sáng,…

Biểu tượng:

• Dòng điện xoay chiều được viết tắt là AC và được ký hiệu bằng dấu ngã (~).

• Còn dòng điện một chiều thì viết tắt là DC và được ký hiệu bằng dấu cộng, dấu trừ (+, -).

Sự khác biệt giữa dòng điện 1 pha và 3 pha

Bạn có thể dễ dàng phân biệt sự khác nhau giữa dòng điện 1 pha và dòng điện 3 pha thông qua 2 tính chất sau:

Về điện áp:

• Ở Việt Nam, điện áp dòng điện 1 pha là 220V nhưng ở một số nước khác như Nhật Bản, Đài Loan, Mỹ, điện áp dòng điện 1 pha theo tiêu chuẩn thấp hơn là 100V, 110V, 120V,…

• Cũng giống như điện 3 pha, mỗi quốc gia có điện áp khác nhau tùy thuộc vào cơ sở hạ tầng, kinh tế và nhiều yếu tố khác. Ở Việt Nam, điện áp của dòng điện 3 pha là 380V, ở Mỹ là 220V, ở Nhật là 200V.

Xem thêm : 5+ bài tập làm văn lớp 5 tả cảnh có chọn lọc giúp bé đạt điểm cao

Mục đích sử dụng:

• Dòng điện một pha thường được sử dụng với các đồ dùng, thiết bị có công suất nhỏ, không tiêu thụ điện trong gia đình.

• Với nguồn điện 3 pha được sử dụng cùng với các thiết bị điện công suất lớn để giải quyết các vấn đề về điện trong các khu công nghiệp,… Ngoài ra, điện 3 pha cũng được nhiều hộ gia đình lắp đặt để có được điện áp 1 pha 220V sử dụng sinh hoạt.

Xem thêm: Máy biến áp: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động, công dụng & vai trò (kiến thức vật lý 9)

Ứng dụng dòng điện xoay chiều trong cuộc sống

Chúng ta có thể thấy dòng điện xoay chiều ở khắp mọi nơi từ gia đình, công nghiệp, công nghệ thông tin,… Sở dĩ dòng điện xoay chiều được ưa chuộng là vì nó có thể truyền tải điện đi một khoảng cách xa. một cách dễ dàng.

Hãy cùng timhieulichsuquancaugiay.edu.vn tìm hiểu thêm về những ứng dụng của dòng điện xoay chiều trong đời sống hàng ngày nhé.

• Trong sử dụng dân dụng: Ngày nay động cơ điện xoay chiều có mặt ở hầu hết mọi lĩnh vực, từ những động cơ nhỏ trong chính gia đình chúng ta như lò vi sóng, máy giặt, quạt điện,…

• Đối với ngành công nghệ thông tin: Động cơ AC thường thấy nhất trong các thiết bị máy tính (trong ổ cứng, ổ đĩa quang) và chúng thường là những động cơ bước rất nhỏ.

• Công nghiệp: Dòng điện xoay chiều giúp ích trong khai thác mỏ, dầu khí, vận hành máy móc công nghiệp, cần cẩu điện,..

Bài tập dòng điện xoay chiều Vật lý 9 bài 33

Để học tốt Vật Lý lớp 9, dưới đây Khỉ liệt kê các bài tập Vật Lý 9 bài 33: Dòng điện xoay chiều, mời các bạn cùng theo dõi.

Bài 1 trang 73 SGK Vật Lý 9: Trong một ống dây dẫn kín, khi có số đường sức từ đi qua tiết diện S của cuộn dây có xuất hiện dòng điện xoay chiều không?

1. luôn tăng

2. luôn giảm

3. tăng giảm luân phiên nhau

4. luôn luôn không đổi

Giải: C. tăng giảm luân phiên

Bài 2 trang 73 SGK Vật lý 9: Trong thí nghiệm bố trí như hình 33.1, dòng điện xoay chiều xuất hiện trong cuộn dây kín khi nào?

1. Khi nam châm đứng yên thì cuộn dây quay quanh trục PQ

2. Khi nam châm và cuộn dây cùng quay quanh trục PQ

3. Khi nam châm và khung dây chuyển động cùng chiều với cùng tốc độ.

4. Khi nam châm đứng yên thì dây quấn quanh trục AB.

Lời giải: D. Khi nam châm đứng yên, dây quấn quanh trục AB.

Bài 3 trang 73 SGK Vật Lý 9: Trên hình 33.2 vẽ một khung dây kín đặt trong từ trường. Giải thích vì sao khi khung dây quay quanh trục PQ nằm ngang thì trong khung dây không có dòng điện xoay chiều.

Hình ảnh bài 3 SBT. (Ảnh: Internet sưu tầm)

Giải: Vì số đường sức từ đi qua tiết diện S của khung dây không thay đổi nên không tạo ra dòng điện xoay chiều.

Như vậy, qua bài viết này chúng ta đã hiểu rõ hơn về dòng điện xoay chiều là gì, cách tạo ra dòng điện xoay chiều và ứng dụng thực tế của dòng điện xoay chiều cũng như luyện tập một số bài học cơ bản. trong sách bài tập Vật lý 9. Hy vọng những thông tin này sẽ giúp các bạn nắm vững và củng cố những kiến ​​thức vừa học một cách tốt nhất. Hãy theo dõi phần kiến ​​thức cơ bản để biết thêm nhiều thông tin thú vị về các môn học nhé!

Nguồn: https://timhieulichsuquancaugiay.edu.vn
Danh mục: Giáo dục