Dòng điện xoay chiều là gì? Tổng hợp những kiến thức liên quan

Dòng điện xoay chiều là một nội dung lý thuyết quan trọng trong chương trình dạy học vật lý lớp 9 và lớp 12. Tuy nhiên vẫn còn khá nhiều học sinh thắc mắc dòng điện xoay chiều là gì? Làm thế nào để tạo ra dòng điện xoay chiều? Nếu bạn cũng đang thắc mắc và còn “mơ hồ” về những kiến ​​thức này thì đừng bỏ lỡ những thông tin trong bài viết dưới đây của chúng tôi nhé!

Dòng điện xoay chiều là gì?

Dòng điện xoay chiều được hiểu là dòng điện có chiều và độ lớn thay đổi theo thời gian. Những thay đổi này thường diễn ra có tính chất tuần hoàn theo một chu kỳ nhất định. Dòng điện xoay chiều được tạo ra chủ yếu từ máy phát điện xoay chiều hoặc được biến đổi từ nguồn điện một chiều. Điều kiện để xuất hiện dòng điện xoay chiều là hiện tượng cảm ứng điện từ. Khi nam châm của máy phát điện quay, một hiệu điện thế được hình thành giữa hai đầu cuộn dây. Phần điện áp được tạo ra này được gọi là dòng điện xoay chiều.

Trong kỹ thuật điện, dòng điện xoay chiều có tên tiếng anh là Alternating Current), viết tắt là AC. Ký hiệu của chúng là hình ~ (biểu diễn dạng sóng hình sin hoạt động liên tục và có tính tuần hoàn điều hòa).

Vì vậy, chương trình Vật lý 12 đã định nghĩa dòng điện xoay chiều là dòng điện có độ lớn biến thiên điều hòa theo thời gian dưới dạng hàm sin hoặc hàm cosin có biểu thức tổng quát là:

i = I0.cos(wt + i)

Trong đó:

• i: Dòng điện tức thời
• TÔI0: Dòng điện tối đa (A)
• w: Tốc độ góc
• φTôi: Pha ban đầu của dòng điện

Phân loại dòng điện xoay chiều

Dòng điện xoay chiều được chia làm 2 loại chính là điện xoay chiều 1 pha và điện xoay chiều 3 pha. Vậy sự khác biệt giữa hai loại dòng điện này là gì?

• Dòng điện xoay chiều 3 pha: Là dòng điện trong hệ thống mạch điện xoay chiều nhưng sở hữu công suất lớn. Hệ thống điện 3 pha bao gồm 3 dây, trong đó có 3 dây nóng, 1 dây nguội và không có dây trung tính.
• Dòng điện xoay chiều một pha: Một dòng điện có hai dây nối với nguồn. Chiều của cường độ dòng điện có thể thay đổi nhiều lần tùy thuộc vào tần số của nguồn điện hoạt động trong mạch.

Kiến thức liên quan đến dòng điện xoay chiều

Thời gian và tần suất

– Chu kỳ T là thời gian để dòng điện quay trở lại vị trí ban đầu. Các chu kỳ được đo bằng giây (s).

– Tần số: Là số lần lặp lại trạng thái ban đầu của dòng điện trong 1s. Tần số được kí hiệu bằng chữ F và đơn vị đo là Hz.

Trong hệ thống mạch, T và F có mối quan hệ tỷ lệ nghịch với nhau. Khoảng thời gian càng lớn thì tần suất lặp lại càng nhỏ và được biểu thị bằng công thức:

T = 1/F

Pha của dòng điện

– Hai dòng điện cùng pha: Hai dòng điện này có thời gian lên xuống như nhau.

– Hai dòng điện lệch pha nhau: Là hai dòng điện có thời điểm khi điện áp tăng hoặc giảm một góc.

– Hai dòng điện ngược chiều: Đây là hai dòng điện lệch pha nhau 180 độ. Nếu một dòng điện tăng thì dòng kia sẽ giảm.

Biên độ của dòng điện xoay chiều

Nó được hiểu là giá trị điện áp đỉnh của dòng điện. Biên độ này thường cao hơn giá trị điện áp đo được từ đồng hồ.

Nêu công thức tính cường độ dòng điện xoay chiều?

Công thức tính trị số hiệu dụng của dòng điện xoay chiều

• Cường độ dòng điện hiệu dụng: I = I0/ 2
• Suất điện động hiệu dụng: E ​​= E0 / 2
• Điện áp hiệu dụng: U = U0 / 2

Tính công suất hiện tại

P = giao diện người dùng cos α

Trong đó:

• P: Công suất dòng điện (W)
• U: Điện áp (V)
• I: Cường độ dòng điện (A)
• Α: Độ lệch pha giữa hiệu điện thế và cường độ dòng điện.

Ứng dụng của dòng điện xoay chiều trong đời sống

Dòng điện xoay chiều được ứng dụng rất đa dạng trong đời sống hàng ngày và trong công nghiệp. Dòng điện xoay chiều một pha phù hợp với các thiết bị có công suất nhỏ, ít tiêu hao điện năng nên được ứng dụng rộng rãi trong sinh hoạt hàng ngày của các hộ gia đình. Nó là nguồn cung cấp năng lượng cho các thiết bị gia dụng như tivi, tủ lạnh, máy sấy tóc, ấm điện, v.v.

Ngược lại, dòng điện 3 pha là dòng điện có công suất lớn nên được ứng dụng vào các hoạt động truyền tải, sản xuất công nghiệp sử dụng thiết bị điện công suất lớn, giúp giải quyết vấn đề tổn thất. Năng lượng điện.

cách tạo ra điện thay thế

Để tạo ra dòng điện xoay chiều, ta có thể thực hiện theo hai cách:

• Phương pháp số 1: Để nam châm quay xung quanh trước khi cuộn kín dây dẫn.
• Phương pháp #2: Cho cuộn dây kín quay trong từ trường của nam châm. Lưu ý khi thả ta sẽ thả cuộn dây quanh trục thẳng đứng trong từ trường của nam châm.

Hi vọng với những thông tin chia sẻ trên đây sẽ mang đến cho bạn đọc những kiến ​​thức hay và bổ ích về dòng điện xoay chiều. Cuối cùng, chúc các em học tập tốt và đạt điểm cao trong phần điện này!