03/08/2021 1,435
C. Cường độ dòng điện
Đáp án chính xác
Trong các đại lượng: Chu kì, tần số, cường độ dòng điện, cảm ứng từ.
Đại lượng có dùng giá trị hiệu dụng là cường độ dòng điện.
Đáp án cần chọn là: C
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Một khung dây gồm N vòng dây, quay đều trong từ trường đều B với tốc độ góc ω, tiết diện khung dây là S, trục quay vuông góc với đường sức từ. Suất điện động cực đại trong khung dây có giá trị hiệu dụng là:
Xem đáp án » 03/08/2021 1,645
Người ta sử dụng vôn kế và ampe kế xoay chiều để đo điện áp và cường độ dòng điện của mạch xoay chiều. Giá trị hiện trên 2 dụng cụ đo đó chỉ giá trị nào?
Xem đáp án » 03/08/2021 1,250
Đối với dòng điện xoay chiều phát biểu nào sau đây sai:
Xem đáp án » 03/08/2021 972
Phát biểu nào sau đây là đúng?
Xem đáp án » 03/08/2021 730
Chọn phát biểu đúng:
Xem đáp án » 03/08/2021 634
Một khung dây phẳng quay đều quanh trục vuông góc với đường sức từ của một từ trường đều B. Suất điện động trong khung dây có tần số phụ thuộc vào:
Xem đáp án » 03/08/2021 233
Một khung dây gồm N vòng dây, quay đều trong từ trường đều B với tốc độ góc ω, tiết diện khung dây là S, trục quay vuông góc với đường sức từ. Suất điện động trong khung dây có giá trị hiệu dụng là:
Xem đáp án » 03/08/2021 158
Cho một khung dây dẫn phẳng có diện tích S quay đều với tốc độ góc quanh một trục vuông góc với các đường cảm ứng từ B→. Trong khung dây xuất hiện:
Xem đáp án » 03/08/2021 141
Trong dòng điện xoay chiều, cường độ dòng điện cực đại liên hệ với cường độ dòng điện hiệu dụng I theo công thức:
Xem đáp án » 03/08/2021 137
Dòng điện xoay chiều hoạt động dựa trên nguyên tắc
Xem đáp án » 03/08/2021 126
Dòng điện xoay chiều qua một đoạn mạch có tần số dao động là f. Mỗi dây dòng điện đổi chiều bao nhiêu lần?
Xem đáp án » 03/08/2021 123
Chọn câu trả lời sai. Dòng điện xoay chiều:
Xem đáp án » 03/08/2021 123
Suất điện động cảm ứng trong một khung dây phẳng có biểu thức e=E0 cosωt+φ. Khung gồm N vòng dây. Từ thông cực đại qua mỗi vòng dây của khung dây là:
Xem đáp án » 03/08/2021 121
Suất điện động trong khung dây có tần số phụ thuộc vào yếu tố nào khi cho khung dây quay đều quanh trục vuông góc với đường sức từ của một từ trường đều?
Xem đáp án » 03/08/2021 87
Dòng điện xoay chiều nói riêng và dòng điện nói chung ngày càng đóng vai trò quan trọng và được ứng dụng nhiều trong đời sống sinh hoạt, sản xuất. Có thể nói “một quốc gia muốn phát triển thì không thể là một quốc gia thiếu điện”.
Vậy dòng điện xoay chiều được tạo ra như thế nào? Các đại lượng đặc trưng của dòng điện xoay chiều là gì? Giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều gồm cường độ dòng điện hiệu dụng và hiệu điện thế hiệu dụng được tính theo công thức nào? Chúng ta cùng đi tìm hiểu trong bài viết này.
I. Khái niệm dòng điện xoay chiều
Bạn đang xem: Dòng điện xoay chiều, cách tạo, các đại lượng đặc trưng và giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều – Vật lý 12 bài 12
1. Định nghĩa dòng điện xoay chiều
• 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 cosin, với dạng tổng quát: i = I0cos[ωt + φ].
– Trong đó:
° i là giá trị cường độ dòng điện tại thời điểm t, được gọi là giá trị tức thời của i [cường độ tức thời]
° I0 > 0 được gọi là giá trị cực đại của i [cường độ cực đại].
° ω > 0 được gọi là tần số góc,
° α = ωt + φ là pha của i và φ là pha ban đầu.
2. Xác định các đại lượng đặc trưng của dòng điện xoay chiều
* Ví dụ [Câu C2 trang 62 SGK Vật lý 12]: Xác định giá trị cực đại, tần số góc, chu kì, tần số, pha ban đầu của các dòng điện xoay chiều có cường độ tức thời [tính ra ampe] cho bởi:
a]
b]
c]
° Hướng dẫn:
a]
– Cường độ cực đại: I0 = 5A
– Tần số góc: ω = 100π [rad/s]
– Chu kỳ:
– Tần số:
– Pha ban đầu:
b]
– Tương tự ta có:
c]
* Ví dụ [Câu C3 trang 62 SGK Vật lý 12]: Cho hình dưới đây [Hình 12.1 SGK vật lý 12]:
1. trục hoành tại những điểm có tọa độ bằng bao nhiêu T?
2. trục hoành tại điểm có tọa độ bằng bao nhiêu Io?
° Hướng dẫn:
1] Đồ thị hình sin cắt trục hoành tại những điểm có giá trị
2] trục hoành tại điểm có tọa độ bằng bao nhiêu Io
– Tại thời điểm
– Tại thời điểm
II. Nguyên tắc tạo dòng điện xoay chiều
1. Từ thông gửi qua khung dây
– Cho cuộn dẫy dẫn hai dầu dây khép kín, có diện tích S, có N vòng dây quay đều với vận tốc ω xung quang trục [cố định] đối xứng trong từ trường đều
– Ở hình trên góc giữa vecto pháp tuyến
– Tại lúc t, từ thông gửi qua khung dây là:
2. Suất điện động xoay chiều, dòng điện xoay chiều
– Vì từ thông
– Nếu cuộn dây khép kín có điện trở R thì cường độ dòng điện cảm ứng là:
– Đây là dòng điện xoay chiều với tần số góc ω và biên độ là:
– Chiều dương của i liên hệ với chiều pháp tuyến
III. Giá trị hiệu dụng, cường độ dòng điện hiệu dụng, hiệu điện thế [điện áp] hiệu dụng.
– Dòng điện xoay chiều cũng có tác dụng nhiệt Jun-Len-xơ như dòng điện một chiều [làm cho dây dẫn nóng lên].
– Đối với dòng điện xoay chiều, các đại lượng như điện áp, áp suất điện động, cường độ dòng điện,… cũng là hàm số sin hay cosin của thời gian.
• Công thức tính cường độ dòng điện hiệu dụng:
• Công thức tính điện áp [hiệu điện thế] hiệu dụng:
• Công thức tính suất điện động hiệu dụng:
* Tổng quát: [Giá trị hiệu dụng] = [giá trị cực đại]/[√2].
– Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều là đại lượng có giá trị bằng cường độ của một dòng không đổi, sao cho khi đi qua cùng một điện trở R thì có công suất tiêu thụ trong R bởi hai dòng điện đó là như nhau.
* Ví dụ: Trên một bóng đèn có ghi 200V-5A, nghĩa là:
– Điện áp hiệu dụng U=220V
– Cường độ dòng điện hiệu dụng: I=5A
V. Bài tập vận dụng dòng điện xoay chiều
* Bài 1 trang 66 SGK Vật Lý 12: Phát biểu các định nghĩa:
a] giá trị tức thời
b] giá trị cực đại
c] giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều hình sin.
° Lời giải bài 1 trang 66 SGK Vật Lý 12:
a] Giá trị tức thời là giá trị biến thiên tuần hoàn với thời gian theo quy luật của hàm số sin hay cosin.
b] Giá trị cực đại là giá trị lớn nhất luôn dương của giá trị tức thời khi hàm cos hay sin bằng 1.
c] Giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện xoay chiều là đại lượng có giá trị bằng cường độ của một dòng điện không đổi, sao cho khi qua một điện trở R thì công suất tiêu thụ trên R bởi dòng điện không đổi ấy bằng công suất trung bình tiêu thụ trên R bởi dòng xoay chiều nói trên. Với dòng xoay chiều hình sin hoặc cosin thì gái trị hiệu dụng I = [I0]/[√2].
– Giá trị hiệu dụng của điện áp xoay chiều hình sin là: U = [U0]/[√2].
* Bài 2 trang 66 SGK Vật Lý 12: Tại sao phải quy định thống nhất tần số của dòng điện xoay chiều tạo ra trong kĩ thuật?
° Lời giải bài 2 trang 66 SGK Vật Lý 12:
– Thực tế, khi sản xuất các thiết bị dùng trong dòng điện xoay chiều, người ta đã làm các thiết bị ấy với một quy chuẩn về tần số [ở Việt Nam là f = 50Hz]. Như vậy nếu sử dụng dòng điện có tân số khác thì các thiết bị sẽ không hoạt động bình thường.
* Bài 3 trang 66 SGK Vật Lý 12: Xác định giá trị trung bình theo thời gian của:
a] 2sin100πt
b] 2cos100πt
c] 2sin[100πt + π/6]
d] 4sin2100πt
e] 3cos[100πt – π/3 ]
° Lời giải bài 3 trang 66 SGK Vật Lý 12:
♦ Đối với các hàm: a] 2sin100πt; b] 2cos100πt; c] 2sin[100πt + π/6]; và e] 3cos[100πt – π/3] đều là những hàm điều hòa dạng hình sin theo thời gian, nên giá trị trung bình của chúng bằng 0.
♦ Riêng với hàm d] 4sin2100πt ta dùng công thức hạ bậc sẽ được:
– Ta thấy, số hạng thứ nhất lấy trung bình vẫn bằng 2, số hạng thứ hai là hàm điều hòa dạng sin theo thời gian nên giá trị trung bình bằng 0.
⇒ Giá trị trung bình của hàm 4sin2100πt là 2, có thể viết như sau:
* Bài 4 trang 66 SGK Vật Lý 12: Trên một bóng đèn có ghi 220V – 100W, nối đèn ấy vào mạng điện xoay chiều có hiệu điện thế U =220V. Xác định:
a] điện trở của đèn
b] cường độ hiệu dụng qua đèn
c] điện năng tiêu thụ của đèn trong một giờ
° Lời giải bài 4 trang 66 SGK Vật Lý 12:
a] Bóng đèn có ghi 220V – 100W nên ta có
– Hiệu điện thế hiệu dụng định mức của bóng đèn là: Uhd = 220V;
– Công suất định mức của bóng đèn: P = 100W
– Công suất của bóng đèn là:
⇒ điện trở của đèn:
b] Cường độ hiệu dụng qua bóng đèn:
c] Điện năng tiêu thụ của đèn trong một giờ:
Q=P.t=100[W].1[h] = 100 [W.h] = 100[W].3600[s] = 360000 [J].
* Bài 5 trang 66 SGK Vật Lý 12: Một mạch điện gồm hai đèn mắc song song, trên mỗi đèn có ghi thông số: 220V – 115W; 220V – 132W. Nối hai đầu của mạch điện ấy vào mạng điện xoay chiều U = 220V. Xác định:
a] công suất tiêu thụ trong mạch điện
b] cường độ dòng điện cung cấp cho mạch điện
° Lời giải bài 5 trang 66 SGK Vật Lý 12:
– Điện trở của các bóng đèn lần lượt là:
– Vì hai đèn mắc song song nên điện trở tương của toàn mạch là:
a] Công suất tiêu thụ trong mạch:
+ Lưu ý: Ta có thể tính công suất của mạch bài này như sau:
– Vì hai đèn cùng mắc song song vào nguồn điện có U = Uhd1 = Uhd2 = 220V nên hai đèn hoạt động đúng công suất định mức.
⇒ Công suất tiêu thụ trong mạch: P = P1 + P2 = 115 + 132 = 247[W]
b] Cường độ dòng điện:
* Bài 6 trang 66 SGK Vật Lý 12: Trên một đèn có ghi 100V – 100W. Mạch điện sử dụng có U = 110V. Để đảm bảo đèn sang bình thường, phải mắc thêm vào mạch điện một điện trở bằng bao nhiêu?
° Lời giải bài 6 trang 66 SGK Vật Lý 12:
– Trên bóng đèn có ghi 100V – 100W ⇒ Uhd = 100V, P = 100W
– Vì Uhd [= 100V] < U [= 110V] nên để đèn sáng bình thường với hiệu điện thế hai đầu mạch là 110V thì phải mắc nối tiếp thêm một điện trở R.
– Mạch mắc nối tiếp nên: U = UR + Uđèn ⇒ UR = U – Uđèn = 110 – 100 = 10V
⇒ Để đèn sáng bình thường thì dòng điện qua bóng đèn là:
⇒ Điện trở R là:
* Bài 7 trang 66 SGK Vật Lý 12: Với dòng điện xoay chiều, cường độ hiệu dụng I liên hệ với cường độ cực đại I0 theo công thức nào?
A.I=I0/2 B.I=I0/3 C.I=I0/[√2] D.I=I0/[√3]
° Lời giải bài 7 trang 66 SGK Vật Lý 12:
– Đáp án đúng: c]I=I0/[√2]
* Bài 8 trang 66 SGK Vật Lý 12: Điện áp tức thời giữa hai đầu của một đoạn mạch xoay chiều là: u = 80cos[100πt] [V]. Hỏi tần số góc của dòng điện là bao nhiêu?
A.100π [rad/s] B. 100 [Hz] C. 50 [Hz] D. 100π [Hz].
° Lời giải bài 8 trang 66 SGK Vật Lý 12:
– Đáp án đúng: A. 100π [rad/s]
* Bài 9 trang 66 SGK Vật Lý 12: Điện áp tức thời giữa hai đầu của một đoạn mạch xoay chiều là: u = 80cos[100πt] [V]. Hỏi Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch đó là bao nhiêu?
A.80V B.40V C.
° Lời giải bài 9 trang 66 SGK Vật Lý 12:
– Đáp án đúng: D.
– Áp dụng công thức:
* Bài 10 trang 66 SGK Vật Lý 12: Một đèn điện có ghi 110V – 100W mắc nối tiếp với điện trở R vào một mạch xoay chiều có u = 220√2sin100ωt [V]. Để đèn sang bình thường, R phải có giá trị là bao nhiêu?
A.1210Ω B.[10/11]Ω C.121Ω D.110Ω
° Lời giải bài 10 trang 66 SGK Vật Lý 12:
– Đáp án đúng: C.121Ω
– Đèn sáng bình thường:
– Mạch mắc nối tiếp nên U=UR+Ud ⇒ UR=U-Ud = 220-110 = 110[V]
Hy vọng với bài viết về dòng điện xoay chiều, cách tạo, các đại lượng đặc trưng và giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều cùng bài tập vận dụng ở trên hữu ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để Hay Học Hỏi ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.
Đăng bởi: THPT Sóc Trăng
Chuyên mục: Giáo Dục