Chương iii: dòng điện xoay chiều

A. Lí thuyết.
1. Đại cương về dòng điện xoay chiều.
a. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều.
Cho cuộn dây dẹt hình tròn quay xung quanh 1 trục cố định trong một từ trường đều có phương vuông góc với trục quay.
- Từ thông qua cuộn dây: =NBS cos
= NBS cos
t với N là số vòng dây, S là diện tích mỗi vòng dây.
- Suất điện động cảm ứng: e=- NBS sin
t.
- Nếu cuộn dây khép kín có điện trở R thì cường độ dòng điện cảm ứng cho bởi:
= NBS sin
t ;
b. Dòng điện xoay chiều.
- Biểu thức: i=I0 cos(
t+
)
Với i là cường độ dòng điện tức thời tại thời điểm t; I0 là cường độ dòng điện cực đại; (
t+
) là pha của dòng điện;
là tần số góc của dòng điện;
là pha ban đầu.
c. Điện áp xoay chiều.
- Biểu thức: u=U0 cos(
t+
).
Với u là điện áp tức thời; Uo là điện áp cực đại.
d. Giá trị hiệu dụng.
Giá trị hiệu dụng=Giá trị cực đại /
.
- Cường độ dòng điện hiệu dụng: II0=I.
.
- Điện áp hiệu dụng: UU0=U.
.
- Các số liệu ghi trên các thiết bị điện đều là giá trị hiệu dụng. Các thiết bị đo đối với mạch điện xoay chiều chủ yếu cũng là đo giá trị hiệu dụng.
2. Các mạch điện xoay chiều.
a. Mạch điện chỉ có điện trở thuần R:
- Độ lệch pha giữa u và i: u cùng pha với i.
- Biểu thức định luật ôm: I= U=I.R; I0 = U0=I0.R
b. Mạch điện chỉ có cuộn thuần cảm L:
- Tác dụng của cuộn cảm đối với dòng điện xoay chiều: cản trở dòng điện.
- Cảm kháng: ZL=
.L. với L là hệ số tự cảm. với mỗi cuộn cảm thì cảm kháng tỉ lệ thuận với
tần số(tần số góc) của dòng điện.
- Độ lệch pha giữa u và i: u nhanh pha so với i là
/2 hay i trễ pha so với u là
/2.
- Biểu thức định luật ôm: I = U=I.ZL; I0 = U0=I0. ZL
c. Mạch điện chỉ có tụ điện C:
- Tác dụng của tụ điện đối với dòng điện xoay chiều: cản trở dòng điện.
- Dung kháng: Zc= với C là điện dung của tụ điện. với mỗi tụ điện thì dung kháng tỉ lệ
nghịch với tần số(tần số góc) của dòng điện.
- Độ lệch pha giữa u và i: u trễ pha so với i là
/2 hay i nhanh pha so với u là
/2.
- Biểu thức định luật ôm: I = U=I.ZC; I0 = U0=I0. ZC.
3. Mạch R,L,C mắc nối tiếp.
- Định luật về điện áp tức thời: Trong đoạn mạch điện xoay chiều gồm nhiều đoạn mạch mắc nối tiếp thì điện áp tức thời giữa hai đầu mạch bằng tổng đại số các điện áp tức thời giữa hai đầu của đoạn mạch ấy.
- Tổng trở: Zhoặc Z
- Điện áp: +) Điện áp tức thời: u=uR+uL+uC
+) Điện áp hiệu dụng: ; UI.Z
+) Điện áp cực đại: U0I0.