Khái niệm dòng điện xoay chiều hình sin viết biểu thức

Định nghĩa dòng điện xoay chiều là gì? Đặc điểm của dòng điện xoay chiều như nào? Trong phạm vi bài viết sau, DINHNGHIA.VN sẽ giới thiệu đến các bạn nội dung định nghĩa dòng điện xoay chiều cùng một số nội dung liên quan nhé!

Nội dung chính

• Định nghĩa dòng điện xoay chiều
• Chu kỳ và tần số của dòng điện xoay chiều
• Pha của dòng điện xoay chiều
• Biên độ
• Giá trị hiệu dụng
• Công suất của dòng điện xoay chiều
• Định nghĩa dòng điện xoay chiều 1 pha
• Định nghĩa dòng điện xoay chiều 3 pha
• Video liên quan

Định nghĩa dòng điện xoay chiều

Định nghĩa dòng điện xoay chiều là gì? Dòng điện xoay chiều là dòng điện có chiều và giá trị biến đổi  theo thời gian, những  thay đổi này thường tuần hoàn theo một chu kỳ nhất định.

Ở trên là những dòng điện xoay chiều hình sin, xung vuông và xung nhọn .

Chu kỳ và tần số của dòng điện xoay chiều

Chu kỳ của dòng điện xoay chiều ký hiệu là T là khoảng chừng thời hạn mà điện xoay chiều lặp lại vị trí cũ, chu kỳ luân hồi được tính bằng giây ( s )
Tần số điện xoay chiều : là số lần lặp lại trang thái cũ của dòng điện xoay chiều trong một giây ký hiệu là F đơn vị chức năng là Hz
\ ( F = \ frac { 1 } { T } \ )

Pha của dòng điện xoay chiều

Nói đến pha của dòng xoay chiều ta thường nói tới sự so sánh giữa 2 dòng điện xoay chiều có cùng tần số .

• Hai dòng điện xoay chiều cùng pha là hai dòng điện có những thời gian điện áp cùng tăng và cùng giảm như nhau .
• Hai dòng điện xoay chiều lệch sóng : là hai dòng điện có những thời gian điện áp tăng giảm lệch nhau .
• Hai dòng điện xoay chiều ngược pha : là hai dòng điện lệch sóng 180 độ, khi dòng điện này tăng thì dòng điện kia giảm và ngược lại .

Biên độ

Biên độ của dòng xoay chiều là giá trị điện áp đỉnh của dòng điện xoay chiều. Biên độ này thường cao hơn điện áp mà ta đo được từ những đồng hồ đeo tay .

Giá trị hiệu dụng

Thường là giá trị đo được từ những đồng hồ đeo tay và cũng là giá trị điện áp được ghi trên giắc cắm nguồn của những thiết bị điện tử .
Ví dụ : nguồn 220V AC mà ta đang sử dụng chính là chỉ giá trị hiệu dụng, thực tiễn biên độ đỉnh của điện áp 220V AC khoảng chừng 220V x 1,4 lần = khoảng chừng 300V

Công suất của dòng điện xoay chiều

Công suất của dòng điện xoay chiều phụ thuộc vào vào cường độ, điện áp và độ lệch pha giữa hai đại lượng trên, công xuất được tính bởi công thức :
\ ( P = UIcos \ alpha \ )
Trong đó :
U là điện áp
I là dòng điện
\ ( \ alpha \ ) là góc lệch sóng giữa U và I

Định nghĩa dòng điện xoay chiều 1 pha

Dòng điện xoay chiều 1 pha là dòng điện xoay chiều trong mạch điện xoay chiều có hai dây nối với nguồn điện, hướng của cường độ dòng điện trong mạch AC đổi khác nhiều lần mỗi giây tùy theo tần số của nguồn điện trong mạch .
Điện 220V phân phối cho mỗi hộ mái ấm gia đình sử dụng là điện xoay chiều 1 pha và có 2 dây : dây pha và dây trung tính ( dây nóng và dây nguội ) .
Ý nghĩa của dòng điện xoay chiều 1 pha :
Dòng điện xoay chiều 1 pha được sử dụng cho hoạt động và sinh hoạt mái ấm gia đình, với những thiết bị có hiệu suất nhỏ, không bị hao phí điện năng nhiều .

Định nghĩa dòng điện xoay chiều 3 pha

Dòng điện xoay chiều 3 pha là dòng điện trong mạch điện xoay chiều mà về cơ bản tương tự như như 3 đường điện 1 pha chạy song song, có chung 1 dây trung tính. Vì vậy mạng lưới hệ thống điện của tất cả chúng ta thường có 4 dây, 3 dây nóng và 1 dây lạnh ( Trung tính – 0V ) .
Ý nghĩa của dòng điện xoay chiều 3 pha :
Điện 3 pha được sử dụng cho việc truyền tải, sản xuất công nghiệp sử dụng thiết bị điện có hiệu suất lớn để xử lý yếu tố hao tổn điện năng. Hệ thống điện 3 pha gồm 2 dây nóng, 1 dây lạnh, điện áp chuẩn ra 380V. Please follow and like us : Loading PreviewSorry, preview is currently unavailable. You can tải về the paper by clicking the button above. Biểu thức của dòng điện, điện áp hình sin : trong đó i, u : trị số tức thời của dòng điện, điện áp. IMax, UMax : trị số cực lớn ( biên độ ) của dòng điện, điện áp. Pi, Pu : pha khởi đầu của dòng điện, điện áp. Góc lệch pha giữa những đại lượng là hiệu số pha đầu của chúng. Góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện thường kí hiệu là P : P = Pu – Pi P > 0 điện áp vượt trước dòng điện P < 0 điện áp chậM pha so với dòng điện P = 0 điện áp trùng pha với dòng điện Trị số hiệu dụng của dòng điện hình sin là dòng Một chiều I sao cho khi chạy qua cùng Một điện trở R thì sẽ tạo ra cùng hiệu suất. Dòng điện hình sin chạy qua điện trở R, lượng điện năng W tiêu thụ trong Một chu kỳT : Công suất trung bình trong Một chu kỳ luân hồi : Với dòng điện Một chiều ta có hiệu suất P = I2R. Tacó : Ta có : Trong trong thực tiễn, giá trị đọc trên những cơ cấu tổ chức đo dòng điện I, đo điện áp U, đo hiệu suất P của dòng điện hình sin là trị số hiệu dụng của chúng. Các giá trị U, I, P ghi nhãn Mác của dụng cụ và thiết bị điện là trị số hiệudụng. Các đại lượng hình sin được màn biểu diễn bằng véctơ có độ lớn ( Môđun ) bằng trị số hiệu dụng và góc tạo với trục Ox bằng pha đầu của những đại lượng ( hì Véctơdòng điện và véctơ điện áp Tổng hay hiệu của những hàM sin được màn biểu diễn bằng tổng hay hiệu những véc tơ tương ứng. Định luật Kiếchốp 1 dưới dạng véc tơ : Định luật Kiếchốp 2 dưới dạng véc tơ : Dựa vào cách trình diễn những đại lượng và 2 định luật Kiếchốp bằng véctơ, ta hoàn toàn có thể giải Mạch điện trên đồ thị bằng giải pháp đồ thị véctơ. Cách trình diễn véc tơ gặp nhiều khó khăn vất vả khi giải Mạch điện phức tạp. Khi giải Mạch điện hình sin ở chính sách xác lập Một công cụ rất hiệu suất cao là trình diễn những đại lượng hình sin bằng số phức Số phức màn biểu diễn những đại lượng hình sin ký hiệu bằng những chữ in hoa, có dấu chấM ở trên. Số phức có 2 dạng : Dạng số Mũ : Dạng đại số : Biến đổi dạng số phức dạng Mũ sang đại số : Biến đổi số phức dạng đại số sang số Mũ : a + Pb = C.eP P trongđó : Cộng, trừ : ( a + Pb ) – ( c + Pd ) = ( a-c ) + P ( b-d ) Nhân, chia : ( a + Pb ). ( c + Pd ) = ac + Pbc + Pad + P2bd = ( ac-bd ) + P ( bc + ad ) Nhân số phức với ± P Tổng trở phức kí hiệu là Z : Z = R + PX Mô đun của tổng trở phức kí hiệu là z : Tổng dẫn phức : Định luật ÔM dạng phức : Định luật Kiếchốp 1 dưới dạng phức : Định luật Kiếchốp 2 dưới dạng phức : Khi có dòng điện i = IMaxsinWt qua điện trở R, điện áp trên điện trở : uR = R.i = URMax sinWt, trongđó : URMax = R.IMax Ta có : UR = R.I hoặc I = UR / R

Biểu diễn véctơ dòng điện I và điện áp UR

Dòng điện i = IMaxsinWt trình diễn dưới dạng dòng điện phức : Điện áp uR = UMaxsinWt màn biểu diễn dưới dạng điện áp phức : Công suất tức thời của Mạch điện : pR ( t ) = uRi = UR. I ( 1 – cos2Wt ) Ta thấy pR ( t ) > 0 tại Mọi thời điểM, điện trở R luôn tiêu thụ điện năng của nguồn và đổi khác sang dạng nguồn năng lượng khác như quang năng và nhiệt năng. v. Công suất tính năng P là trị số trung bình của hiệu suất tức thời pR trong Một chu kỳ luân hồi. Ta có : P = URI = RI2 Đơn vị của hiệu suất công dụng là W ( oát ) hoặc KW Khi dòng điện i = IMaxsinWt qua điện cảM L ( hình 2.6. a ), điện áp trên điện cảM : L gọi là cảM kháng. Biểu diễn véctơ dòng điện I và điện áp UL ( hình 2.6. b ) Hình 2.6 Dòng điện i = IMaxsinWt màn biểu diễn dưới dạng dòng điện phức : Điện áp uL = ULMax sin ( Wt + p / 2 ) màn biểu diễn dưới dạng điện áp phức : Công suất tức thời của điện cảM : pL ( t ) = uL. i = UL I sin2Wt Công suất công dụng của nhánh thuần cảM : Để bộc lộ cường độ quy trình trao đổi nguồn năng lượng của điện cảM ta đưa ra khái niệM hiệu suất phản kháng quốc lộ quốc lộ = ULI = XLI2 Đơn vị hiệu suất phản kháng là Var hoặc KVar Đặt vào hai đầu tụ điện Một điện áp uC : uC = UCMax sin ( Wt – p / 2 ) thì điện tích q trên tụ điện : q = C uC = C. UCMax sin ( Wt – p / 2 ) Ta có iC = dq / dt = ICMax sinWt trong đó : XC = 1 / ( CW ) gọi là dung kháng Đồ thị véctơ dòng điện I và điện áp UC Biểu diễn điện áp uC = UCMax sin ( Wt – p / 2 ) dưới dạng điện áp phức : Biểu diễn dòng điện iC = ICMax sinWt dưới dạng phức : Ta có : Kết luận : Công suất tức thời của nhánh thuần dung : pC = uC iC = – UC IC sin 2W t Mạch thuần dung không tiêu tán nguồn năng lượng : Công suất phản kháng của điện dung : QC = – UC. IC = – XCI2 Khi cho dòng điện i = IMax sinWt qua nhánh R – L – C tiếp nối đuôi nhau sẽ gây ra những điện áp uR, uL, uC trên những thành phần R, L, C. Ta có : u = uR + uL + uC hoặc Biểu diễn véctơ điện áp U bằng chiêu thức véctơ Từ đồ thị véctơ ta có : Trong đó : z gọi là Mô đun tổng trở của nhánh R – L – C tiếp nối đuôi nhau. X = XL – XC ; X là điện kháng của nhánh. Điện áp lệch sóng so với dòng điện Một góc P : tgP = X / R = ( XL – XC ) / R Biểu diễn định luật ÔM dưới dạng phức : Cho Mạch điện gồM điện trở R, điện cảM L, tụ C Mắc song song ( hình 2.8.2. a. ) Áp dụng định luật Kiếchốp 1 tại nút A : i = iR + iL + iC hoặc : Biều diển véctơ I bằng phưong pháp véctơ ( hình 2.8.2. b ) Trị số hiệu dụng I của dòng điện Mạch chính : Hình 2.8.2 Mô đun tổng trở z của toàn Mạch : Dòng điện Mạch chính I lệch sóng so với điện áp U Một góc P : Định luật ÔM dưới dạng phức trong Mạch R, L, C song song Áp dụng định luật Kiếchốp 1 dạng phức tại nút A : Tổng trở phức của Mạch : Đối với dòng điện xoay chiều có ba loại hiệu suất Cho Mạch điện ( hình 2.9 ) gồM những thông số kỹ thuật R, L, C được đặt vào điện áp u = UMax sin ( Wt + P ) và dòng điện i = IMax sinWt chạy qua Mạch. Công suất tính năng P : Công suất tức thời p ( t ) = u. i = UI [ cosP – cos ( 2W t + P ) ] Ta có : Công suất tính năng P hoàn toàn có thể được tính bằng tổng hiệu suất công dụng trên những điện trở của những nhánh của Mạch điện : Trong đó Rk, Ik là điện trở, dòng điện trên nhánh thứ k. Công suất công dụng đặc trưng cho hiện tượng kỳ lạ đổi khác điện năng sang những dạng nguồn năng lượng khác như nhiệt năng, cơ năng. v.v.. Để đặc trưng cho cường độ quy trình trao đổi nguồn năng lượng điện từ trường, người ta đưa ra khái niệM hiệu suất phản kháng Q.. Q = UIsinP Công suất phản kháng hoàn toàn có thể được tính bằng tổng hiệu suất phản kháng của điện cảM và điện dung của Mạch điện : trong đó : XLk, XCk, Ik ần lượt là cảM kháng, dung kháng và dòng điện trên nhánh thứ k.

Công suất biểu kiến còn được gọi là hiệu suất toàn phần. P, S, Q. có cùng 1 thứ nguyên, nhưng đơnvị của P là W, của Q. là VAR và của S là VA. Ta có P = UIcosP ; cosP được gọi là thông số hiệu suất. Nâng cao thông số cosP của tải sẽ nâng cao năng lực sử dụng hiệu suất nguồn điện. Mặt khác nếu cần 1 hiệu suất P nhất định trên đường dây 1 pha thì dòng điện chạy trên đường dây : Khi ta nâng thông số cosP thì dòng điện dây Id sẽ giảM, dẫn đến giảM ngân sách góp vốn đầu tư cho đường dây và tổn hao điện năng trên đườngdây. Để nâng cao cosP ta dùng tụ điện nối song song với tải Ta có phụ tải : Z = R + PX, khi chưa bù ( chưa có nhánh tụ điện ) dòng điện trên đường dây I bằng dòng điện qua tải I1, thông số hiệu suất cosP1 = R / z của tải. Khi có bù ( có nhánh tụ điện ), dòng điện trên đường dây I : Lúc chưa bù chỉ có hiệu suất Q1 của tải : Q1 = P tgP1 Lúc có bù, hiệu suất phản kháng của Mạch : Q = PtgP Công suất phản kháng của Mạch gồM Q1 của tải và Qc của tụ điện : Mặt khác hiệu suất phản kháng QC của tụ :

Từ ( * ) và ( * * ) ta tính được giá trị điện dung C để nâng thông số hiệu suất của Mạch điện từ cosP1 lên cosP :