DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU VẬT DẪN CÓ ĐIỆN TRỞ THUẦN TRONG MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CÁC GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG ppt

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản khá vừa đủ của tài liệu tại đây ( 183.05 KB, 8 trang )

DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
VẬT DẪN CÓ ĐIỆN TRỞ THUẦN TRONG MẠCH ĐIỆN
XOAY CHIỀU CÁC GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG

I / MỤC TIÊU :
 Nắm được khái niệm dòng điện xoay chiều và hiệu điện thế xoay chiều.
Biết cách xác lập độ lệch sóng giữa dòng điện và hiệu điện thế xoay chiều
theo biểu thức hoặc theo đồ thị màn biểu diễn chúng.
 Hiểu các đặc thù của đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần.
 Nắm được các giá trị hiệu dụng và cách tính hiệu suất tỏa nhiệt của dòng
điện xoay chiều.
II / CHUẨN BỊ :
1 / Giáo viên :
 Dao động kí điện tử hai chùm tia.
 Nguồn điện xoay chiều.
 Một điện trở thuần và một đoạn mạch xoay chiều bất kì ( hoàn toàn hoàn toàn có thể
gồm một điện trở thuần và một cuộn dây mắc tiếp nối đuôi nhau ).
2 / Học sinh :
Xem lại kiến thức và kỹ năng hiện tượng cảm ứng điện từ.
III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY  HỌC :

Hoạt động của học viên Hoạt động của giáo viên
Hoạt động 1 :
HS : Quan sát quy mô hoặc hình vẽ 36.1
HS : Cho khung dây quay với tốc độ
vừa phải để HS thấy kim vôn kế dao
động sang phải rồi sang trái một cách
tuần hoàn.
HS : e = E

0
cos (  t + 
0
)

HS : T =
2


, f =
2



Hoạt động 2 :
HS : Có cùng tần số với lực cưỡng bức.

HS : Dao động điện cưỡng bức trong

GV : GV có thể dùng mô hình máy
phát điện xoay chiều có nối với một
vôn kế nhạy để minh họa cho nguyên
tắc tạo suất điện động xoay chiều.
GV : Theo định luật cảm ứng điện từ,
trong khung dây Open một suất
điện động xoay chiều được xác định
như thế nào ?

GV : GV yêu cầu HS nhắc lại các
công thức tính chu kì và tần số của dao
động điều hòa để vận dụng nó cho dao
động điện.

GV : Đặc điểm cơ bản của giao động
cưỡng bức trong cơ học là gì ?
GV : Dao động điện cưỡng bức trong
mạch có cùng tần số với tần số dao động
của nguồn.
HS : u và i đổi khác điều hòa cùng tần số

nhưng lệch pha với nhau.
HS : u = U
o
cos( t + 
1
)
i = I
o
cos( t + 
2
)
HS : Giá trị dương của dòng điện chính
là chiều tính hiệu điện thế.

HS : Nêu định nghĩa hiệu điện thế xoay
chiều.
HS : Nêu định nghĩa cường độ dòng điện

xoay chiều.
HS : Vẽ u và 
1

HS : Vẽ i và 
2
HS : Vẽ góc 
HS :  = 
1
 
2

Hoạt động 3 :
mạch có đặc điểm gì ?

GV : Hướng dẫn học viên quan sát
hình ảnh bằng dao động kí hoặc quan
sát đồ thị. GV : Viết biểu thức hiệu
điện thế và cường độ dòng điện xoay
chiều ?
GV : Về biểu thức của dòng điện và
hiệu điện thế, cần cho HS thấy rõ các
đại lượng tức thời là các giá trị đại số
được viết theo một quy ước dấu cụ thể.

GV : Hiệu điện thế xoay chiều là gì ?

GV : Cường độ dòng điện xoay chiều
là gì

GV : Hướng dẫn vẽ giãn đồ vectơ biểu
diễn u và I trên cùng một hệ trục từ đó
rèn luyện HS tìm độ lệch pha giữa
dòng điện và hiệu điện thế.
GV : Độ lệch pha  được xác định
HS : I =
R
U

HS : u = U
o
cost

HS : i =
cos cos
o
o
U
u
t I t
R R
 
 

HS : Cùng pha

HS : I
0

=
R
U
0

Hoạt động 4 :
HS : i = I
0
cos t

HS : p = Ri
2
= R
2
o
I
cos
2
t

HS : p =
2 2
cos2
2 2
o o
RI RI
t



HS : Một không đổi và một biến hóa điều
hòa theo thời gian.
như thế nào ?
GV : Vi
ết biểu thức định luật Ohm
cho đoạn mạch có R so với dòng điện
một chiều ?
GV : Viết biểu thức hiệu điện thế xoay
chiều ở hai đầu đoạn mạch chứa R ?
GV : Trong từng khoảng chừng chừng thời hạn rất
nhỏ, hiệu điện thế và cường độ dòng
điện coi như không đổi, ta có thể áp
dụng định luật Ohm như so với dòng
điện không đổi ?
GV : Dòng điện trên điện trở thuần R
biến thiên như thế nào so với hiệu điện
thế giữa hai đầu đoạn mạch ?
GV : Biên độ được xác định như thế
nào ?

GV : Viết biểu thức cường độ dòng
điện chạy qua đoạn mạch có điện trở
thuần R ?
GV : Viết biểu thức công suất tỏa
HS : P =
2
2
o
RI

HS : I =
2
o
I

HS : Nêu định nghĩa .

nhiệt tức thời ?
GV : Hướng dẫn học viên biến hóa
biểu thức ?
GV : Nêu nhận xét đặc điểm 2 số hạng
trên ?
GV : Công suất tỏa nhiệt trung bình
của dòng điện trong thời hạn  ?
GV : Hướng dẫn học sinh đi tới biểu
thức cường độ dòng điện hiệu dụng ?
GV : Định nghĩa cường độ dòng điện
hiệu dụng ?
GV : Giới thiệu ampere kế và volt kế ?

IV / NỘI DUNG :
1. Suất điện động xoay chiều
Cho một khung dây có diện tích S quay đều với vận tốc góc  quanh một
trục vuông góc với các đường sức của một từ trường đều có cảm ứng từ
B

. Theo

định luật cảm ứng điện từ, suất điện động biến đổi điều hòa theo thời hạn :
e = E
o
cos(t + 
o
) (36.1)
Đó là suất điện động xoay chiều, chu kì và tần số biến đổi của suất điện
động T =
2


, f =
2



2. Hiệu điện thế xoay chiều. Dòng điện xoay chiều
u = U
o
cos(t + 
1
) (36.2)
i = I
o
cos(t + 
2
) (36.3)
Hiệu điện thế biến đổi điều hòa theo thời hạn gọi là hiệu điện thế xoay
chiều.
Dòng điện có cường độ biến đổi điều hòa theo thời hạn gọi là dòng điện

xoay chiều.
Độ lệch pha của hiệu điện thế xoay chiều đối với dòng điện xoay chiều là 
= 
1
–


2

3. Vật dẫn có điện trở thuần trong mạch điện xoay chiều .

Hình 36.3 Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần
Đặt một hiệu điện thế xoay chiều u = U
o
cost vào hai đầu đoạn mạch chỉ
có một điện trở thuần R. Áp dụng định luật Ôm
i =
cos cos
o
o
U
u
t I t
R R
 
 
Như vậy, dòng điện trên điện trở thuần biến thiên đồng pha với hiệu điện
thế giữa hai đầu đoạn mạch và có biên độ xác định bởi :
I
o

=
o
U
R
(36.4)

Hình 36.4 Giản đồ vectơ cho đoạn mạch chỉ có điện trở thuần
4. Các giá trị hiệu dụng
Cho dòng điện xoay chiều có cường độ i = I
o
cost chạy qua đoạn mạch chỉ
có điện trở thuần R. Công suất tỏa nhiệt tức thời có biểu thức :
p = Ri
2
= R
2
o
I
cos
2
t
p =
2 2
cos2
2 2
o o
RI RI
t



Công suất tỏa nhiệt trung bình của dòng điện trong thời hạn  là
P =
2
2
o
RI
(36.5)
Nhiệt lượng tỏa ra trong thời hạn  là :
Q =
2
2
o
RI


Cho dòng điện không đổi cường độ I chạy qua điện trở nói trên trong cùng
thời gian  sao cho nhiệt lượng tỏa ra cũng bằng Q, nghĩa là
Q = RI
2
 (36.6)
I =
2
o
I
(36.7)
Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều bằng cường độ của một
dòng điện không đổi, mà khi cho hai dòng điện đó lần lượng đi qua cùng một điện
trở trong những khoảng thời gian bằng nhau đủ dài thì tỏa ra những nhiệt lượng
bằng nhau.
Tương tự suất điện động hiệu dụng

E =
2
o
E
(36.8)
Và hiệu điện thế hiệu dụng
U =
2
o
U
(36.9)

V / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ :
Trả lời câu hỏi 1, 2, 3 và làm bài tập 1, 2
Xem bài 38

cos (  t +  HS : T =, f = Hoạt động 2 : HS : Có cùng tần số với lực cưỡng bức. HS : Dao động điện cưỡng bức trongGV : GV hoàn toàn có thể dùng quy mô máyphát điện xoay chiều có nối với mộtvôn kế nhạy để minh họa cho nguyêntắc tạo suất điện động xoay chiều. GV : Theo định luật cảm ứng điện từ, trong khung dây Open một suấtđiện động xoay chiều được xác địnhnhư thế nào ? GV : GV nhu yếu HS nhắc lại cáccông thức tính chu kì và tần số của daođộng điều hòa để vận dụng nó cho daođộng điện. GV : Đặc điểm cơ bản của dao độngcưỡng bức trong cơ học là gì ? GV : Dao động điện cưỡng bức trongmạch có cùng tần số với tần số dao độngcủa nguồn. HS : u và i đổi khác điều hòa cùng tần sốnhưng lệch sóng với nhau. HS : u = Ucos (  t +  i = Icos (  t +  HS : Giá trị dương của dòng điện chínhlà chiều tính hiệu điện thế. HS : Nêu định nghĩa hiệu điện thế xoaychiều. HS : Nêu định nghĩa cường độ dòng điệnxoay chiều. HS : Vẽ u và  HS : Vẽ i và  HS : Vẽ góc  HS :  =    Hoạt động 3 : mạch có đặc thù gì ? GV : Hướng dẫn học viên quan sáthình ảnh bằng xê dịch kí hoặc quansát đồ thị. GV : Viết biểu thức hiệuđiện thế và cường độ dòng điện xoaychiều ? GV : Về biểu thức của dòng điện vàhiệu điện thế, cần cho HS thấy rõ cácđại lượng tức thời là những giá trị đại sốđược viết theo một quy ước dấu đơn cử. GV : Hiệu điện thế xoay chiều là gì ? GV : Cường độ dòng điện xoay chiềulà gìGV : Hướng dẫn vẽ giãn đồ vectơ biểudiễn u và I trên cùng một hệ trục từ đórèn luyện HS tìm độ lệch pha giữadòng điện và hiệu điện thế. GV : Độ lệch pha  được xác địnhHS : I = HS : u = Ucos  tHS : i = cos cost I tR R     HS : Cùng phaHS : IHoạt động 4 : HS : i = Icos  tHS : p = Ri = Rcos  tHS : p = 2 2 cos22 2 o oRI RIHS : Một không đổi và một đổi khác điềuhòa theo thời hạn. như thế nào ? GV : Viết biểu thức định luật Ohmcho đoạn mạch có R so với dòng điệnmột chiều ? GV : Viết biểu thức hiệu điện thế xoaychiều ở hai đầu đoạn mạch chứa R ? GV : Trong từng khoảng chừng thời hạn rấtnhỏ, hiệu điện thế và cường độ dòngđiện coi như không đổi, ta hoàn toàn có thể ápdụng định luật Ohm như so với dòngđiện không đổi ? GV : Dòng điện trên điện trở thuần Rbiến thiên như thế nào so với hiệu điệnthế giữa hai đầu đoạn mạch ? GV : Biên độ được xác lập như thếnào ? GV : Viết biểu thức cường độ dòngđiện chạy qua đoạn mạch có điện trởthuần R ? GV : Viết biểu thức hiệu suất tỏaHS : P = RIHS : I = HS : Nêu định nghĩa. nhiệt tức thời ? GV : Hướng dẫn học viên biến đổibiểu thức ? GV : Nêu nhận xét đặc thù 2 số hạngtrên ? GV : Công suất tỏa nhiệt trung bìnhcủa dòng điện trong thời hạn  ? GV : Hướng dẫn học viên đi tới biểuthức cường độ dòng điện hiệu dụng ? GV : Định nghĩa cường độ dòng điệnhiệu dụng ? GV : Giới thiệu ampere kế và volt kế ? IV / NỘI DUNG : 1. Suất điện động xoay chiềuCho một khung dây có diện tích quy hoạnh S quay đều với tốc độ góc  quanh mộttrục vuông góc với những đường sức của một từ trường đều có cảm ứng từ  . Theođịnh luật cảm ứng điện từ, suất điện động biến hóa điều hòa theo thời hạn : e = Ecos (  t +  ) ( 36.1 ) Đó là suất điện động xoay chiều, chu kì và tần số biến hóa của suất điệnđộng T =, f = 2. Hiệu điện thế xoay chiều. Dòng điện xoay chiềuu = Ucos (  t +  ) ( 36.2 ) i = Icos (  t +  ) ( 36.3 ) Hiệu điện thế đổi khác điều hòa theo thời hạn gọi là hiệu điện thế xoaychiều. Dòng điện có cường độ biến hóa điều hòa theo thời hạn gọi là dòng điệnxoay chiều. Độ lệch pha của hiệu điện thế xoay chiều so với dòng điện xoay chiều là  =  3. Vật dẫn có điện trở thuần trong mạch điện xoay chiều. Hình 36.3 Đoạn mạch chỉ có điện trở thuầnĐặt một hiệu điện thế xoay chiều u = Ucos  t vào hai đầu đoạn mạch chỉcó một điện trở thuần R. Áp dụng định luật Ômi = cos cost I tR R     Như vậy, dòng điện trên điện trở thuần biến thiên đồng pha với hiệu điệnthế giữa hai đầu đoạn mạch và có biên độ xác lập bởi : ( 36.4 ) Hình 36.4 Giản đồ vectơ cho đoạn mạch chỉ có điện trở thuần4. Các giá trị hiệu dụngCho dòng điện xoay chiều có cường độ i = Icos  t chạy qua đoạn mạch chỉcó điện trở thuần R. Công suất tỏa nhiệt tức thời có biểu thức : p = Ri = Rcos  tp = 2 2 cos22 2 o oRI RICông suất tỏa nhiệt trung bình của dòng điện trong thời hạn  làP = RI ( 36.5 ) Nhiệt lượng tỏa ra trong thời hạn  là : Q = RICho dòng điện không đổi cường độ I chạy qua điện trở nói trên trong cùngthời gian  sao cho nhiệt lượng tỏa ra cũng bằng Q., nghĩa làQ = RI  ( 36.6 ) I = ( 36.7 ) Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều bằng cường độ của mộtdòng điện không đổi, mà khi cho hai dòng điện đó lần lượng đi qua cùng một điệntrở trong những khoảng chừng thời hạn bằng nhau đủ dài thì tỏa ra những nhiệt lượngbằng nhau. Tương tự suất điện động hiệu dụngE = ( 36.8 ) Và hiệu điện thế hiệu dụngU = ( 36.9 ) V / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ : Trả lời câu hỏi 1, 2, 3 và làm bài tập 1, 2X em bài 38

Source: https://thomaygiat.com
Category : Điện Tử