Sơ đồ tư duy vật lý 12 chương 3

Export HTML To Doc Sơ đồ tư duy Vật lý 12 Chương 3 Mục lục nội dung Tổng hợp Lý thuyết về Chương 3 Dòng điện xoay chiều • Dòng điện xoay chiều • Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều • Công suất điện[.]

Sơ đồ tư duy Vật lý 12 Chương 3

Mục lục nội dung

Tổng hợp Lý thuyết về Chương 3: Dòng điện xoay chiều

• Dòng điện xoay chiều

• Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều.

• Công suất điện tiêu thụ của mạch xoay chiều

• Hệ số công suất

• Công suất hao phí khi truyền tải điện năng.

• Sơ đồ tư duy Vật lý 12 Chương 3 Dòng điện xoay chiều

Tổng hợp Lý thuyết về Chương 3: Dòng điện xoay chiều

Dòng điện xoay chiều

- Khái niệm: là dòng điện có cường độ là hàm số sin hoặc cos của thời gian

i = I0 cos(ωt + φ)

- Những đại lượng đặc trưng:

i : cường độ dòng điện tức thời

I0: cường độ dòng điện cực đại

ω: tần số góc w = 2π/T = 2πf

ωt + φ: pha dao động của i

φ: pha ban đầu của i

I = I0/√2 : cường độ dòng điện hiệu dụng Ý nghĩa: nếu thay dòng điện xoay chiều có cường

độ dòng điện cực đại là I0 bằng một dòng điện không đổi, để tác dụng của 2 dòng điện này là như nhau (công suất như nhau) thì dòng một chiều phải có cường độ là I

Khi tính toán, đo lường, các đại lượng của mạch điện xoay chiều, người ta chủ yếu tính hoặc đo các giá trị hiệu dụng

Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều.

Nguyên tắc: dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ Khi cho khung dây có N vòng dây, có diện tích S, quay đều quanh trục của nó với tốc độ góc ω, trong một từ trường đều B→, có phương

vuông vuông góc với trục quay Tại thời điểm ban đầu góc giữa B→ và vec tơ pháp

tuyến n→ của mặt phẳng khung dây là φ

Tại thời điểm t, từ thông qua cuộn dây:

ф = NBScos⁡α = NBS cos⁡(ωt + φ)

Khi đó trong mạch xuất hiện một suất điện động cảm ứng:

Nếu cuộn dây khép kín có điện trở R thì cường độ dòng cảm ứng trong mạch là:

Đây là dòng điện xoay chiều

Công suất điện tiêu thụ của mạch xoay chiều

* Xét mạch điện xoay chiều có điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện xoay chiều trong mạch lần lượt là:

u = U√2cos⁡(ωt)

i = I√2cos⁡(ωt + φ)

- Công suất tức thời của đoạn mạch là p = ui = 2UIcos⁡(ωt) cos⁡(ωt + φ)

= UI[cosφ + cos⁡(2ωt + φ)]

- Công suất trung bình trong một chu kỳ T là:

trong 1 T

- Nều thời gian dùng điện t >> T thì P cũng là công suất tiêu thụ điện trung bình của mạch trong thời gian t: P = UIcosφ

Hệ số công suất

- Trong đó cosφ được gọi là hệ số công suất ( vì - π/2 < φ < π/2 nên 0 < cosφ < 1)

- Ý nghĩa cosφ: thể hiện tỷ lệ giữa khả năng cung cấp công suất điện cho mạch (UI) và công suất điện thực tế tiêu thụ trong mạch

- Từ hình vẽ giản đồ vecto của mạch RLC mắc nối tiếp ta có:

- Nhận xét: Như vậy điện năng chỉ tiêu thụ trên R mà không tiêu thụ trên L và C

- Biến đổi công thức tính công suất:

- Khi đó điện năng tiêu thụ của mạch trong khoảng thời gian t là: W= P.t

Công suất hao phí khi truyền tải điện năng.

Điện năng được truyền từ nhà máy phát điện đến nơi tiêu thụ nhờ đường dây có điện trở r Giả sử công suất phát điện tại nhà máy là Pphát = UphátIcos⁡φphát

Khi đó công suất hao phí trên đường dây là Php = I2r

Do mắc nối tiếp nên cường độ dòng điện phát đi cũng bằng cường độ dòng điện trên dây nên

Nhận xét: Muốn giảm công suất hao phí trên đường dây ta có thể

+ Giảm

thay đồng bằng vật liệu dẫn điện tốt hơn như bạc, vật liệu siêu dẫn, → tốn kém Tăng diện tích dây → khối lượng đồng tăng lên, lượng cột điện tăng lên → tốn kém

+ Tăng hiệu điện thế nơi phát: khi Uphát tăng 10 lần thì Php giảm 100 lần → hiểu quả, không tốn kém→ cần một thiết bị biến đổi điện áp

Hiệu suất truyền tải điện năng:

Sơ đồ tư duy Vật lý 12 Chương 3 Dòng điện xoay chiều