Bài 12: Đại cương về dòng điện xoay chiều

I. Khái niệm về dòng điện xoay chiều

Dòng điện xoay chiều hình sin (gọi tắt là dòng điện xoay chiều), là dòng điện có cường độ biến thiên toàn hoàn với thời gian theo quy luật hàm sin hoặc côsin. 

Dạng tổng quát:

\(i=I_0\cos\left(\omega t+\varphi\right)\)

Trong đó:

• \(I_0>0\): giá trị cực đại của cường độ dòng điện
• \(\omega>0\): tần số góc
• \(\omega t+\varphi\): pha của \(i\)
• \(\varphi\): pha ban đầu

II. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều

Xét một cuộn dây dẫn quay xung quanh một trục cố định, đặt trong một từ trường đều như hình vẽ.

Khi đó, trong cuộn dây sẽ xuất hiện một dòng điện xoay chiều.

Tại thời điểm \(t\), từ thông qua cuộn dây là:

\(\phi=NBS\cos\omega t\)

Trong cuộn dây xuất hiện một suất điện động cảm ứng:

\(e=\dfrac{-d\phi}{dt}=NBS\omega\sin\omega t\)

Cường độ dòng điện cảm ứng là:

\(i=\dfrac{NBS\omega}{R}\sin\omega t\)

Đây là dòng điện xoay chiều với tần số góc \(\omega\) và biên độ là:

\(I_0=\dfrac{NBS\omega}{R}\)

III. Giá trị hiệu dụng

Cường độ dòng điện hiệu dụng của dòng điện xoay chiều là đại lượng có giá trị bằng cường độ của một dòng điện không đổi, sao cho khi đi qua cùng một điện trở \(R\) thì công suất tiêu thụ trong \(R\) bởi hai dòng điện đó là như nhau.

\(I=\dfrac{I_0}{\sqrt{2}}\)

Ngoài cường độ dòng điện, một số đại lượng khác cũng có dạng hàm sin hoặc côsin của thời gian như điện áp, suất điện động, điện tích...thì giá trị hiệu dụng cũng được định nghĩa tương tự.

Giá trị hiệu dụng= Giá trị cực đại / \(\sqrt{2}\)

Các số liệu ghi trên các thiết bị điện đều là các giá trị hiệu dụng.