Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều dựa trên?

1. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều:

Có 2 cách để tạo ra dòng điện xoay chiều bao gồm:

– Cách thứ nhất là đặt cuộn dây dẫn kín vào và cho nam châm quay xung quanh.

– Cách thứ hai là để cuộn dây kín quay quanh từ trường của nam châm để tạo ra nguồn điện.

Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều cũng đơn giản và dễ hiểu. Nguyên tắc này dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ trên một vật dẫn khi vật dẫn này đặt trên một từ trường biến thiên tạo lên một suất điện động.

Khi cho khung dây có N vòng dây với diện tích S và quay đều quanh trục của nó với tốc độ góc ꞷ, trong một từ trường →, có phương vuông góc với trục quay. Tại thời điểm ban đầu góc giữa B→ và vecto pháp tuyến n→ của mặt phẳng khung dây là

Dưới đây là công thức tính từ thông qua khung dây cần phải nắm:

= NBScosx = NBScos (  +  ꞷ )

Trong đó:

 : là đơn vị từ thông được sinh ra từ hiện tượng cảm ứng.

N: là tổng số vòng dây quấn tạo nên khung dây.

B: là các dòng cảm ứng từ.

S: là diện tích hoặc độ rộng để từ thông xuyên qua→ S càng lớn thì  càng lớn.

x: là góc được tạo ra bắt nguồn từ 2 vecto pháp tuyến của khung dây và cảm ứng từ (n và B).

2. Đại lượng của dòng điện xoay chiều:

Dòng điện xoay chiều là loại dòng điện có cường độ và thay đổi theo thời gian tuần hoàn theo một chu kì nhất định, cung cấp nguồn điện sử dụng cho chúng ta hàng ngày. Dòng điện xoay chiều được tạo ra bởi nguồn điện xoay chiều hay các máy phát điện xoay chiều đáp ứng nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều.

Dòng điện xoay chiều có công suất là đại lượng vật lý đặc trưng cho tốc độ thực hiện năng lượng điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều được khái quát ới công thức tính công suất dòng điện xoay chiều như sau:

P = U.I. cosx

Trong đó:

P là công suất của dòng điện xoay chiều (W)

U là điện áp (V)

I là cường độ dòng điện (A)

x là độ lệch pha giữa cường độ dòng điện và điện áp.

Ngoài ra, chúng ta còn có công thức tính điện năng tiêu thụ của mạch điện xoay chiều như sau:

W = P.t

Trong đó:

W là điện năng tiêu thụ/ hay còn được gọi là công của mạch điện (J)

P là công suất của mạch điện (W)

t là thời gian sử dụng điện (s)

Công thức này được dùng để tính toán điện năng tiêu thụ của gia đình. Bạn có thể dễ dàng tính toán lượng điện năng gia đình sử dụng với thông tin công suất của các đồ dùng, máy móc sử dụng điện trong gia đình. Một số điện mà chúng ta hay nói có đơn vị bằng 1 kWh.

Trong đó: 1 kWh = 1000 (w) . 3600 (s) = 3600000 (J)

Chu kỳ của dòng điện xoay chiều ký hiệu là T là khoảng thời gian dòng điện xoay chiều trở lại vị trí ban đầu có đơn vị đo là (s).

Tần số dòng điện xoay chiều có kí hiệu là F là đại lượng thể hiện số lần lặp lại chu kỳ trong 1 giây có đơn vị là (Hz).

F = 1/ T

3. Tác dụng của dòng điện xoay chiều là gì?

3.1. Tác dụng nhiệt của dòng điện xoay chiều:

Dòng điện xoay chiều có tác dụng nhiệt được thể hiện rất rõ thông qua việc khi dòng điện xoay chiều chạy qua vật dẫn sẽ làm cho vật đó nóng lên. Do đó, nguồn điện xoay chiều đã được ứng dụng cho các vật dụng để tạo nhiệt phục vụ đời sống con người như nồi cơm điện, bếp điện, ấm siêu tốc, bình nóng lạnh, bàn là, máy sưởi, bóng đèn sợi đốt,…

Nhờ có tác dụng nhiệt của dòng điện xoay chiều đã giúp ích rất nhiều cho cuộc sống tiện nghi của con người hiện đại.

3.2. Tác dụng từ của dòng điện xoay chiều:

Tác dụng từ của dòng điện xoay chiều cũng rất dễ nhận biết với chỉ một đinh sắt hay một thanh sắt tương tự đưa lại gần cuộn dây. Thanh sắt hay kim sắt sẽ bị hút lại cuộn dây như một nam châm hút sắt vậy. Tác dụng từ của dòng điện xoay chiều được áp dụng sử dụng trong nhiều vật liệu phục vụ đời sống như rơ le điện, nam châm điện, chuông điện,…

3.3. Tác dụng quang học trong dòng điện xoay chiều:

Tác dụng quang hay còn gọi là tác dụng phát sáng trong dòng điện xoay chiều là một tác dụng quan trọng và rất phổ biến trong thời đại ngày nay. Nhờ có tác dụng quang học của dòng điện xoay chiều, hệ thống thắp sáng vào ban đêm trên toàn cầu luôn được cấp đầy đủ để phục vụ đời sống của con người. Tác dụng này giúp làm sáng bóng đèn từ bóng đèn sợi đốt, đèn huỳnh quang, đèn neon, đèn báo từ các thiết bị điện tử, đèn của bút thử điện,…

Nhờ có tác dụng quang học của dòng điện xoay chiều, các công việc trong xã hội hiện đại được thực hiện một cách tiện lợi, nhanh chóng, đạt hiệu quả cao.

3.4. Tác dụng sinh lí của dòng điện xoay chiều:

Khi có một dòng điện chạy qua cơ thể con người hay động vật, sinh vật sống sẽ làm cho các cá thể này bị co giật, sốc, thậm chí là ngừng tim. Do đó, trong những trường hợp không may bị điện giật, cần phải tách người đó nhanh chóng ra khỏi dòng điện để có thể cấp cứu kịp thời, bảo vệ tính mạng của người đó.

Tuy nhiên, trong y học, các bác sĩ cũng có thể ứng dụng tác dụng sinh lí của dòng điện xoay chiều để chữa trị, cứu bệnh nhân khỏi cơn nguy kịch. Tác dụng sinh lí của dòng điện xoay chiều thường được áp dụng trong máy kích tim, máy châm cứu,… Với một năng lượng điện vừa đủ, các bác sĩ có thể kích thích cơ thể bệnh nhân phản ứng, kích tim hồi phục nhịp đập, kéo bệnh nhân khỏi tay “thần chết”, đưa bệnh nhân tránh khỏi nguy kịch.

Nếu biết cách sử dụng tác dụng sinh lí của dòng điện xoay chiều đúng cách nó không chỉ không có hại mà còn giúp ích rất nhiều cho sự sống của con người.

4. Phân biệt dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều:

Dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều có nhiều điểm khác biệt để dễ dàng phân biệt chúng với nhau. Dưới đây là những điểm khác biệt giữa hai loại dòng điện này:

Thứ nhất, dòng điện xoay chiều có sự thay đổi chiều theo thời gian, không theo một hướng cố định. Trong khi đó, dòng điện một chiều lại không có sự thay đổi theo thời gian và cố định.

Thứ hai, dòng điện xoay chiều được tạo ra nhằm mục địch phục vụ đời sống hàng ngày của người dân, dễ dàng truyền tải dòng điện đi xa, phủ sóng khắp quốc gia. Còn dòng điện một chiều chỉ sử dụng trong bình ắc quy, pin hay năng lượng mặt trời,… chúng chỉ truyền tải được trong khoảng cách gần.

Thứ ba, dòng điện xoay chiều có tần số phổ biến là 50 Hz, hoặc 60 Hz có thể đảo ngược dòng. Còn dòng điện một chiều thì tần số bằng 0 nên không thể thay đổi chiều dòng điện, chỉ có một chiều duy nhất.

Thứ tư, bản vẽ mạch điện dòng điện xoay chiều được biểu thị dưới dạng sóng hính sin, hình tam giác hay hình vuông, hình thang. Còn dòng điện một chiều chỉ biểu hiện ở đường thẳng.

Khi phân biệt được dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều, các bạn học sinh có thể dễ dàng làm bài tập vật lý, hiểu rõ nguyên lý hoạt động của dòng điện xoay chiều, dòng điện một chiều. Từ đó sẽ áp dụng được vào thực tế, đem những kiến thức lý thuyết vào thực tiễn.

Ngoài phân biệt dòng điện một chiều và xoay chiều, chúng ta cũng cần chú ý tới loại điện 1 pha, 2 pha và 3 pha. Dòng điện 1 pha là loại điện sinh hoạt với hiệu điện thế là 220V ở Việt Nam, một số quốc gia khác như Nhật Bản, Đài Loan,… là 110V, có nơi sẽ sử dụng là 100V, 120V,… Loại điện 1 pha này sử dụng cho các thiết bị có công suất nhỏ tiêu tốn ít năng lượng. Điện 2 pha được ít người biết đến hơn cũng có hiệu điện thế là 220V  mới được phát minh thông qua việc nghiên cứu và chế tạo máy móc. Điện 3 pha là loại điện sản xuất kinh doanh có giá thành  cao hơn loại điện 1 pha. Điện 3 pha cũng có hiệu điện thế khác nhau giữa các quốc gia khác nhau. Điều này phụ thuộc vào cơ sở hạ tầng, điều kiện kinh tế, phát triển khả năng công nghệ,… của mối quốc gia.

Mỗi loại điện 1 pha, 2 pha, hay 3 pha cũng đều có những sứ mệnh của riêng mình. Hiện nay dòng điện đã được phủ sóng khắp mọi nơi, ngày càng phát triển theo sự phát triển của nền văn minh nhân loại. Hiểu và nắm chắc kiến thức về nguồn điện cũng như nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều sẽ giúp ích rất nhiều cho con người trong quá trình tạo ra năng lượng điện để sử dụng.