Nội dung text HSG Lí 9 Chuyên đề Dòng điện xoay chiều.pdf
CHỦ ĐỀ: ĐIỆN HỌC CHUYÊN ĐỀ: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU A. KIẾN THỨC CẦN NHỚ I. Dòng điện xoay chiều 1. Định nghĩa. - Khi nam châm hoặc cuộn dây quay số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn luân phiên tăng giảm tạo ra dòng điện xoay chiều. - Dòng điện xoay chiều được tạo ra bằng cách duy trì sự biến thiên số đường sức từ qua cuộn dây dẫn kín. Trong thực tế, dòng điện xoay chiều thường được tạo ra bằng cách cho nam châm quay đều so với cuộn dây dẫn kín (hoặc ngược lại). - Dòng điện xoay chiều là dòng điện có chiều luân phiên thay đổi. 2. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều - Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Khi số đường sức từ qua tiết diện của cuộn dây dẫn kín biến thiên (tăng, giảm luân phiên) theo thời gian, trong cuộn dây xuất hiện dòng điện xoay chiều. - Khi khung dây dẫn quay trong từ trường, dòng điện cảm ứng sẽ xuất hiện trong khung dây. Dòng điện này sẽ đi qua chổi quét và vành khuyên, tạo thành mạch kín. Do đó, dòng điện sẽ được dẫn ra mạch ngoài. * Tóm tắt lý thuyết nâng cao: Có nhiều cách khác nhau để thay đổi số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây: đưa cuộn dây và nam châm ra xa hoặc lại gần, điều chỉnh dòng điện của nam châm... Vì thế khi chế tạo các loại máy để phát ra dòng điện xoay chiều, chuyển động quay để duy trì lâu dài dễ thực hiện hơn các loại chuyển động khác. * Mở rộng kiến thức: - Dòng điện cảm ứng duy trì lâu dài bao giờ cũng là dòng điện xoay chiều. Nhưng trong thực tế có những dụng cụ điện chỉ dùng được với dòng điện một chiều. Vậy làm thế nào để có dòng điện một chiều cho các dụng cụ đó hoạt động ? - Chúng ta đã biết một số nguồn điện một chiều là pin và acquy. Đó là những nguồn điện gọn, nhẹ, dễ di động, sử dụng rất tiện lợi. Tuy nhiên chúng không thể cung cấp được những dòng điện mạnh và trong thời gian lâu dài. - Muốn có dòng điện một chiều như vậy, sau khi tạo ra được dòng điện cảm ứng xoay chiều, người ta dung những thiết bị thích hợp để biến dòng điện xoay chiều thành dòng một chiều trước khi sử dụng nó. Đó là những máy phát điện một chiều có những bộ chỉnh lưu. II. Truyền tải điện năng đi xa
Bài 4: Một bóng đèn co ghi 6V- 3W. Lần lượt mắc vào mạch điện một chiều, và vào mạch điện xoay chiều có cùng hiệu điện thế 6V. Trường hợp nào đèn sáng hơn? Tại sao? IV. HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1: Giải thích: số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn không thay đổi nên không xuất hiện dòng điện cảm ứng. Bài 2: Nam châm quay theo trục PQ thì trong cuộn dây dẫn kín xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều. Vì khí đó số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây luân phiên tăng giảm. Bài 3: + Giống nhau: Điamô xe đạp và máy phát điện xoay chiều đều có cấu tạo gồm hai bộ phận chính là nam châm và cuộng dây dẫn + Khác nhau: Điamô xe đạp Máy phát điện xoay chiều - Đượclàm quay nhờ ma sát giữa núm xoay với bánh xe. - Có nam châm quay. - Có kích thước, công suất nhỏ hơn rất nhiều. - Được làm quay bằng những cách khác nhau như dung động cơ nổ, dung tuua bin nước, dung cánh quạt gió. - Có thể nam châm hoặc cuộn dây quay. - Dùng trong công nghiệp. Bài 4: Hai hiệu điện thế dặt vào bóng đèn có cùng giá trị. Do đó, sáng như nhau trong cả hai trường hợp. Dạng 2: TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA I. PHƯƠNG PHÁP Sử dụng công thức Cường độ dòng điện trên dường dây truyền tải: P I U (Trong đó hiệu điện thế và công suất ở nơi phát điện) Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây: 2 2 2 P P R I R U Để giảm công suất hao phí có nhiều các như giảm P, R hoặc tăng U nhưng cách tối ưu nhất là tăng U lên (nhờ máy biến áp) Công suất nơi tiêu thụ: ' P P P Hiệu suất truyền tải: ' .100% P H P P ' 2 .100% .100% (1 ).100% P P P PR H P P U II. CÁC THÍ DỤ MINH HỌA