Welcome to 4Valves.vn

Sau khi phát hiện ra cảm ứng điện từ, thì đó là lúc dòng điện xoay chiều được ra đời.Trong kỹ thuật điện, nguồn xoay chiều được viết tắt tiếng Anh là AC (viết tắt của Alternating Current) và được ký hiệu bởi hình ~ (dấu ngã - tượng trưng cho dạng sóng hình sin).

Dòng Điện Xoay Chiều

Và người phát minh ra dòng điện xoay chiều là do sản phẩm đầu tay của một người nước Anh tên Michael Faraday và nhà văn Pháp Hippolyte Pixii.

Năm 1882, thợ điện người Anh - James Gordon, là người đã chế tạo máy phát điện hai pha lớn. Còn Lord Kelvin và Sebastian Ziani de Ferranti thì đã phát triển một máy phát điện sớm hơn ở tần số từ 100 Hz đến 300 Hz.

Năm 1891,  giành được bằng sáng chế cho một máy phát điện.

Sau năm 1891, máy phát điện đa năng được sử dụng để cung cấp dòng điện, và tần số dòng điện xoay chiều của máy phát điện, kế đến động cơ đốt và mạch điện được thiết kế từ 16 Hz đến 100 Hz.

Theo luật cảm ứng điện từ, khi từ trường xung quanh dây dẫn thay đổi, dòng điện gây ra sẽ được tạo trong dây dẫn. Thông thường, một nam châm quay được gọi là rotor, và một nhóm dây dẫn cố định cuộn tròn trong một cuộn dây trên một lõi sắt, gọi là stator. Đó là lúc để tạo ra dòng điện khi vượt qua từ trường. Máy móc luân phiên tạo điện cơ bản được gọi là máy phát điện.

Thông qua hiện tượng cảm ứng điện từ, bạn có thể tạo ra được dòng điện cảm ứng khi có từ thông qua mạch kín biến thiên.

 

Đặc điểm cơ bản nhất của dòng điện xoay chiều là dòng điện có điện áp thay đổi. Tại sao lại như vậy? Bạn hãy nhìn hình bên dưới:

Do cách thức hoạt động của máy tạo dòng điện xoay chiều tạo ra điện áp không liên tục (lúc có lúc không) làm cho điện áp không ổn định, các điện tích di chuyển từ cực âm sang cực dương và đồng thời từ cực dương sang âm, kết thúc một quá trình 4 bước này người ta gọi là một chu kỳ (điều này hoàn toàn đối nghịch với dòng điện một chiều là dòng điện liên tục theo một hướng).

Cùng là một dòng điện xoay chiều nhưng sự di chuyển của các dòng electron có thể theo nhiều dạng khác nhau tùy vào mục đích sử dụng, mà phổ biến nhất theo dạng sóng hình Sin chúng ta đang xài ở mạng điện nhà (ngoài ra còn có dạng sóng vuông, sóng tam giác, ...).

Có lẽ bạn sẽ thắc mắc tại sao với dòng điện xoay chiều - điện áp lúc có lúc không, đáng lẽ bóng đèn trong nhà phải chớp nháy chứ sao lại sáng một cách liên tục vậy? Điều này được giải thích một cách đơn giản như sau,

Đa số các thiết bị điện đều có chỉ số 50 Hz hoặc 60 Hz với Hz là đơn vị chỉ số chu kỳ trên một giây của điện áp, với mỗi chu kỳ sẽ có 2 lần tắt và 2 lần sáng, tức là bóng đèn sẽ chớp nháy 100 lần đối với nguồn điện 50 Hz và 120 lần đối với nguồn điện 60 Hz trong 1s. Điều này vượt quá sức nhìn thấy của mắt con người cho nên mặc dù đang sử dụng dòng điện xoay chiều nhưng chúng ta cảm thấy bóng đèn đang sáng một cách liên tục.

 

DÀNH CHO CÁC BẠN NÀO ĐAM MÊ MUỐN TÌM HIỂU SÂU NHÉ : 

Giả sử khung dây quay đều quanh trục với tốc độ góc là ω => góc hợp bởi véc tơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây và véc tơ cảm ứng từ được xác định bằng biểu thức: Δφ = ω.Δt

=> Từ thông qua khung dây:

Φ = B.ScosΔφ = B.Scos(ω.Δt)​

Nếu khung dây có N vòng dây

Φ = N.B.ScosΔφ = N.B.Scos(ω.Δt)​

Theo định luật Farađây về suất điện động cảm ứng

ec=ΔΦΔt=dΦdtec=−ΔΦΔt=−dΦdt
=> ecc= N.BSω.sin(ωt) = Eosin(ωt)​

Cường độ dòng điện cảm ứng trong mạch

i = ecRecR = EoRsin(ωt)=Iosin(ωt)EoRsin(ωt)=Iosin(ωt)

=> Dòng điện cảm ứng trong mạch biến thiên điều hòa theo hàm sin hoặc cô sin

 
 

Trong quá trình từ thông qua mạch kín biến thiên, chiều của dòng điện cảm ứng đổi chiều liên tục theo định luật Lenxơ, để phân biệt với dòng điện không đổi nên người ta gọi dòng điện cảm ứng có chiều biến thiên là dòng điện xoay chiều.

Kết luận: Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến thiên điều hòa với thời gian theo hàm sin hoặc cô sin.
Biểu thức tổng quát của dòng điện xoay chiều
i=Iocos(ωt+φi)i=Iocos(ωt+φi)
Trong đó:
    • Io: cường độ dòng điện cực đại (A)
    • i: cường độ dòng điện tức thời
    • ω: tốc độ góc
    • φii: pha ban đầu của cường độ dòng điện
 
 

2/ Giá trị hiệu dụngcủa dòng điện xoay chiều:
Xét mạch kín có dòng điện không đổi đi qua điện trở R, theo định luật Jun-Lenxơ nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R: Q = I2Rt
Cùng mạch kín đó, thay dòng điện không đổi bằng dòng điện xoay chiều, thông qua việc xá định nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở người ta xác định được giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện xoay chiều (là giá trị đo được bằng ampe kế) được xác định như sau

I=Io2I=Io2
Kết luận: Cường độ 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 là như nhau
Biểu thức cường độ dòng điện hiệu dụng
I=Io2I=Io2
Tương tự ta có
Biểu thức suất điện động hiệu dụng của dòng điện xoay chiều
E=Eo2E=Eo2
Biểu thức hiệu điện thế (điện áp) hiệu dụng của dòng điện xoay chiều
U=Uo2U=Uo2

 

Các bạn có thắc mắc, hay ý kiến đóng góp gì thì comment bên dưới nhé ^^ 

 




Top
×