Giải SGK Vật lí 12 CTST Bài 13. Đại cương về dòng điện xoay chiều có đáp án

Dòng điện xoay chiều có cường độ biến thiên điều hoà theo thời gian.

Đề xuất: cho khung dây quay trong từ trường.

Khi khung dây quay trong từ trường của nam châm, từ thông qua khung dây thay đổi liên tục, suất điện động cảm ứng được tạo ra, do đó sinh ra dòng điện xoay chiều.

Không thể dùng thanh nam châm thẳng để tạo ra dòng điện xoay chiều vì từ trường của nam châm thẳng không phải từ trường đều, độ lớn cảm ứng từ ở các điểm khác nhau là khác nhau.

Bước 1: Đặt khung dây ở giữa hai cực của nam châm chữ U;

Bước 2: Nối 2 vật dẫn và dây dẫn với khung dây;

Bước 3: Cho khung dây quay quanh trục đối xứng.

Dựa vào đồ thị xác định được u và i vuông pha với nhau. Vì tại thời điểm ban đầu u có giá trị bằng 0, i có giá trị cực đại, sau khoảng thời gian ngắn nhất T4 để u và i có cùng trạng thái nên độ lệch pha là Δφ=π2rad. 

Các vật dụng trong gia đình như nồi cơm điện, bàn là, máy sấy tóc,… đều sử dụng dòng điện xoay chiều, các vật dụng đó chuyển hoá điện năng thành nhiệt năng.

Số hiển thị trên màn hình khi tiến hành đo thể hiện giá trị hiệu dụng của dòng điện.

Các bước bên dưới để đo giá trị cường độ dòng điện hiệu dụng chạy qua bóng đèn dây tóc bằng cách sử dụng đồng hồ đo điện đa năng hiện số

- Tìm hiểu các quy tắc an toàn điện.

- Chọn thang đo thích hợp.

- Mắc nối tiếp đồng hồ với đoạn mạch (có bóng đèn dây tóc và khoá K mở) cần đo cường độ dòng điện.

- Đóng khoá K.

- Nhấn nút ON/OFF để bật đồng hồ.

- Khi các chữ số hiển thị trên màn hình đã ổn định, đọc trị số của cường độ dòng điện.

- Kết thúc thao tác đo, nhấn nút ON/OFF để tắt đồng hồ.

- Ngắt khoá K và tháo mạch điện.

Thực tế và lí thuyết đã chứng tỏ để giảm hao phí trong quá trình truyền tải một cách hiệu quả nhất thì trước khi truyền tải, điện áp cần được tăng lên. Khi đến nơi tiêu thụ, điện áp được hạ xuống để phù hợp với mục đích sử dụng. Thiết bị điều chỉnh điện áp trong quá trình truyền tải là máy biến áp. Do đó cần tối thiểu 2 máy biến áp.

Ví dụ một số đồ dùng sinh hoạt có sự chuyển hoá điện năng chủ yếu thành nhiệt năng hoặc cơ năng: nồi cơm điện, bàn là, máy bơm nước, quạt điện, …

Ở hình 13.8, các việc nên làm:

- Kiểm tra bảo dưỡng các thiết bị điện, hệ thống điện định kì – hình c.

Ở hình 13.8, các việc nên làm:

- Không dùng tay ướt chạm vào phích điện – hình a.

- Không để máy sấy tóc đang cắm điện trên đệm – hình b.

- Không để dây điện đang cắm ở ổ điện trên bếp – hình d.

- Không cầm vào dây để rút phích điện – hình e.

- Không rửa các thiết bị điện khi đang cắm trực tiếp với ổ điện – hình f.

Một số quy tắc an toàn điện trong phòng thí nghiệm:

- Tắt công tắc nguồn thiết bị điện trước khi cắm hoặc tháo thiết bị điện.

- Chỉ cắm phích/giắc cắm của thiết bị điện vào ổ cắm khi hiệu điện thế của nguồn điện tương ứng với hiệu điện thế định mức của dụng cụ.

- Phải bố trí dây điện gọn gàng, không bị vướng khi qua lại.

- Không để các thiết bị điện, dây điện gần các nguồn nhiệt.

…

Một số quy tắc an toàn điện trong sản xuất và kinh doanh:

1. Tổ chức, cá nhân sử dụng điện để sản xuất phải thực hiện các quy định về an toàn điện, quy phạm, tiêu chuẩn kỹ thuật an toàn điện phù hợp với Tiêu chuẩn Việt Nam.

2. Các thiết bị, hệ thống thiết bị sử dụng điện, hệ thống chống sét, nối đất phải được kiểm tra nghiệm thu, kiểm tra định kỳ và kiểm tra bất thường theo quy phạm, tiêu chuẩn kỹ thuật an toàn điện. Sơ đồ của các hệ thống này phải đúng với thực tế và phải được lưu giữ cùng với các biên bản kiểm tra trong suốt quá trình hoạt động.

3. Trạm điện, trang thiết bị điện cao áp và đường dây cao áp nội bộ phải được lắp đặt và quản lý vận hành theo quy phạm, tiêu chuẩn kỹ thuật an toàn điện.

4. Các thiết bị điện phải phù hợp với “Tiêu chuẩn Việt Nam - Thiết bị điện hạ áp - Yêu cầu chung về bảo vệ chống điện giật" và “Tiêu chuẩn Việt Nam - Quy phạm nối đất và nối không các thiết bị điện" để chống tai nạn điện giật.

5. Các đường dẫn điện, dây điện phải được thiết kế, lắp đặt bảo đảm mặt bằng sản xuất thông thoáng, tránh được các tác động cơ học, hoá học có thể gây hư hỏng. Không dùng các kết cấu kim loại của nhà xưởng, máy móc, đường ống kim loại để làm dây "trung tính làm việc", trừ trường hợp đặc biệt phải có thiết kế riêng được cơ quan nhà nước có thẩm quyền phê duyệt.

6. Hệ thống điện tại các khu vực có chất dễ cháy, nổ phải được thiết kế, lắp đặt và sử dụng theo quy định trong các văn bản.

7. Các thiết bị điện dùng trong khai thác khoáng sản, dụng cụ điện, thiết bị điện di động, máy hàn, điện phân, mạ điện phải phù hợp với quy phạm, tiêu chuẩn kỹ thuật về an toàn có liên quan.

Đồ thị màu xanh là đường biểu diễn cường độ dòng điện vào thời gian của dòng điện không đổi. Vì cường độ dòng điện không đổi tức là I là hằng số, đồ thị phải là đường nằm ngang song song với trục thời gian và cắt trục cường độ dòng điện tại một điểm nào đó.

Đồ thị màu đỏ là đường biểu diễn cường độ dòng điện vào thời gian của dòng điện xoay chiều. Vì dòng điện xoay chiều có cường độ biến thiên điều hoà với thời gian và được biểu diễn bằng đường hình sin.

Dựa vào đồ thị xác định được 1 chu kì tương ứng với 4 ô.

Suy ra T=4.0,5=2 ms⇒f=1T=12,10−3=500 Hz 

Trong thời gian 0,1 s thì dòng điện tăng từ giá trị 0 A đến 3 A tương ứng với T4=0,1 s⇒T=0,4 s⇒f=1T=2,5 Hz