chiều và trị số cường độ dòng điện thay đổi tuần hoàn theo thời gian.
+ Trả lời: Độ lệch pha giữa cường độ dòng điện i và hiệu điện thế u cho biết sự chênh lệch về thời gian của các đại luợng này.
- Hiệu điện thế biến đổi điều hòa theo thời gian gọi là hiệu điện thế xoay chiều hay còn gọi điện áp xoay chiều
- Dòng điện có cƣờng độ biến đổi điều hòa theo thời gian gọi là dòng điện xoay chiều.
- u và i biến đổi điều hòa cùng tần số nhƣng lệch pha với nhau.
- Độ lệch pha giữa điện áp
u và cƣờng độ dòng điện i là: i u - Nếu φ > 0 thì u sớm pha (nhanh pha) so với i. - Nếu φ < 0 thì u trễ pha
(chậm pha) so với i.
- Nếu φ = 0 thì u đồng pha (cùng pha) với i.
Hoạt động 3: Mối liên hệ u, i trong đoạn mạch chỉ có điện trở thuần
81 đoạn mạch chỉ có R: u =
0
U cos t thì biểu thức của i nhƣ thế nào? Hình 3.3 i= u R =U0 cos t R =I cos t0 + HS thành lập công thức theo sự hƣớng dẫn của GV. chỉ có điện trở thuần.
Nối hai đầu R vào điện áp xoay chiều u = U cos t0
Xét thời gian rất ngắn coi nhƣ dòng điện không đổi
i= u i= u R =U0 cos t R =I cos t0 Vậy i và u cùng pha. 0 0 U I R
Hoạt động 4: Tìm hiểu các giá trị hiệu dụng
Đặt vấn đề: Dòng điện xoay chiều mà chúng ta đang sử dụng trong thực tế có tần số bằng 50Hz (một số nước như Mỹ, Nhật dùng dòng điện tần số 60Hz). Như vậy cường độ dòng điện biến thiên rất nhanh, khi sử dụng nó, ta quan tâm đến giá trị nào ? Giá trị cực đại ? Giá trị tức thời ? Hay giá trị nào khác ?
+ Hỏi: Cho dòng điện xoay chiều có cƣờng độ i = Iocost chạy qua đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R thì có biểu thức công suất tỏa nhiệt tức thời?
+ Cung cấp công suất toả nhiệt trung bình trong 1 chu kỳ. p= 2 0 RI 2 + Trả lời: p = Ri2 = R 2 o I cos2t p = 2 2 cos 2 2 2 o o RI RI t 4. Các giá trị hiệu dụng - Cho i = Iocost
Công suất tỏa nhiệt tức thời có biểu thức : p = Ri2 = R 2 o I cos2t p = 2 2 cos 2 2 2 o o RI RI t
- Công suất tỏa nhiệt trung bình của dòng điện trong thời gian t là
~
u i
82 Thông báo đó cũng là công
suất tỏa nhiệt trung bình của dòng điện trong thời gian t rất lớn so với T, vì phần thời gian lẻ so với chu kỳ là rất nhỏ.
+ Hỏi: Nhiệt lƣợng tỏa ra trong thời gian t ?
+ Nếu dòng điện không đổi cƣờng độ I chạy qua điện trở nói trên trong cùng thời gian t sao cho nhiệt lƣợng tỏa ra cũng bằng Q.
+ Vậy I = I0
2 từ đó nêu khái niệm cƣờng độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều.
+ Hỏi: (C4) Nêu ví dụ về tác
dụng của dòng điện không
phụ thuộc vào chiều của
dòng điện, tác dụng này phụ
thuộc nhƣ thế nào về cƣờng
độ dòng điện?
+ Yêu cầu HS dựa vào kiến thức đã học và kiến thức thực tế trả lời vấn đề đặt ra trong hoạt động 4.
+ Trả lời: Q = RI2t
+ Trả lời: Tác dụng nhiệt, tác dụng giữa hai cuộn dây điện có dòng điện đi qua. Các tác dụng này phụ thuộc bình phƣơng cƣờng độ dòng điện. + Trả lời: Khi sử dụng dòng điện xoay chiều người ta không quan tâm đến giá trị cực đại hay giá trị tức thời vì những giá trị này chỉ đạt P = 2 0 RI 2
- Nhiệt lƣợng tỏa ra trong thời gian t là : Q = 2 0 RI t 2
- Cho dòng điện không đổi cƣờng độ I chạy qua điện trở nói trên trong cùng thời gian t sao cho nhiệt lƣợng tỏa ra cũng bằng Q, nghĩa là
Q = RI2t thì I = I0
2
- Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều bằng cường độ của một dòng điện không đổi, mà khi cho hai dòng điện đó lần lượt đi qua cùng một điện trở trong những khoảng thời gian bằng nhau đủ dài thì tỏa ra những nhiệt lượng bằng nhau.
- Tƣơng tự suất điện động hiệu dụng :
83
được tại một thời điểm. Cái mà người ta quan tâm là tác dụng của dòng điện trong thời gian dài. Do đó, người ta đưa ra giá trị hiệu dụng.
Các thông số về điện thế và dòng điện ghi trên các thiết bị điện cũng như các giá trị mà ta đọc được trên các dụng cụ đo là giá trị hiệu dụng.
E = 2
o E
Hiệu điện thế hiệu dụng : U =
2
o U
Hoạt động 5: Biểu diễn các đại lƣợng i, u bằng các vectơ quay trên cùng một giản đồ.
+ Yêu cầu HS nhắc lại cách biểu diễn vectơ quay của đại lƣợng dao động điều hoà. + Biểu diễn vectơ quay của u, i trên cùng giản đồ
u = Uocos(t + u) i = Iocos(t + i)
+ Biểu diễn vectơ quay của u, i trên cùng giản đồ với trục Ox trùng trục x.
+ Nhắc lại.
+ Theo dõi và ghi bài.
5. Biểu diễn bằng vectơ quay: quay: Các đại lƣợng điện i, u cũng đƣợc biểu diễn bằng các vetơ quay I, U + Trƣờng hợp đoạn mạch chỉ có R: Hình 3.4 Hoạt động 6: Củng cố kiến thức R U R I (+)
84
+ Yêu cầu học sinh liên hệ thực tế để trả lời vấn đề đầu bài học.
+ Yêu cầu học sinh nhắc lại lý thuyết cơ bản của bài học.
+ Trả lời: Dòng điện không đổi có công suất thấp, khó sản xuất. Dòng điện xoay chiều có công suất rất lớn, dễ sản xuất.
+ Nhắc lại.
Hoạt động 7: Giao nhiệm vụ về nhà
Bài 1: Ở phía sau một máy thu hình hiệu Sony sản xuất tại Nhật có ghi các ký hiệu:
