CHUYÊN ĐỀ 3:
DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU và DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ

DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
1. Đònh nghóa:
Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ và chiều thay đổi theo qui luật
hình sin đối với thời gian.
i = I
0
sin(
tω+
ϕ
) với i là cường độ tức thời
I
0
là cường độ cực đại
(
tω+
ϕ
) : là pha của i ;
ϕ
là pha ban đầu của i
Đối với đoạn mạch RLC nối tiếp, hiệu điện thế hai đầu mạch có dạng:
u
AB
= U
0
sin( ) Với u
AB
là hiệu điện thế tức thời
AB

L
+ U
C

p
AB
= u
AB
. i nhưng P
AB
= U
AB
. I. cos
AB
ϕd
q
i
dt
=
;
d
e
dt
φ
=−

2. Cách tạo ra dòng điện xoay chiều:


0e
eEsin(t )
=
ω+ϕ
Với
00
EN
=
φω

e
ϕ
là pha ban đầu
Hiệu điện thế mạch ngoài là: u
AB
= e
t
(R’ + r).i . Do R’ và r là điện trở khung dây
và dây nối xem như không đáng kể nên:
u
AB
= e
Ta viết: u
AB
= U
0
sin( ) với
u
tω+ϕ

i
tω+ϕ
i
t
ω
+ϕ ) với
0
0
U
I
R
=

+ Mạch chỉ có tụ C:
CC
(u ,i)
2
π
ϕ= =−

i = I
0
sin( ) thì u
C
= U
0C
sin(
i
tω+ϕ
i

0
sin( ) thì u
L
= U
0L
sin(
i
tω+ϕ
i
t
2
π
ω
+ϕ +
) với
0
0
L
U
I
Z
=
;
L
ZL=ω
+ Mạch RLC nối tiếp:
i = I
0
sin( ) thì u
AB

R
−
ϕ=
;
AB
AB
R
cos
Z
ϕ=

Qui ước về dầu:
> 0 Khi z
L
> Z
C
: mạch có tính cảm kháng, u
AB
nhanh pha hơn i
AB
ϕ
< 0 Khi z
C
> Z
L
: mạch có tính dung kháng, i nhanh pha hơn u
AB

AB
ϕ

1. Động cơ không đồng bộ ba pha:
a) Nguyên tắc hoạt động:
Điện năng của dòng điện xoay chiều được biến thành cơ năng nhờ các động cơ
điện xoay chiều. Động cơ không đồng bộ ba pha là loại thông dụng nhất hoạt động
dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và sử dụng từ trường quay:
b) Từ trường quay của dòng điện ba pha:
Từ trường quay được tạo ra bằng cách cho dòng điện ba pha chạy vào ba nam
châm điện đặt lệch nhau 120
0
trên một vòng tròn. Cách bố trí các cuộn dây tương
tự như máy phát điện ba pha, nhưng trong động cơ điện, người ta đưa dòng điện từ
ngoài vào các cuộn dây.
c) Cấu tạo động cơ không đồng bộ ba pha:
Gồm hai phần chính: Stato và rôto
- Stato gồm các cuộn dây của ba pha điện quấn trên các lõi sắt bố trí trên một
vành tròn để tạo ra từ trường quay.
- Rôto hình trụ có tác dụng giống như một cuộn dây quấn trên lõi thép
2. Máy biến thế:
a) Nguyên tắc hoạt động và cấu tạo:

Máy biến thế là thiết bò cho phép làm biến đổi hiệu điện thế của dòng điện
xoay chiều (không làm thay đổi tần số của dòng điện)
- Nguyên tắc cấu tạo: gồm hai bộ phận chính:
Lõi thép: làm từ nhiều lá thép mỏng (kó thuật điện) hình khung rỗng ghép cách
điện với nhau.
Hai cuộn dây: làm bằng đồng, điện trở rất nhỏ, quấn trên lõi thép. Số vòng của
hai cuộn dây là khác nhau.
Cuộn dây nối với mạng điện xoay chiều gọi là cuộn sơ cấp
Cuộn dây nối với tải tiêu thụ gọi là cuộn thứ cấp
- Nguyên tắc hoạt động: dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.

a. Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều:
Máy phát điện xoay chiều kiểu cảm ứng hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng
điện từ
b. Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều

Gồm khung dây qauy quanh trục x’x đặt trong từ trường đều.
Hai đầu A, B của khung nối với hai vành khuyên đặt đồng trục với khung dây, tì
lên hai vành khuyên là hai chổi quét.
Khi khung dây quay, hai vành khuyên trượt trên hai chổi quét, dòng điện truyền
qua vành khuyên và chổi quét ra mạch ngoài
Hệ thống vành khuyên và chổi quét gọi là bộ góp
- Phần tạo ra từ trường gọi là phần cảm
- Phần tạo ra dòng điện gọi là phần ứng
Phần cảm cũng như phần ứng có thể là bộ phận đứng yên hay chuyển động. Bộ
phận đứng yên gọi là Stato còn bộ phận chuyển động gọi là rộto.
Tần số của dòng điện do máy phát điện xoay chiều phát ra được tính bởi công
thức:

p
n
fH
60
= z

Trong đó: p là số cặp cực, n là tốc độ quay của rôto.
Máy páht điện một pha còn gọi là máy dao điện một pha.
2. Dòng điện xoay chiều ba pha:
Nguyên tắc của máy phát ba pha cũng giống như của máy phát một pha. Chỗ khác
nhau chỉ là cách bố trí cuộn dây phần ứng.
Ba cuộn dây phần ứng được bố trí lệch nhau

2
t
3
π
⎛⎞
⎜⎟

ω+
⎝⎠
Để sử dụng có hiệu quả dòng điện xoay chiều ba pha, người ta có thể dùng cách
mắc hình tam giác hay hình sao.

DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ – SÓNG ĐIỆN TỪ

1. Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động:
- Xét mạch dao động gồm tụ điện và cuộn cảm như hình vẽ :
C
–
L
+
- Những phân tích lí thuyết cho kết quả: phương
trình biểu diễn sự biến thiên của điện tích theo thời
gian có dạng:
1
qq
0
LC
′′
+=
(1)

Q
sin t W sin t
2C
ω= ω
2
, với
2
0
0đ
Q
W
2C
=
- Năng lượng tức thới trong cuộn cảm:
W
t
=
1
2
LI
0
2
=
2
22 2 2 2
0
00
Q
1
L Q cos t cos t W cos t

trường là không đổi. Nói cách khác, năng lượng của mạch dao động được bảo toàn.
- Dao động của mạch dao động có những tính chất như trên gọi là dao động điện
từ.
Tần số dao động
1
LC
ω= chỉ phụ thuộc vào những đặc tính của mạch, vì vậy dao
động điện từ của mạch dao động là một dao động tự do,
1
LC
ω= là tần số dao động
riêng của mạch.
3. Điện trường biến thiên và từ trường biến thiên:
Bằng phương pháp toán học, Mắcxoen đã tìm ra:
Khi một từ trường biến thiên theo thời gian, nó sinh ra một điện trường xoáy, là
điện trường mà đường sức bao quanh các đường cảm ứng từ. Ngược lại, khi một điện
trường biến thiên theo thời gian, nó sinh ra một từ trường xoáy, là từ trường mà đường
cảm ứng từ bao quanh các đường sức điện trường.
4. Điện từ trường:
Phát minh của Mắcxoen dẫn đến kết luận là không thể có điện trường hoặc từ
trường tồn tại riêng biệt, độc lập với nhau.
Điện trường và từ trường là hai mặt thể hiện khác nhau của một loại trường duy
nhất gọi là điện từ trường. Điện từ trường lan truyền được trong không gian.
5. Sóng điện từ
Điện từ trường do một điện tích điểm dao động theo phương thẳng đứng sẽ lan
truyền trong không gian dưới dạng sóng. Sóng đó được gọi là sóng điện từ. Ta nói điện
tích dao động đã bức xạ ra sóng điện từ.
Tần số sóng điện từ bằng tần số f của điện tích dao động và vận tốc của nó trong
chân không bằng vận tốc ánh sáng trong chân không c, có giá trò khoảng c =
300000km/s