Buzz
Câu hỏi: Nguyên lý nào tạo ra dòng điện xoay chiều?
A. Hiện tượng cảm ứng điện từ.
B. Hiện tượng sinh ra từ trường quay.
C. Hiện tượng tự cảm ứng.
D. Hiện tượng quang điện.
Đáp án chính xác: B
Giải thích chi tiết:
Như chúng ta đã biết, dòng điện xoay chiều là một phần không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta, từ sinh hoạt cho đến sản xuất.
1. Dòng điện xoay chiều là gì?
Dòng điện xoay chiều, hay còn gọi là AC (Alternating Current), là loại dòng điện mà cường độ và hướng của nó thay đổi theo thời gian, theo chu kỳ nhất định. Dòng điện xoay chiều có thể được sinh ra từ việc biến đổi nguồn điện một chiều hoặc từ các máy phát điện xoay chiều. Trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta thường thấy các thiết bị sử dụng dòng điện xoay chiều như: tủ lạnh, máy giặt, điều hòa,...
2. Cách tạo ra dòng điện xoay chiều
Có hai phương pháp chính để tạo ra dòng điện xoay chiều:
- Phương pháp 1: Đặt một cuộn dây dẫn kín và quay nam châm xung quanh nó.
- Phương pháp 2: Để cuộn dây dẫn kín quay trong từ trường của nam châm.
Nguyên lý tạo ra dòng điện xoay chiều:
Nguyên lý sinh ra dòng điện xoay chiều dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, tức là hiện tượng tạo ra một suất điện động (điện áp) trong một vật dẫn khi vật dẫn đó được đặt trong một từ trường thay đổi.
Công thức tính từ thông qua khung dây là:
Trong số đó:
•N: là tổng số vòng dây được sử dụng để tạo thành khung dây.
•B: là các dòng cảm ứng từ trường.
3. Các đại lượng của dòng điện xoay chiều
3.1. Công suất của dòng điện xoay chiều
Công suất của mạch điện xoay chiều biểu thị tốc độ tiêu thụ năng lượng điện của mạch.
Công thức tính công suất của dòng điện xoay chiều:
Trong đó:
• P: đại diện cho công suất của dòng điện xoay chiều (W).
• U: điện áp (V).
• I: cường độ của dòng điện (A).
3.2. Năng lượng tiêu thụ của mạch điện xoay chiều
Năng lượng tiêu thụ của mạch điện xoay chiều tương tự như trong mạch điện có dòng điện không đổi.
Công thức tính năng lượng tiêu thụ của mạch điện xoay chiều:
W = P.t
Trong số đó:
• W: năng lượng điện tiêu thụ (công của mạch điện) (J).
• P: công suất của mạch điện (W).
• t: khoảng thời gian sử dụng điện (s).
Để đo lường năng lượng tiêu thụ của các thiết bị điện trong mạch xoay chiều, thường sử dụng công tơ điện, và điện năng tiêu thụ được tính bằng đơn vị kWh (số điện).
1 kWh = 1000 (W) x 3600 (s) = 3.600.000 (J).
3.3. Chu kỳ và tần số
► Chu kỳ của dòng điện xoay chiều: ký hiệu là T và được đo bằng giây (s), là khoảng thời gian mà dòng điện trở lại trạng thái ban đầu.
► Tần số của dòng điện xoay chiều: ký hiệu là F, đo bằng Hz, thể hiện số lần mà dòng điện lặp lại trạng thái cũ trong một giây.
Công thức tính tần số: F = 1/T
4. Các tác dụng của dòng điện xoay chiều
Dòng điện xoay chiều có các tác dụng tương tự như dòng điện một chiều, bao gồm tác dụng nhiệt, quang, và từ. Điểm khác biệt là khi dòng điện đổi chiều, lực từ tác dụng lên nam châm cũng sẽ thay đổi theo.
4.1. Tác dụng nhiệt
Tác dụng nhiệt của dòng điện xoay chiều rất rõ ràng, vì khi dòng điện đi qua vật dẫn, vật đó sẽ nóng lên. Ví dụ như khi bóng đèn sợi đốt sáng, ta cảm nhận được sự nóng lên của nó. Ngoài ra, còn có các ứng dụng khác như máy sưởi, nồi cơm, bàn là,...
4.2. Tác dụng từ
Tác dụng từ của dòng điện xoay chiều có thể được nhận diện dễ dàng khi đặt một đinh sắt gần cuộn dây; nếu cuộn dây hút đinh sắt vào, đó là biểu hiện của tác dụng từ, tương tự như nam châm. Trong thực tế, tác dụng từ của dòng điện xoay chiều được áp dụng rộng rãi trong các thiết bị như nam châm điện, chuông điện, rơ le điện,...
4.3. Tác dụng quang
Tác dụng quang, hay còn gọi là phát sáng, xảy ra khi dòng điện đi qua một số vật liệu đặc biệt, khiến chúng phát sáng. Ví dụ rõ ràng nhất là bóng đèn như đèn sợi đốt, đèn bút thử điện, và đèn báo trên các thiết bị.
4.4. Tác dụng sinh lý
Dòng điện xoay chiều khi đi qua cơ thể người hoặc động vật có thể gây ra các cơn co giật, sốc điện, hoặc thậm chí ngừng tim. Tác dụng sinh lý của dòng điện xoay chiều chủ yếu được áp dụng trong y học, chẳng hạn như trong máy kích tim và máy châm cứu.
5. Sự khác biệt giữa dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều
Dòng điện một chiều là dòng điện không thay đổi theo thời gian và luôn đi theo một hướng cố định. Hai loại dòng điện này có các ứng dụng và đặc điểm khác nhau như sau:
► Dòng điện xoay chiều được các nhà máy phát điện và máy phát điện tạo ra để phục vụ nhu cầu sinh hoạt hàng ngày, vì nó dễ dàng truyền tải đi xa. Nhờ vậy, các vùng nông thôn hay núi xa vẫn có nguồn điện sử dụng. Ngược lại, dòng điện một chiều thường được sản xuất từ ắc quy, pin hoặc năng lượng mặt trời, dẫn đến việc không thể truyền tải điện năng xa vì tiêu tốn nhiều năng lượng.
► Dòng điện một chiều có tần số F=0, nên chỉ đi theo một hướng cố định, trong khi dòng điện xoay chiều có tần số thường là F=50Hz hoặc F=60Hz, cho phép dòng điện đảo ngược.
► Một cách dễ phân biệt là các bản vẽ mạch điện của dòng điện một chiều thường là đường thẳng, trong khi dòng điện xoay chiều được thể hiện dưới dạng sóng hình sin, hình tam giác, hình vuông hoặc hình thang.
1 pha, 2 pha, 3 pha
Điện 1 pha: Được rút ra từ một pha của điện 3 pha, thường được sử dụng cho các thiết bị nhỏ trong gia đình với mức tiêu thụ năng lượng thấp. Ở Việt Nam, hiệu điện thế giữa hai dây là 220V, trong khi ở một số quốc gia như Đài Loan, Nhật Bản, mức điện thế có thể là 100V, 120V,...
Điện 2 pha: Loại điện này không phổ biến vì mới được phát minh gần đây cho việc chế tạo máy móc. Hiệu điện thế của điện 2 pha cũng là 220V.
Điện 3 pha: Đây là loại điện dùng chủ yếu cho sản xuất và kinh doanh, có giá thành cao hơn so với điện 1 pha. Tương tự như điện 1 pha, điện 3 pha có mức điện thế khác nhau ở các quốc gia, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như cơ sở hạ tầng, điều kiện kinh tế, và công nghệ.
Điện xoay chiều hiện diện ở khắp nơi từ hộ gia đình đến các nhà máy và công sở, vì khả năng truyền tải xa với mức tiêu thụ năng lượng thấp, nên rất phổ biến và rộng rãi.
Bài viết của Mytour cung cấp tổng hợp kiến thức cơ bản về dòng điện xoay chiều. Chúng tôi hy vọng rằng thông tin này đã mang lại giá trị cho các bạn. Cảm ơn sự quan tâm và theo dõi của các bạn!
