Dòng Điện Xoay Chiều Là Gì? Cách Tạo Ra Dòng Điện Xoay Chiều

Dòng điện xoay chiều được ứng dụng rất nhiều trong thực tế đời sống, đây cũng là phần kiến thức Vật lý quan trọng mà các em học sinh sẽ được học ở chương trình cấp 3. Để các em học sinh hiểu rõ hơn về kiến thức này, Team Marathon Education đã tổng hợp chi tiết công thức tính và cách tạo ra dòng điện xoay chiều trong bài viết dưới đây. Theo dõi ngay!

>>> Lý thuyết về từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt

Dòng điện xoay chiều là gì?

Định nghĩa

Dòng điện xoay chiều hay còn được gọi là dòng điện AC (Alternating Current), là dòng điện có cường độ và chiều biến thiên tuần hoàn theo thời gian. Sự thay đổi này thường tuần hoàn theo một chu kỳ nhất định (theo quy luật của hàm số sin hay cosin).

Dòng điện xoay chiều được tạo ra do sự biến đổi nguồn điện 1 chiều hoặc từ các máy phát điện xoay chiều. Một số đồ dùng điện sử dụng nguồn điện xoay chiều quen thuộc có thể kể đến như: máy giặt, tủ lạnh,…

>>> Xem thêm: Hiện Tượng Cảm Ứng Điện Từ Là Gì? Lý Thuyết Về Cảm Ứng Điện Từ

Công thức tính dòng điện xoay chiều 

Công thức tính dòng điện xoay chiều như sau: 

i = I₀.cos(ωt + φ)

Trong đó:

• i là giá trị của cường độ dòng điện tại thời điểm t (cường độ tức thời)
• I_o > 0 là giá trị cực đại (cường độ cực đại)
• ω > 0 là tần số góc (rad/s)
• f là tần số (Hz), T là chu kỳ (s)
• (ωt + φ) là pha của i tại thời điểm t (rad)
• φ là pha ban đầu (rad)

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều

Nguyên tắc 

Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều: Khi cho 1 khung dây quay đều trong từ trường đều, trong khung dây sẽ xuất hiện suất điện động cảm ứng xoay chiều. Nếu nối 1 đầu khung dây với 1 mạch ngoài kín thì trong mạch ngoài xuất hiện dòng điện xoay chiều.

2 cách tạo ra dòng điện xoay chiều

Các em có thể áp dụng 1 trong 2 cách dưới đây:

• Cách 1: Đặt 1 cuộn dây dẫn kín và cho nam châm quay xung quanh cuộn dây này.
• Cách 2: Đặt cuộn dây dẫn kín quay quanh từ trường của nam châm

Công thức tính công suất

Công suất dòng điện xoay chiều được tính theo công thức sau:

P = U.I.cosα

Trong đó:

• P là biểu hiện cho công suất của dòng điện (W) 
• U là điện áp (V)
• I là cường độ dòng điện (A) 
• α là độ lệch pha giữa cường độ của dòng điện và điện áp (rad)

Công thức tính chu kỳ và tần số

• Tần số của dòng điện xoay chiều thể hiện số lần lặp lại trạng thái cũ của dòng điện trong 1 giây, được tính theo công thức như sau:

f=\frac{1}{T}

Trong đó:

• f là tần số (Hz)
• T là chu kỳ (s)
• Chu kỳ là khoảng thời gian mà dòng điện trở lại vị trí bạn đầu. Công thức tính:

T=\frac{1}{f}

Công thức tính giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều

Dưới đây là công thức tính giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều:

Cường độ hiệu dụng

I=\frac{I_0}{\sqrt2}

Trong đó:

• I là cường độ hiệu dụng
• I₀ là cường độ cực đại

Ta có:

• Dòng điện xoay chiều có cường độ tức thời i = I₀.cos(ωt + φ) chạy qua điện trở R.
• Công suất tiêu thụ tức thời: p=Ri²=R.(I₀)².cos²(ωt + φ).
• Giá trị trung bình của p trong một chu kì là công suất trung bình của dòng điện:

 P=p=R.I_0^2.cos^2ωt \Leftrightarrow P=p=\frac12R.I_0^2\Leftrightarrow P=RI^2

Hiệu điện thế và suất điện động hiệu dụng

U=\frac{U_0}{\sqrt2}\ \ ;\ \ E=\frac{E_0}{\sqrt2}

Tham khảo ngay các khoá học online của Marathon Education

Trên đây là công thức tính dòng điện xoay chiều và những kiến thức liên quan mà Marathon Education muốn chia sẻ đến các em. Hy vọng đây sẽ là nguồn tin bổ ích phần nào giúp các em ôn luyện và ghi nhớ tốt hơn, nâng cao kết quả học tập đáng kể. Nếu các em đang tìm kiếm cho mình những khoá học online chất lượng đừng bỏ lỡ Marathon Education nhé!