Máy phát điện xoay chiều, giá trị hiệu dụng. C3.P1
TÓM TẮT LÝ THUYẾT Hình 3.1.1: Sơ đồ nguyên lý với một cặp cực: Phần cảm là Stato, phần ứng là Roto, và bộ góp điện, Hình ảnh trên Internet. Yêu cầu – Biết nguyên lý Faraday về việc tạo ra dòng điện xoay chiều – Biểu thức điều hòa của hiệu điện thế xoay chiều – ...
TÓM TẮT LÝ THUYẾT
Hình 3.1.1: Sơ đồ nguyên lý với một cặp cực: Phần cảm là Stato, phần ứng là Roto, và bộ góp điện, Hình ảnh trên Internet.
Yêu cầu
– Biết nguyên lý Faraday về việc tạo ra dòng điện xoay chiều
– Biểu thức điều hòa của hiệu điện thế xoay chiều
– Giá trị hiệu dụng và ý nghĩa của nó
Nội dung
– Nguyên lý hoạt động của mọi máy phát điện dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ: Khi từ thông gửi qua một khung dây kín thay đổi theo thời gian thì trong khung dây xuất hiện dòng điện có suất điện động thỏa mãn 
, dấu (-) thể hiện nội dung của định luật Lenz về dấu của dòng điện cảm ứng.
– Xét khung dây có diện tích S (m2) quay với vận tốc góc ω(rad/s) dưới từ trường đều 
Tại thời điểm ban đầu từ thông là: ϕt=0 = B.S.cos(
) = B.S.cos(φ)
Sau thời gian t sẽ là: 
; với N là số vòng dây của cuộn dây
Trong cuộn dây xuất hiện suất điện động: 
là suất điện động cực đại của máy phát.
Với điều kiện lý tưởng, coi điện trở của máy phát r = 0, khi đó biểu thức suất điện động chính là biểu thức của hiệu điện thế dòng điện tạo ra cung cấp cho mạch ngoài của máy phát.
Vậy biểu thức dòng điện xoay chiều có dạng điều hòa dạng cos hoặc sin:
Khi máy phát có 01 cặp cực thì với tốc độ quay n (vòng/ phút) chúng ta sẽ có n/60 (vòng/giây) và f = n/60
Trường hợp có p (pole) cặp cực, khi đó: f = p.n/60 (Hz)
Các em chú ý công thức: 
Với 
(V)
– Giá trị hiệu dụng:
Với bài toán so sánh, khi sử dụng cùng 1 điện trở thuần tạo ra nhiệt lượng từ dòng điện xoay chiều và dòng một chiều, để lượng nhiệt tỏa ra bằng nhau, khi đó giá trị của dòng điện một chiều (U, I) là giá trị hiệu dụng của dòng xoay chiều (u, i).
Về độ lớn: U = 
, I = 
U: là kí hiệu của hiệu điện thế hiệu dụng, tương tự với cường độ I
là kí hiệu của hiệu điện thế cực đại, tương tự với cường độ Io
u là kí hiệu của hiệu điện thế tức thời, tương tự với cường độ i
* BÀI TẬP MINH HỌA
Bài 1: Một khung dây có diện tích S = 60cm2 quay đều với vận tốc 20 vòng trong một giây. Khung đặt trong từ trường đều B = 2.10-2 T. Trục quay của khung vuông góc với các đường cảm ứng từ, lúc t = 0 pháp tuyến khung dây có hướng của cảm ứng từ B.
a. Viết biểu thức từ thông xuyên qua khung dây.
b. Viết biểu thức suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây.
Lời giải:
a) Biểu thức từ thông xuyên qua khung dây: 
;
= 20 vòng/s = 20.2
(rad/s) = 40 (rad/s).
Tại thời điểm t = 0: 
nên 
Vậy: 
;
b) Biểu thức suất điện động cảm ứng:
.
.
Đ/s: a. 
; b.
Bài 2. Một khung dây hình chữ nhật, kích thước 50 cm 
20 cm, gồm 100 vòng dây, được đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ 0,1 T. Trục đối xứng của khung dây vuông góc với từ trường. Cuộn dây quay quanh trục đó với vận tốc 1800 vòng/ phút. Chọn t = 0 là lúc pháp tuyến của mặt phẳng khung dây hợp với vectơ cảm ứng từ góc 300. Viết biểu thức từ thông xuyên qua khung dây và biểu thức của suất điện động cảm ứng trong cuộn dây?
Lời giải:
– Từ thông: 
(Wb).
= 1800 vòng/phút = 1800.
= 60.
(rad/s)
Tại thời điểm t = 0: 
(rad)
Vậy 
(Wb).
– Suất điện động cảm ứng: 
(V).
Đs: (Wb); 
(V).
