Có thể dùng thanh nam châm thẳng để tạo ra dòng điện xoay chiều trong khung dây kín không? Vì sao?

Thảo luận để thực hiện các yêu cầu sau:

1. Ngoài thắp sáng, chạy máy thì dòng điện xoay chiều còn được sử dụng vào những việc gì?

2. Tìm hiểu thông qua sách báo, internet về các biện pháp giảm hao phí trong truyền tải điện năng đi xa bằng dòng điện xoay chiều.

Nhà máy thủy điện Hòa Bình (Hình 13.1) là một trong số các nhà máy thủy điện nổi tiếng ở Việt Nam, với tổng sản lượng điện sản xuất kể từ khi được đưa vào vận hành đến tháng 9/2023 là 270 tỉ kW.h (Nguồn: EVN). Dòng điện được tạo ra và truyền đi từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ là dòng điện xoay chiều. Vậy dòng điện xoay chiều có những đặc điểm gì?

Dựa vào định luật Faraday, để xuất một số phương pháp tạo ra suất điện động cảm ứng trong khung dây dẫn kín.

Hình 13.3 là mô hình máy phát điện xoay chiều đơn giản, bao gồm khung dây (1) được đặt trong từ trường của nam châm (2), khung dây được nối với hai vành khuyên (3) và hai thanh quét (4) để đưa dòng điện ra ngoài. Hãy trình bày nguyên tắc tạo suất điện động xoay chiều bởi máy này.

Từ các dụng cụ: 1 khung dây hình chữ nhật có thể quay đều quanh một trục cố định (trục đối xứng của khung và nằm trong mặt phẳng khung), 2 vật dẫn, 1 nam châm chữ U tạo ra một từ trường đều đủ rộng, 1 cặp dây dẫn. Em hãy thiết kế phương án thí nghiệm để tạo ra dòng điện xoay chiều.

Quan sát Hình 13.4, hãy xác định độ lệch pha của i(t) và u(t).

Nêu ví dụ thực tế chứng tỏ dòng điện xoay chiều cũng có tác dụng nhiệt.

Đồng hồ đo điện đa năng hiện số là thiết bị có thể được sử dụng để đo cường độ dòng điện và điện áp của dòng điện xoay chiều. Số hiển thị trên màn hình khi tiến hành đo thể hiện giá trị nào của dòng điện?

Xét dòng điện xoay chiều đi qua đoạn mạch chỉ chứa điện trở R. Đồ thị điện áp - thời gian và cường độ dòng điện - thời gian được mô tả trong Hình 13.5.

a) Hãy xác định giá trị cực đại, giá trị hiệu dụng, chu kì và tần số của cường độ dòng điện và điện áp.

b) Nhận xét về pha dao động của cường độ dòng điện và điện áp.

Em hãy sắp xếp đúng thứ tự các bước bên dưới để đo giá trị cường độ dòng điện hiệu dụng chạy qua bóng đèn dây tóc bằng cách sử dụng đồng hồ đo điện đa năng hiện số.

- Mắc nối tiếp đồng hồ với đoạn mạch (có bóng đèn dây tóc và khóa K mở) cần đo cường độ dòng điện.

- Đóng khóa K.

- Chọn thang đo thích hợp.

- Khi các chữ số hiển thị trên màn hình đã ổn định, đọc trị số của cường độ dòng điện.

- Ngắt khóa K và tháo mạch điện.

- Kết thúc thao tác đo, nhấn nút ON/OFF để tắt đồng hồ.

- Tìm hiểu các quy tắc an toàn điện.

- Nhấn nút ON/OFF để bật đồng hồ

Liệt kê một số đồ dùng sinh hoạt trong gia đình có sự chuyển hóa điện năng chủ yếu thành nhiệt năng hoặc cơ năng.

Trong các biểu thức dưới đây (trong đó t được đo bằng s), biểu thức nào biểu diễn đúng cường độ dòng điện xoay chiều có chu kì 0,02 s và giá trị hiệu dụng là \(\sqrt 2 \)A?

A. \(i = \sqrt 2 \cos \left( {100\pi t + \frac{\pi }{2}} \right)A\)

B. \(i = \sqrt 2 \cos \left( {50\pi t} \right)A\)

C. \(i = 2\cos \left( {100\pi t + \frac{\pi }{2}} \right)A\)

D. \(i = 2\cos \left( {50\pi t} \right)A\)

Dựa vào Hình 13P.1, hãy cho biết đường nào là đường biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào thời gian của dòng điện không đổi và dòng điện xoay chiều. Giải thích.

Xét một mạch tạo sóng với đầu ra được nối với một dao động kí điện tử dùng để hiển thị mối liên hệ giữa cường độ của tín hiệu điện áp theo thời gian. Dựa vào hình ảnh quan sát được trên màn hình của dao động kí điện tử trong Hình 13P.2, hãy xác định tần số của dòng điện xoay chiều được tạo ra bởi mạch tạo sóng âm tần nói trên. Biết mỗi ô trên trục hoành ứng với khoảng thời gian 0,5 ms.

Cường độ dòng điện xoay chiều qua một đoạn mạch có biểu thức i = 3cosωt (A), trong đó t được đo bằng s. Biết rằng trong thời gian 0,1 s thì dòng điện tăng từ giá trị 0 A đến 3 A. Hãy tính tần số góc của dòng điện xoay chiều qua đoạn mạch.

Ngày nay, dòng điện xoay chiều được dùng phổ biến trong nghiên cứu khoa học, sản xuất và đời sống. Dòng điện xoay chiều là gì? Làm thế nào để tạo ra dòng điện xoay chiều?

Hệ thống điện xoay chiều ở nước ta có tần số bằng bao nhiêu hertz?

Trên một bóng đèn sợi đốt có ghi 220 V - 100W. 220V là giá trị hiệu dụng hay giá trị tức thời?

Lấy ví dụ về tác dụng phát sáng, tác dụng nhiệt, tác dụng từ, tác dụng hóa học, tác dụng sinh lí của dòng điện xoay chiều

Tìm hiểu thông tin và thảo luận để nêu được một số ứng dụng của dòng điện xoay chiều trong cuộc sống.

Hiện nay, hệ thống lưới điện xoay chiều được dùng phổ biến trên khắp thế giới. Có ý kiến cho rằng, những phát triển mới trong công nghệ đang làm cho việc biến đổi hiệu điện thế một chiều ở hiệu điện thế thấp thành hiệu điện thế cao ngày càng trở nên dễ dàng hơn. Trong tương lai, việc lấy năng lượng từ Mặt Trời để phát điện sẽ trở thành thông dụng. Khi đó, hệ thống lưới điện một chiều sẽ phát triển và có thể thay thế lưới điện xoay chiều.

Hãy đánh giá ý kiến trên.

Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều

A. được xác định dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện.

B. chỉ được đo bằng các ampe kế một chiều.

C. bằng giá trị trung bình của cường độ dòng điện chia cho \(\sqrt 2 \).

D. bằng giá trị cực đại của cường độ dòng điện chia cho \(\sqrt 2 \).

Đối với máy biến áp lí tưởng, cuộn sơ cấp có N₁ vòng dây, cuộn thứ cấp có N₂ vòng dây. Cuộn thứ cấp nối với điện trở thành mạch kín, khi máy hoạt động, điện áp và cường độ dòng điện hiệu dụng ở cuộn sơ cấp và thứ cấp lần lượt là U₁, I₁ và U₂, I₂. Mối liên hệ nào sau đây là sai?

A. \(\frac{{{{\rm{N}}_1}}}{{\;{{\rm{N}}_2}}} = \frac{{{{\rm{I}}_2}}}{{{{\rm{I}}_1}}}.\)

B. \(\frac{{{{\rm{N}}_1}}}{{\;{{\rm{N}}_2}}} = \frac{{{{\rm{U}}_2}}}{{{{\rm{U}}_1}}}.\)

C. \(\frac{{{U_2}}}{{{U_1}}} = \frac{{{I_1}}}{{{I_2}}}.\)

D. \(\frac{{{N_1}}}{{{U_1}}} = \frac{{{N_2}}}{{{U_2}}}.\) 

Để giảm bớt hao phí do toả nhiệt trên đường dây khi cần tải điện năng đi xa bằng dòng điện xoay chiều, có thể dùng biện pháp

A. tăng hiệu điện thế ở nơi sản xuất điện lên n lần để giảm hao phí do toả nhiệt trên đường dây n² lần.

B. xây dựng nhà máy gần nơi tiêu thụ điện để giảm chiều dài đường dây truyền tải điện.

C. giảm hiệu điện thế máy phát điện n lần để giảm cường độ dòng điện trên dây n lần, giảm công suất toả nhiệt xuống n lần.

D. dùng dây dẫn bằng vật liệu siêu dẫn có đường kính lớn.

Trong cuộn thứ cấp của máy biến áp có số vòng bằng 1000 xuất hiện suất điện động bằng 600 V. Nếu máy biến áp được nối vào mạng với hiệu điện thế 120 V điện thế thì số vòng trong cuộn sơ cấp là

A. 500 vòng.                  

B. 400 vòng.                  

C. 600 vòng.                  

D. 200 vòng.

Một máy biến áp có cuộn sơ cấp gồm 3 300 vòng dây. Mắc cuộn sơ cấp vào mạng điện xoay chiều có hiệu điện thế hiệu dụng 220 V thì ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở có một hiệu điện thế hiệu dụng 12 V. Bỏ qua hao phí của máy biến áp. Số vòng dây của cuộn thứ cấp bằng

A. 360 vòng.                  

B. 180 vòng.                  

C. 120 vòng.                  

D. 90 vòng.

Một dao động kí điện tử hai chùm tia được nối với hai đầu cuộn sơ cấp và hai đầu cuộn thứ cấp của một máy biến áp thì thu được kết quả như Hình 18.1. Biết đồ thị cao là tín hiệu điện áp giữa hai đầu cuộn thứ cấp và đồ thị thấp là tín hiệu điện áp ở hai đầu cuộn sơ cấp. Kết luận nào sau đây là đúng?

A. Điện áp giữa hai đầu cuộn sơ cấp và thứ cấp lệch pha nhau một góc π2π2

B. Máy biến áp là máy tăng áp.

C. Tần số dòng điện qua cuộn sơ cấp lớn hơn tần số dòng điện qua cuộn thứ cấp.

D. Giá trị hiệu dụng của cuộn sơ cấp và thứ cấp đều thay đổi theo thời gian.

Một máy phát điện xoay chiều có rôto là nam châm vĩnh cửu mà tốc độ quay thay đổi được, cuộn dây được đặt trên stato. Dùng tần số kế điện tử đo được tần số f (vòng/s) của rôto và vôn kế đo suất điện động E(V) ở hai đầu cuộn dây. Kết quả được biểu diễn bằng đồ thị Hình 18.3.

Nếu chấp nhận sai số dưới 10% thì mối liên hệ giữa suất điện động E (mV) ở hai đầu cuộn dây và tần số f (vòng/s) của rôto là

A. E = 0,027f.                

B. E = 2,2f.                    

C. E = 0,05f.                  

D. E = 30f.

Quan sát mô hình loa điện động được mô tả như Hình 18.4.

Nhận định nào sau đây là đúng hay sai về nguyên tắc hoạt động của loa điện động?