Thí nghiệm tạo dòng điện xoay chiều

Chuẩn bị: Bộ thí nghiệm mô hình máy phát điện xoay chiều có hai đèn LED như Hình 14.8

 

Tiến hành: Quan sát sự thay đổi sáng, tối luân phiên của hai đèn LED khi quay chậm và quay nhanh cuộn dây dẫn trong từ trường.

Trả lời các câu hỏi và thực hiện các yêu cầu sau:

1. Khi quay chậm cuộn dây dẫn thì hai đèn LED thay đổi sáng, tối luân phiên như thế nào? Khi quay nhanh cuộn dây dẫn, có phân biệt được sự thay đổi này không?

2. Số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây dẫn biến thiên (tăng giảm luân phiên) theo thời gian như thế nào?

3. Dòng điện xuất hiện trong cuộn dây dẫn đi qua đèn LED có đặc điểm gì

4. Nêu nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều.

Quan sát sự sáng tối của các đèn LED. Giải thích các đưa dòng điện xoay chiều ra mạch ngoài mà dây không bị xoắn.

Dynamo ở xe đạp là bộ phận tạo ra dòng điện để làm đèn phát sáng. Cấu tạo của dynamo được mô tả như hình 11.10. Khi cho núm xoay của dynamo tiếp xúc với bánh xe, bánh xe quay khiến cho núm xoay quay theo. Hiện nay, dynamo được nối với bộ phận lưu trữ năng lượng để đèn có thể sáng ngay cả khi núm xoay không quay. Giải thích cách tạo ra dòng điện của thiết bị này.

Hình 11.10. Dynamo ở xe đạp

1. Tìm hiểu và nêu một số cách để tạo ra sự quay đều giữa nam châm và cuộn dây dẫn kín ở các máy phát điện xoay chiếu trong thực tiễn.

2. Kể tên một số nhà máy phát điện ở Việt Nam. Tìm hiểu cách tạo ra dòng điện xoay chiều ở những nhà máy phát điện đó.

Kể tên các thiết bị điện trong gia đình dùng trực tiếp dòng điện xoay chiều (không cần sử dụng bộ chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều) và nêu tác dụng của dòng điện xoay chiều ở mỗi thiết bị đó.

Dòng điện xoay chiều có đặc điểm gì?

Hình 14.9 minh họạ trường hợp khung dây quay trong từ trường đều để tạo ra dòng điện xoay chiều. Vành khuyên là vòng tròn bằng đồng, chồi quét là lá đồng.

Quan sát Hình 14.9 và cho biết cách dẫn dòng điện xoay chiều xuất hiện trong khung dây quay trong từ trường đều ra mạch ngoài như thế nào?

a)  Nêu tên một số dụng cụ, thiết bị mà hoạt động của chúng dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ.

b) Giải thích cách tạo ra dòng điện cảm ứng của một trong những dụng cụ, thiết bi đã nêu ở câu a.

Sơ đồ bên mô tả cấu tạo của một dynamo xe đạp. Khi núm dẫn động của dynamo quay quanh trục, nam châm quay theo và tạo ra dòng điện cảm ứng làm đèn sáng.

Dòng điện do dynamo tạo ra có đặc điểm gì? Có sự chuyển hóa năng lượng nào xảy ra trong quá trình này?

Tiến hành Thí nghiệm 1 và trả lời các câu hỏi sau:

a) Hai đèn LED có sáng cùng lúc không?

b) Có nhận xét gì về chiều dòng điện trong cuộn dây dẫn?

Tiến hành Thí nghiệm 2 và trả lời các câu hỏi sau:

a) Hai đèn LED có sáng cùng lúc không?

b) Có nhận xét gì về chiều dòng điện trong cuộn dây dẫn?

Giải thích vì sao khi cho nam châm quay (ở Thí nghiệm 1) hoặc cho cuộn dây dẫn quay (ở Thí nghiệm 2) ta lại thu được dòng điện xoay chiều.

Dựa vào tác dụng sinh lí của dòng điện xoay chiều, hãy nêu một số quy tắc cần thiết để đảm bảo an toàn trong sử dụng điện.

1. Trong môn Khoa học tự nhiên lớp 8, ta đã biết khi điện phân dung dịch muối copper(II) sulfate thì xuất hiện lớp kim loại đồng bám vào điện cực âm (K). Hiện tượng này được ứng dụng trong kĩ thuật mạ điện. Trong quá trình mạ điện, vật cần mạ được gắn với cực âm, kim loại mạ gắn với cực dương của nguồn điện trong bình điện phân. Chất điện phân thường là dung dịch muối kim loại để mạ (nếu mạ đồng, người ta dùng dung dịch CuSO4). Cực dương của nguồn điện sẽ hút các electron và giải phóng các ion kim loại dương, dưới tác dụng lực tĩnh điện các ion dương này sẽ di chuyển về cực âm, tại đây chúng nhận lại electron, hình thành lớp kim loại bám trên bề mặt của vật được mạ. Em hãy cho biết có thể sử dụng dòng điện xoay chiều để mạ điện được không.

2. Trả lời các câu hỏi ở phần Mở đầu bài học:

Bàn là hoạt động dựa vào tác dụng nào của dòng điện xoay chiều? Hãy kể tên hai thiết bị điện khác hoạt động dựa vào tác dụng đó của dòng điện xoay chiều.

Đặt một nam châm điện A có dòng điện xoay chiều chạy qua trước một cuộn dây dẫn B như hình dưới đây. Sau khi công tắc điện K đóng thì trong cuộn dây dẫn B có xuất hiện dòng điện cảm ứng không? Vì sao?

Cách nào dưới đây có thể tạo ra dòng điện cảm ứng trong một cuộn dây dẫn kín?

Trong hiện tượng cảm ứng điện từ ta nhận biết được điều gì?

Có mấy cách tạo ra dòng điện xoay chiều?

Trong thí nghiệm như hình sau, dòng điện xoay chiều xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín khi:

 Ta có thể dùng nam châm nào để tạo ra dòng điện?

 Cách làm nào dưới đây có thể tạo ra dòng điện cảm ứng?

 Cách nào dưới đây không thể tạo ra dòng điện?

 Cách để tạo ra được dòng điện cảm ứng trong đinamô xe đạp?

Trường hợp nào dưới đây thì trong cuộn dây dẫn kín xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều?

A. Cho cực Bắc của nam châm chuyển động lại gần tâm cuộn dây.

B. Cho cực Nam của nam châm chuyển động ra xa tâm cuộn dây.

C. Cho nam châm quay cạnh cuộn dây.

D. Cho cuộn dây lại gần nam châm.

Giải thích tại sao khi cho thanh nam châm chuyển động qua lại quanh cuộn dây dẫn kín như Hình 14.3 thì trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng có chiều luân phiên thay đổi.

Quan sát Hình 14.6 và cho biết nam châm quay theo trục nào thì trong cuộn dây dẫn kín xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều.

Một thanh nam châm được treo bên dưới một lò xo sao cho nó có thể chuyển động lên xuống tự do bên trong một cuộn được giữ cố định. Cuộn dây được nối với một ampe kế nhạy có vạch số 0 ở giữa thang đo. Kim của ampe kế chỉ như thế nào khi nam châm chuyển động lên xuống tuần hoàn?

A. kim liên tục đổi hướng lệch sang trái rồi sang phải.

B. kim lệch đều sang trái.

C. kim lệch đều sang phải.

D. không chỉ yên vạch số 0.

Dòng điện xoay chiều có đặc điểm nào sau đây?

A. Cường độ dòng điện không thay đổi.

B. Cường độ dòng điện rất nhỏ.

C. Chiều dòng điện luân phiên thay đổi.

D. Chiều dòng điện không thay đổi.

Khi đặt một la bàn ở gần một dây dẫn có dòng điện xoay chiều của mạng điện trong nhà đi qua thì kim la bàn có bị lệch hướng không? Vì sao?

Điều kiện xuất hiện dòng điện xoay chiều trong cuộn dây dẫn kín là khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây

A. không thay đổi.

B. liên tục tăng.

C. liên tục giảm.

D. luân phiên tăng rồi giảm.