A. Tóm tắt lí thuyết :

I.Cách tạo ra suất điện động xoay chiều:

Cho khung dây dẫn phẳng có N vòng ,diện tích S

quay đều với vận tốc ω, xung quanh trục vuông góc với với các đường

 sức từ của một từ trường đều có cảm ứng từ  ⃗B$\overrightarrow{B}$  .Theo định luật cảm

ứng điện từ, trong  khung dây xuất hiện một suất điện động biến đổi

theo định luật dạng cosin với thời gian gọi tắt là suất điện động xoay chiều: e=Eocos(ωt+φ0)$e=E_{o}cos(\omega t+{\phi }_0)$        

2.Từ thông gởi qua khung dây :

-Từ thông gửi qua khung dây dẫn gồm N vòng dây có diện tích S quay trong từ trường đều ⃗B$\overrightarrow{B}$.Giả sử tại t=0 thì : (⃗n,⃗B)=φ$(\overrightarrow{n},\overrightarrow{B})=\phi$

- Biểu thức từ thông của khung: Φ=NBScosωt=Φ0.cosωt$\mathrm{\Phi }=NBScos\omega t={\mathrm{\Phi }}_0.cos\omega t$

- Từ thông qua khung dây cực đại  Φ0=NBS${\mathrm{\Phi }}_0=NBS$; ω là tần số góc bằng tốc độ quay của khung (rad/s)

 Đơn vị :

+ Φ : Vêbe(Wb);                

+ S: Là diện tích một vòng dây (S:m²);

+ N: Số vòng dây của khung

+ ⃗B$\overrightarrow{B}$ : Véc tơ cảm ứng từ của từ trường đều .B:Tesla(T) ( ⃗B$\overrightarrow{B}$ vuông góc với trục quay ∆)

+ ω: Vận tốc góc không đổi của khung dây

( Chọn gốc thời gian t=0 lúc ( (⃗n,⃗B)=00$(\overrightarrow{n},\overrightarrow{B})=0^0$)

 -Chu kì và tần số của khung :T=2πω;f=1T$T=\frac{2\pi }{\omega };f=\frac{1}{T}$

3. Suất điện động xoay chiều:

- Biểu thức của suất điện động cảm ứng tức thời:

e=−ΔΦΔt=−Φ′=ωNBS.sinω$e=\frac{-\mathrm{\Delta }\mathrm{\Phi }}{\mathrm{\Delta }t}=-{\mathrm{\Phi }}^{\prime }=\omega NBS.sin\omega$t=Eocos(ωt−π2)$t=E_{o}cos(\omega t-\frac{\pi }{2})$ 

e=Eocos(ωt+φ0)$e=E_{o}cos(\omega t+{\phi }_0)$ Đặt  E0=NBωS$E_0=NB\omega S$ :Suất điện động cực đại  

φ0=φ−π2${\phi }_0=\phi -\frac{\pi }{2}$

Đơn vị :e,E₀ (V)

II.Điện áp xoay chiều -Dòng điện xoay chiều.

1.Biểu thức điện áp tức thời:

Nếu nối hai đầu khung dây với mạch ngoài thành mạch kín thì biểu thức điện áp tức thời mạch ngoài là: u=e-ir

Xem khung dây có r = 0 thì u=e=Eocos(ωt+φ0)$e=E_{o}cos(\omega t+{\phi }_0)$.

Tổng quát : u=Uocos(ωt+φu)$u=U_{o}cos(\omega t+{\phi }_u)$ ( φu${\phi }_u$ là pha ban đầu của  điện áp )

2.Khái niệm về dòng điện xoay chiều

- Là dòng điện có cường độ biến thiên tuần hoàn với thời gian theo quy luật của hàm số sin hay cosin, với dạng tổng quát: i=Iocos(ωt+φi)$i=I_{o}cos(\omega t+{\phi }_i)$

* i: giá trị của cường độ dòng điện tại thời điểm t, được gọi là giá trị tức thời của i (cường độ tức thời).

* I₀ > 0: giá trị cực đại của i (cường độ cực đại).   * ω > 0: tần số góc.

 f: tần số của i. T: chu kì của i. * (ωt + φ): pha của i. *  φ_i  là pha ban đầu của dòng điện)

3.Độ lệch pha giữa điện áp u và cường độ dòng điện i:
Đại lượng : φ = φu -φ_i gọi là độ lệch pha của u so với i.

Nếu φ  >0 thì u sớm pha (nhanh pha) so với i.

Nếu φ  

Nếu  φ  =0 thì u đồng pha (cùng pha) so với i.

4. Giá trị hiệu dụng  :Dòng điện xoay chiều cũng có tác dụng toả nhiệt như dòng điện một chiều.Xét về mặt toả nhiệt trong một thời gian dài thì dòng điện xoay chiều i=Iocos(ωt+φi)$i=I_{o}cos(\omega t+{\phi }_i)$  tương đương với dòng điện một chiều có cường độ không đổi có cường độ bằng I0√2$\frac{I_0}{\sqrt{2}}$.

"Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều bằng cường độ của một dòng điện không đổi,nếu cho hai dòng điện đó lần lượt đi qua cùng một điện trở trong những khoảng thời gian bằng nhau đủ dài thì nhiệt lượng toả ra bằng nhau.Nó có giá trị bằng cường độ dòng điện cực đại chia cho √2$\sqrt{2}$ ".

Các giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều:

- Giá trị hiệu dụng :

+ Cường độ dòng điện hiệu dụng: I= I0√2$\frac{I_0}{\sqrt{2}}$

+ Hiệu điện thế hiệu dụng:   U=  U0√2$\frac{U_0}{\sqrt{2}}$                          

+ Suất điện động hiệu dụng:         E =E0√2$\frac{E_0}{\sqrt{2}}$

*Lý do sử dụng các giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều:

- Khi sử dụng dòng điện xoay chiều, ta không cần quan tâm đến các giá trị tức thời của i và u vì chúng

biến thiên rất nhanh, ta cần quan tâm tới tác dụng của nó trong một thời gian dài.

- Tác dụng nhiệt của dòng điện tỉ lệ với bình phương cường độ dòng điện nên không phụ thuộc vào

chiều dòng điện. 

- Ampe kế đo cường độ dòng điện xoay chiều và vôn kế đo điện áp xoay chiều dựa vào tác dụng nhiệt  của dòng điện nên gọi là ampe kế nhiệt và vôn kế nhiệt, số chỉ của chúng là cường độ hiệu dụng và điện áp hiệu dụng của dòng điện xoay chiều.

5.  Nhiệt lượng toả ra trên điện trở R trong thời gian t nếu có dòng điện xoay chiều i(t) = I₀cos(ωt + φ_i) chạy qua là: Q = RI²t

 6.Công suất toả nhiệt trên R khi có ddxc chạy qua :  P=RI²

B. CÁC DẠNG BÀI TẬP:

XÁC ĐỊNH SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG

Phương pháp:

Thông thường bài tập thuộc dạng này yêu cầu ta tính từ thông, suất điện động cảm ứng xuất hiện trong

khung dây quay trong từ trường. Ta sử dụng các công thức sau để giải:

- Tần số góc:  ω=2πn0$\omega =2\pi n_0$, Với n₀ là số vòng quay trong mỗi giây bằng tần số dòng điện xoay chiều.

- Biểu thức từ thông: Φ=Φ0cos(ωt+φ)$\mathrm{\Phi }={\mathrm{\Phi }}_{0}cos(\omega t+\phi )$ ,  Với  Φ0${\mathrm{\Phi }}_0$  = NBS.

- Biểu thức suất điện động: e=E0cos(ωt+φ)$e=E_{0}cos(\omega t+\phi )$  Với Eo = NBSω ; φ=(⃗n,⃗B)$\phi =(\overrightarrow{n},\overrightarrow{B})$  lúc t=0.

- Vẽ đồ thị: Đồ thị là đường hình sin:   * có chu kì :  T=2πω$T=\frac{2\pi }{\omega }$        * có biên độ: E₀