Bài 33. Dòng điện xoay chiều
I - CHIỀU CỦA DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG
1. Thí nghiệm
Mắc hai đèn LED đỏ và vàng song song ngược chiều nhau vào hai đầu của cuộn dây kín như hình 33.1 SGK:
+ Khi đưa một cực của nam châm từ ngoài vào trong cuộn dây thì số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây tăng lên, một đèn LED sáng lên.
+ Khi kéo nam châm từ trong ra ngoài cuộn dây, số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây giảm, đèn thứ hai sáng lên.
Vậy dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn đổi chiều khi số đường sức từ đang tăng mà chuyển sang giảm.
2. Kết luận
Khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây tăng thì dòng điện cảm ứng trong cuộn dây có chiều ngược với chiều dòng điện cảm ứng khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện đó giảm.
3. Dòng điện xoay chiều
Nếu ta liên tục lần lượt đưa nam châm vào và kéo nam châm ra khỏi cuộn dây dẫn kín thì trong cuộn dây xuất hiện dòng điện luân phiên đổi chiều.
Dòng điện luân phiên đổi chiều như trên gọi là dòng điện xoay chiều.
II- CÁCH TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
1. Cho nam châm quay trước cuộn dây dẫn kín
- Bố trí thí nghiệm như ở hình 33.2.
- Khi cực N của nam châm lại gần cuộn dây thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây tăng. Khi cực N ra xa cuộn dây, thì số đường sức từ qua S giảm. Khi nam châm quay liên tục quanh một trục thẳng đứng như trong hình thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S liên tục tăng giảm. Khi đó dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây là dòng điện xoay chiều.
2. Cho cuộn dây dẫn quay trong từ trường
- Khi cuộn dây quay từ vị trí 1 đến vị trí 2 thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây tăng. Khi cuộn dây quay tiếp từ vị trí 2 thì số đường sức từ giảm. Nếu cuộn dây quay liên tục thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S luân phiên tăng giảm. Vậy dòng điện xuất hiện trong cuộn dây là dòng điện xoay chiều.
3. Kết luận
Trong cuộn dây dẫn kín, dòng điện cảm ứng xoay chiều xuất hiện khi cho nam châm quay trước cuộn dây hay cho cuộn dây quay trong từ trường.
III - VẬN DỤNG
Trên hình 33.4 vẽ một cuộn dây dẫn kín có thể quay trong từ trường của một nam châm. Hai đèn LED khác nhau, mắc song song ngược chiều vào hai đầu cuộn dây tại cùng một vị trí. Khi cho cuộn dây quay, hai bóng đèn bật sáng, vạch ra hai nửa vòng sáng đối diện nhau. Giải thích tại sao mỗi bóng đèn chỉ sáng trên nửa vòng tròn.
Trả lời
Khi khung quay nửa vòng tròn thì số đường sức từ qua khung tăng, một trong hai đèn LED sáng. Trên nửa vòng tròn sau, số đường sức từ giảm nên dòng điện đổi chiều, đèn thứ hai sáng. Khi khung quay nhanh, hai bóng đèn vạch ra hai nửa vầng sáng đối diện nhau.
* Dòng điện cảm ứng trong cuộn dãy dẫn kín đổi chiều khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dãy đang tăng mà chuyển sang giảm hoặc ngược lại đang giảm mà chuyển sang tăng.
* Khi cho cuộn dãy dẫn kín quay trong từ trường của nam châm hay cho nam châm quay trước cuộn dãy dẫn thì trong cuộn dây có thể xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều.
1. Thí nghiệm
Mắc hai đèn LED đỏ và vàng song song ngược chiều nhau vào hai đầu của cuộn dây kín như hình 33.1 SGK:
+ Khi đưa một cực của nam châm từ ngoài vào trong cuộn dây thì số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây tăng lên, một đèn LED sáng lên.
+ Khi kéo nam châm từ trong ra ngoài cuộn dây, số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây giảm, đèn thứ hai sáng lên.
Vậy dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn đổi chiều khi số đường sức từ đang tăng mà chuyển sang giảm.
2. Kết luận
Khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây tăng thì dòng điện cảm ứng trong cuộn dây có chiều ngược với chiều dòng điện cảm ứng khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện đó giảm.
3. Dòng điện xoay chiều
Nếu ta liên tục lần lượt đưa nam châm vào và kéo nam châm ra khỏi cuộn dây dẫn kín thì trong cuộn dây xuất hiện dòng điện luân phiên đổi chiều.
Dòng điện luân phiên đổi chiều như trên gọi là dòng điện xoay chiều.
II- CÁCH TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
1. Cho nam châm quay trước cuộn dây dẫn kín
- Bố trí thí nghiệm như ở hình 33.2.
- Khi cực N của nam châm lại gần cuộn dây thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây tăng. Khi cực N ra xa cuộn dây, thì số đường sức từ qua S giảm. Khi nam châm quay liên tục quanh một trục thẳng đứng như trong hình thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S liên tục tăng giảm. Khi đó dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây là dòng điện xoay chiều.
2. Cho cuộn dây dẫn quay trong từ trường
- Khi cuộn dây quay từ vị trí 1 đến vị trí 2 thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây tăng. Khi cuộn dây quay tiếp từ vị trí 2 thì số đường sức từ giảm. Nếu cuộn dây quay liên tục thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S luân phiên tăng giảm. Vậy dòng điện xuất hiện trong cuộn dây là dòng điện xoay chiều.
3. Kết luận
Trong cuộn dây dẫn kín, dòng điện cảm ứng xoay chiều xuất hiện khi cho nam châm quay trước cuộn dây hay cho cuộn dây quay trong từ trường.
III - VẬN DỤNG
Trên hình 33.4 vẽ một cuộn dây dẫn kín có thể quay trong từ trường của một nam châm. Hai đèn LED khác nhau, mắc song song ngược chiều vào hai đầu cuộn dây tại cùng một vị trí. Khi cho cuộn dây quay, hai bóng đèn bật sáng, vạch ra hai nửa vòng sáng đối diện nhau. Giải thích tại sao mỗi bóng đèn chỉ sáng trên nửa vòng tròn.
Trả lời
Khi khung quay nửa vòng tròn thì số đường sức từ qua khung tăng, một trong hai đèn LED sáng. Trên nửa vòng tròn sau, số đường sức từ giảm nên dòng điện đổi chiều, đèn thứ hai sáng. Khi khung quay nhanh, hai bóng đèn vạch ra hai nửa vầng sáng đối diện nhau.
* Dòng điện cảm ứng trong cuộn dãy dẫn kín đổi chiều khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dãy đang tăng mà chuyển sang giảm hoặc ngược lại đang giảm mà chuyển sang tăng.
* Khi cho cuộn dãy dẫn kín quay trong từ trường của nam châm hay cho nam châm quay trước cuộn dãy dẫn thì trong cuộn dây có thể xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều.
