Phần 1: Lý thuyết
1. Đại cương về dòng điện xoay chiều
· Cho khung dây dẫn phẳng có N vòng ,diện tích S quay đều với vận tốc w, xung quanh trục vuông góc với với các đường sức từ của một từ trường đều có cảm ứng từ.
a. Từ thông gởi qua khung dây :
Từ thông gởi qua khung dây cực đại
b. Suất điện động xoay chiều:
*suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây
* chu kì và tần số liên hệ bởi:
với n là số vòng quay trong 1 s
*Suất điện động do các máy phát điện xoay chiều tạo ra cũng có biểu thức tương tự như trên.
* Khi trong khung dây có suất điện động thì 2 đầu khung dây có điện áp xoay chiều . Nếu khung chưa nối vào tải tiêu thụ thì suất điện động hiệu dụng bằng điện áp hiệu dụng 2 đầu đoạn mạch E = U
c. Giá trị hiệu dụng : Ngoài ra, đối với dòng điện xoay chiều, các đại lượng như điện áp, suất điện động, cường độ điện trường, … cũng là hàm số sin hay cosin của thời gian, với các đại lượng này
d. Nhiệt lượng toả ra trên điện trở R trong thời gian t nếu có dòng điện xoay chiều i(t) = I0cos(wt + ji) chạy qua là Q Q = RI2t
Công suất toả nhiệt trên R khi có ddxc chạy qua ; P=RI2
2. Quan hệ giữa dòng điện xoay chiều với vòng tròn lượng giác.
a.Ta dùng mối liên hệ giữa dao động điều hoà và chuyển động tròn đều để tính.
Theo lượng giác :
được biểu diễn bằng vòng tròn tâm O bán kính U0 , quay với tốc độ góc ,
+Có 2 điểm M ,N chuyển động tròn đều có hình chiếu lên Ou là u, nhưng N có hình chiếu lên Ou có u đang tăng (vận tốc là dương) , còn M có hình chiếu lên Ou có u đang giảm (vận tốc là âm )
+ Ta xác định xem vào thời điểm ta xét điện áp u có giá trị u và đang biến đổi thế nào ( ví dụ chiều âm ) ⇒ ta chọn M rồi tính góc MÔA=ø; còn nếu theo chiều dương ta chọn N và tính ø= -NÔA theo lượng giác
b. Dòng điện xoay chiều i = I0cos(2pift + ji)
* Mỗi giây đổi chiều 2f lần
* Nếu cho dòng điện qua bộ phận làm rung dây trong hiện tượng sóng dừng thì dây rung với tần số 2f
c. Công thức tính thời gian đèn huỳnh quang sáng trong một chu kỳ
Khi đặt điện áp u = U0cos(wt + ø) vào hai đầu bóng đèn, biết đèn chỉ sáng lên khi /u/ ≥ U1. Gọi 
là khoảng thời gian đèn sáng trong một chu kỳ
3. Điện lượng chuyển qua tiết diện sợi dây
Phần 2: Bài tập có hướng dẫn
Bài tập 1. Một khung dây phẳng dẹt có diện tích 60cm2 quay đều quanh một trục đối xứng trong từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay và có độ lớn 0,4T. Tính từ thông cực đại qua khung dây.
A. 2,4.10-3Wb
B. 1,2.10-3Wb
C. 4,8.10-3Wb
D. 0,6.10-3Wb
Bài tập 2. Một vòng dây có diện tích 100cm2, quay đều quanh trục đối xứng trong từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay. Biết từ thông qua khung là 0,004Wb. Tính độ lớn của cảm ứng từ
A. 0,2T
B. 0,6T
C. 0,8T
D. 0,4T
Bài tập 3. Suất điện động cảm ứng trong khung dây e = Eocos(ωt + π/2)V. Tại thời điểm t = 0, véc tơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây hợp với véc tơ cảm ứng từ một góc bằng
A. 45o
B. 180o
C. 90o
D. 150o
Bài tập 4. Khung dây quay đều quanh trục xx' với tốc độ 150 vòng/phút, trong từ trường đều véc tơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay xx' của khung. Ở thời điểm nào đó từ thông gửi qua khung dây là 0,4Wb thì suất điện động cảm ứng trong khung 1,5πV. Tính từ thông cực đại.
A. 0,4Wb
B. 0,4πWb
C. 0,5Wb
D. 0,5πWb
Bài tập 5. Một khung dây quay quanh trục cố định trong từ trường đều có phương vuông góc với trục quay. Suất điện động cuộn dây có giá trị cực đại Eo. Tại thời điểm suất điện động tức thời e = Eo/2 và đang tăng thì véc tơ pháp tuyến của mặt phẳng khung hợp với véc tơ cảm ứng từ một góc là bao nhiêu?
A. 150o
B. 120o
C. 30o
D. 60o
Bài tập 6. Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là u = 150cos100πt V. Cứ mỗi giây có bao nhiều lần điện áp này bằng không.
A. 100 lần
B. 50 lần
C. 200 lần
D. 2 lần
Bài tập 7. Cường độ dòng điện i = 2√2cos100πt(A) chạy qua điện trở thuần 100Ω. Trong 30 giây nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở là
A. 12kJ
B. 24kJ
C. 4243kJ
D. 8485kJ
Phần 3: Bài tập tự luyện
Bài 1: Một khung dây dẫn có 500 vòng dây cuốn nối tiếp, diện tích mỗi vòng dây là S = 200cm2. Khung dây được đặt trong từ trường đều B = 0,2T. Lúc t = 0, thì véc tơ pháp tuyến n của khung dây hợp với véc tơ cảm ứng từ B một góc π/6. Cho khung quay đều quanh trục Δ vuông góc với véc tơ B với tần số góc 40vòng/s. Viết biểu thức suất điện động ở hai đầu khung dây
A. 160πcos(80πt + π/3) (V)
B. 160π√2cos(80πt + π/3) (V)
C. 160π√2cos(80πt - π/3) (V)
D. 160πcos(80πt - π/3) (V)
Bài 2 . một khung dây dẫn phẳng dẹt, quay đều quanh trục Δ nằm trong mặt phẳng khung dây, trong một từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay Δ. Từ thông cực đại qua diện tích khung dây bằng √2 Wb. Tại thời điểm t, từ thông qua diện tích khung dây và suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây có độ lớn lần lượt là 1Wb và 100π (V). Tần số của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây là
A. 60Hz
B. 100Hz
C. 50Hz
D. 120Hz
Bài tập 3. Dòng điện xoay chiều có biểu thức i = 2cos100πt (A) chạy qua dây dẫn. Điện lượng chạy qua một tiết diện dây dẫn trong khoảng thời gian từ 0 đến 0,15s là
A. 0
B. 4/100π (C)
C. 3/100π (C)
D. 6/100π (C)
Bài tập 4. dòng điện cường độ i = 4cos(100πt - π/4) (A) chạy qua điện trở thuần 100Ω. công suất tiêu thụ trên điện trở
A. 800W
B. 100W
C. 20kW
D. 8kW
Bài tập 5. Dòng điện xoaychiều i = 2sin100πt (A) qua một dây dẫn. Điện lượng chạy qua tiết diện dây trong khoảng thời gian từ 0 đến 0,15s là
A. 0
B. 4/100π (C)
C. 3/100π (C)
D. 6/100π (C)
Bài tập 6. Cường độ dòng điện i = 4√6(100πt - π/2) (A) có giá trị hiệu dụng bằng
A. 4A
B. 4√6A
C. 4√3A
D. 6A
Bài tập 7. dòng điện có dạng i = 2√2cos(100πt + π/8) (A) chạy qua cuộn dây có điện trở thuần 20Ω và hệ số tự cả L. Nhiệt lượng tỏa ra trên cuộn dây trong 1 phút là
A. 800J
B. 4,8J
C. 4,8kJ
D. 1000J
Bài tập 8. Cho dòng điện xoay chiều có tần số 50Hz, chạy qua đoạn mạch. Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp cường độ dòng điện này bằng 0 là
A. 1/25s
B. 1/50s
C. 1/100s
D. 1/200s
Bài tập 9. dòng điện xoay chiều hình sin chạy qua một đoạn mạch có biểu thức cường độ i = Iocos(ωt - π/2), Io > 0. Tính từ lúc t = 0 điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn của đoạn mạch đó trong thời gian bằng nửa chu kỳ của dòng điện là
A. 0
B. 2Io/ω
C. π√2Io/ω
D. πIo/ω√2
Bài tập 10. Một vòng dây có diện tích 100cm2 và điện trở 0,5Ω quay đều với tốc độ 100π (rad/s) trong từ trường đều có cảm ứng từ 0,1T. Nhiệt lượng tỏa ra trong vòng dây khi nó quay được 1000 vòng là?
A. 15J
B. 20J
C. 2J
D. 0,5J
Bài tập 11. Một vòng dây kín, phẳng có diện tích S đặt trong từ trường đều với cảm ứng từ B vuông góc với mặt phẳng vòng dây. Nếu cho vòng dây quay một góc 180o xung quanh trục nằm trong mặt phẳng của nó thì trong vòng dây có một điện lượng Q di chuyển. Bỏ qua độ tự cảm của vòng dây. Nếu cho vòng dây quay đều quanh trục này với tốc độ góc không đổi ω thì cường độ dòng điện cưucj đại trong vòng dây là
A. (√2) ωQ
B. ωQ/(√2)
C. ωQ
D. ωQ/(2)
Đáp án: 1D; 2C; 3A; 4A; 5B; 6C ;7C; 8C;9B; 10C:11D
