BÀI 13. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

Mở đầu: 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 hoá năng lượng nào xảy ra trong quá trình này? 

Giải nhanh:

Dòng điện do dynamo tạo ra là dòng điện xoay chiều (AC). 

Sự chuyển hoá năng lượng từ năng lượng cơ học thành năng lượng điện.

1. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

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

1. Hai đèn LED có sáng cùng lúc không?

2. Có nhận xét gì về chiều dòng điện trong cuộn dây dẫn?

Giải nhanh: 

1. Không sáng cùng lúc 

2. Dòng điện trong cuộn dây dẫn luân phiên đổi chiều

Câu 2: Thực hiện Thí nghiệm 2 và trả lời các câu hỏi sau:

1. Hai đèn LED có sáng cùng lúc không?

2. Có nhận xét gì về chiều dòng điện trong cuộn dây dẫn

Giải nhanh:

1. Không sáng cùng lúc 

2. Dòng điện trong cuộn dây dẫn luân phiên đổi chiều

Luyện tập: 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

Giải nhanh:

Khi nam châm quay hoặc cuộn dây dẫn quay trong một trường từ, dòng điện xoay chiều được tạo ra do hiện tượng cảm ứng điện từ.

Hiện tượng cảm ứng điện từ:

• Định luật Faraday: Dòng điện được tạo ra trong dây dẫn khi có sự thay đổi trong trường từ xung quanh dây dẫn.

• Quá trình: Nam châm hoặc cuộn dây dẫn quay, làm thay đổi liên tục trường từ xung quanh dây dẫn.

• Kết quả: Sự thay đổi này tạo ra dòng điện trong dây dẫn, và vì sự thay đổi là liên tục, dòng điện tạo ra là xoay chiều (AC).

Do đó, khi nam châm hoặc cuộn dây dẫn quay trong một trường từ, dòng điện xoay chiều được tạo ra theo định luật cảm ứng điện từ của Faraday.

2. CÁC TÁC DỤNG CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

Câu 3: Hãy nêu thêm một số dụng cụ hoạt động dựa vào các tác dụng của dòng điện xoay chiều

Giải nhanh:

Motor điện xoay chiều

Transformer (biến áp)

Máy hàn điện

Bóng đèn halogen

Máy phát điện tự động

Vận dụng: 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

Giải nhanh:

• Tránh tiếp xúc trực tiếp với dòng điện

• Sử dụng thiết bị cách điện

• Đảm bảo hệ thống điện được lắp đặt đúng cách

• Tắt nguồn điện trước khi thực hiện công việc sửa chữa hoặc bảo dưỡng

• Sử dụng bảng điều khiển an toàn

• Thực hiện kiểm tra định kỳ

Luyện tập: 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 báo 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 của 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.

Giải nhanh:
Không, dòng điện xoay chiều không thể được sử dụng để mạ điện vì trong quá trình mạ điện, điện tích chỉ được chuyển từ một phía sang phía khác theo một hướng duy nhất. Dòng điện xoay chiều sẽ thay đổi hướng chuyển động của điện tích liên tục, gây ra hiện tượng phân ly nguyên tố kim loại và không thể tạo ra lớp kim loại bám trên bề mặt vật được mạ.

Luyện tập: Trả lời các câu hỏi đã nêu ở phần Mở đầu bài học

Giải nhanh:

Dòng điện do dynamo tạo ra là dòng điện xoay chiều, tức là dòng điện thay đổi hướng dòng điện theo thời gian. Trong quá trình này, có sự chuyển hoá năng lượng từ năng lượng cơ học thành năng lượng điện.