chương 1 - Đối với người dạy: Sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học nhớ những kiến thức cơ bản về mạch điện 1 chiều - Đối với người học: Chủ động đọc trước giáo trình trước buổi học Điều kiện thực hiện bài học - Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng học chuyên môn - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan. - Các điều kiện khác: Không có Kiểm tra và đánh giá bài học - Nội dung: Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức 11 Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng. Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học.
+ Nghiêm túc trong quá trình học tập. - Phương pháp: Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng) Kiểm tra định kỳ lý thuyết: không có Kiểm tra định kỳ thực hành: không có Nội dung chính: 1. Khái niệm dòng 1 chiều: 1.Định nghĩa dòng điện Khi đặt vật dẫn trong điện trường (điện trường là khoảng không gian bao quanh một điện tích mà ở đó có lực tác dụng của lực điện tích lên các điện tích khác) dưới tác dụng của lực điện trường các điện tích dương sẽ di chuyển từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp hơn, còn các điện tích âm thì di chuyển ngược lại tạo thành dòng điện. Vậy: Dòng điện là dòng các điện tích chuyển dời có hướng dưới tác dụng của lực điện trường.
Quy ước: Chiều dòng điện là chiều di chuyển của các điện tích dương (đó cũng là chiều của điện trường) 1. Bản chất dòng điện trong các môi trường Trong kim loại: dòng điện là dòng các điện tử chuyển dời có hướng vì điện tử di chuyển từ nơi có điện thế thấp đến nơi có điện thế cao hơn nên chiều dòng điện tử ngược với chiều quy ước của dòng điện. Trong dung dịch điện ly: dòng điện là dòng các ion chuyển dời có hướng. Bao gồm 2 dòng ngược chiều nhau là: dòng ion dương cùng chiều quy ước (chiều điện trường), dòng ion âm ngược chiều quy ước.
Như vậy các ion dương sẽ di chuyển từ anôt (cực +) về catốt (cực -) nên được gọi là các cation, 12 còn các ion âm di chuyển từ catốt (cực -) về anôt (cực +) nên được gọi là các anion. Trong môi trường chất khí bị ion hoá: dòng điện là dòng các ion và điện tử chuyển dời có hướng. Bao gồm dòng các ion dương đi theo chiều của điện trương từ anôt (cực +) về catốt (cực) , còn các ion âm và điện tử đi ngược chiều diên trường từ catốt (cực -) về anôt (cực +). Cường độ dòng điện Đại lượng đặc trưng cho độ lớn của dòng điện gọi là cường độ dòng điện ( gọi tắt là dòng điện ), kí hiệu: I.
Cường độ dòng điện là lượng điện tích qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong một đơn vị thời gian. q I t Trong đó: q: điện tích (C) t: thời gian (s) I: cường độ dòng điện (A) Ampe là cường độ của dòng điện cứ một giây thì có một culông chuyển qua tiết điện thẳng của dây dẫn. 1kA=103A, 1mA=10-3A, 1A=10-6A Nếu điện tích di chuyển qua dây dẫn không đều theo thời gian sẽ tạo ra dòng điện có cường độ thay đổi (ký hiệu là i). Giả sử trong thời gian rất nhỏ dq dt, có lượng điện tích dq qua tiết điện dây thì cường độ dòng điện i .
dt Khi điện tích di chuyển theo một hướng nhất định với tốc độ không đối sẽ tạo thành dòng điện một chiều (hay dòng điện không đổi). Vậy dòng điện một chiều là dòng điện có chiều và trị số không đổi theo thời gian. Đồ thị của nó là một đường thẳng song song với trục thời gian. Nếu dòng điện có trị số hoặc chiều biến đổi theo thời gian được gọi là dòng điện biến đổi.
Dòng điện biến đổi có thể là dòng điện không chu kỳ hoặc dòng điện có chu kỳ. Ví dụ: dòng điện tắt dần đó là dòng điện không chu kỳ. Dòng điện có chu kỳ là dòng điện biến đổi tuần hoàn nghĩa là cứ sau một khoảng thời gian nhất định nó lặp lại trị số và dạng biến thiên như cũ. Trong các dòng điện có chu kỳ thì quan trọng nhất là dòng điện xoay chiều hình sin.
Mật độ dòng điện Khi cường độ dòng điện qua một đơn vị diện tích được gọi là mật độ dòng điện, kí hiệu là (denta). I S Trong đó: I: cường độ dòng điện (A) S: diện tích tiết điện dây (m2) : mật độ dòng điện (A/m2 ), (A/cm2 ), (A/mm2 ) Cường độ dòng điện dọc theo một đoạn dây dẫn là như nhau ở mọi tiết diện nên ở chỗ nào tiết diện dây nhỏ, mật độ dòng điện sẽ là lớn và ngược lại.1: dây dẫn có tiết diện 95mm2 dòng điện I= 200A qua. Tính mật độ dòng điện. I 200 Giải: Mật độ dòng điện là: 2,05 (A/mm2 ) S 95 1.
Điện trở vật dẫn Khi đặt cùng một hiệu điện thế vào hai đầu của các vật dẫn khác nhau thì kết quả đo được các dòng điện qua chúng cũng khác nhau. Điều này chứng tỏ khả năng cản trở đòng điện của các vật dẫn khác nhau thì khác nhau. Để đặc trưng cho mức độ cản trở đó người ta đưa ra khái niệm điện trở, ký hiệu R, đơn vị (, k. Bản chất của điện trở: Điện trở của một vật đẫn phụ thuộc vào hình dáng, bản chất, kích thước và nhiệt độ của vật dẫn đó: Sự phụ thuộc của điện trở vào kích thước và bản chất vật dẫn: Xét một đoạn mạch đồng nhất có tiết diện S chiều dài l đặt trong môi trường có nhiệt độ không đổi lúc đó điện trở của vật dẫn được xác định: l R .m) là điện trở suất của vật dẫn, phụ thuộc vào bản chất của từng vật dẫn.
Các phần tử của mạch điện: 2. Định nghĩa mạch điện Mạch điện gồm nhiều phần tử, khi làm việc nhiều hiện tượng điện từ xảy ra trong các phần tử. Khi tính toán người ta thay thế mạch điện thực bằng mô hình mạch điện. 14 Mô hình mạch điện là sơ đồ thay thế mạch điện thực, trong đó quá trình năng lượng điện từ và kết cấu hình học giống như mạch thực.
Mô hình mạch điện gồm nhiều phần tử lý tưởng đặc trưng cho quá trình điện từ trong mạch và được ghép nối với nhau tuỳ theo kết cấu của mạch 2. Các phần tử mạch điện 2. Phần tử điện trở. Đặc trưng cho vật dẫn về mặt cản trở dòng điện.
Về năng lượng, điện trở R đặc trưng cho quá trình biến đổi và tiêu thụ điện năng thành các dạng năng lượng khác như cơ năng, quang năng, nhiệt năng. Kí hiệu điện trở. Đơn vị của điện trở là (ôm), 1 k = 103 . Cho dòng điện i chạy qua điện trở R gây ra sụt áp trên điện trở là uR.
Theo định luật Ôm quan hệ giữa dòng điện i và điện áp uR là: uR = i.R Công suất tiêu thụ trên điện trở p = uR.R Như vậy điện trở R đặc trưng cho công suất tiêu tán trên điện trở. Điện năng tiêu thụ trên điện trở trong khoảng thời gian t là t t A = pt i 2 Rt khi i = const có A = i2Rt 0 0 Đơn vị của điện năng là Wh (oát giờ), bội số của nó là kWh. Điện dẫn G: Đặc trưng cho cho vật dẫn về mặt dẫn điện, là đại lượng nghịch đảo của điện trở. Phần tử điện cảm.
Điện cảm L đặc trưng cho hiện tượng tích phóng năng lượng từ trường của cuộn dây. Kí hiệu điện cảm. Đơn vị của điện cảm là H (Henry). 1 mH = 10-3 H, 1 H = 10-6 H, 1 MH = 106 H 15 Khi có dòng điện i chạy qua cuộn dây có w vòng dây, sẽ sinh ra từ thông móc vòng qua cuộn dây = w. w Điện cảm của cuộn dây được định nghĩa là L = i i Nếu dòng điện i biến thiên thì từ thông cũng biến thiên và theo định luật cảm ứng điện từ trong cuộn dây xuất hiện sức điện động tự cảm eL = - d L di dt dt Điện áp trên cuộn dây: uL = - eL = L di dt Công suất trên cuộn dây: p L = uL.
L di dt t t 1 Năng lượng từ trường tích luỹ trong cuộn dây: W = p L dt Lidt Li 2 o 0 2 2. Phần tử điện dung. Điện dung C đặc trưng cho hiện tượng tích luỹ năng lượng điện trường trong tụ điện. Kí hiệu điện dung.
Đơn vị của điện dung là Fara (F). Khi đặt điện áp uC lên tụ điện có điện dung C thì tụ điện sẽ được nạp điện với điện tích q: q = C.uC Nếu điện áp uC biến thiên sẽ có dòng điện chuyển dịch qua tụ điện t dq d du 1 từ đó suy ra uC = C 0 i= (CuC ) C C idt dt dt dt Nếu tại thời điểm t = 0 mà tụ điện đã có điện tích ban đầu thì điện áp t 1 trên tụ điện là: uC = idt uC (0) C0 duc Công suất trên tụ điện: Pc uc i Cuc dt Năng lượng tích luỹ trong điện trường của tụ điện. t u 1 WE pc dt Cuc duc Cu 2 0 0 2 2. Phần tử nguồn.
Nguồn điện áp đặc trưng cho khả năng tạo lên và duy trì một điện áp trên hai cực của nguồn. Kí hiệu nguồn điện áp. Nguồn điện áp còn được biểu diễn bằng sức điện động e(t). Điện áp đầu cực u(t) sẽ bằng sức điện động :u(t) = e(t).
Chiều e(t) từ điểm điện thế thấp đến điểm điện thế cao. Chiều u(t) từ điểm điện thế cao đến điểm điện thế thấp, vì thế chiều điện áp đầu cực nguồn ngược với chiều sức điện động. b) Nguồn dòng điện j (t). Để tạo ra điện áp đặt vào mạch điện, người ta dùng các nguồn điện.