Mở đầu: Hầu hết các thiết bị điện trong cuộc sống hằng ngày đều sử dụng dòng điện xoay chiều, ví dụ như máy sưởi, quạt điện, nồi cơm điện.... Các thiết bị này hoạt động dựa trên những tác dụng nào của dòng điện xoay chiều?
Trả lời:
- Dòng điện xoay chiều chạy qua máy sưởi, quạt điện, nồi cơm điện... sẽ làm chúng nóng lên, chứng tỏ dòng điện xoay chiều có tác dụng nhiệt. Năng lượng điện của dòng điện xoay chiều đã chuyển hoá thành năng lượng nhiệt.
I. Tác dụng nhiệt
Câu hỏi 1: Nêu một số ví dụ về thiết bị điện sử dụng dòng điện xoay chiều có tác dụng nhiệt, có tác dụng nhiệt gây hao phí năng lượng?
Trả lời:
Một số ví dụ về thiết bị điện sử dụng dòng điện xoay chiều có tác dụng nhiệt, có tác dụng nhiệt gây hao phí năng lượng:
- Quạt điện: năng lượng có ích là cơ năng, năng lượng hao phí là nhiệt năng.
- Ti vi: năng lượng có ích là năng lượng âm thanh, quang năng, năng lượng hao phí là nhiệt năng.
II. Tác dụng phát sáng
Câu hỏi 2: Nêu một số ví dụ về tác dụng phát sáng của dòng điện xoay chiều.
Trả lời:
- Bóng đèn sợi đốt, đèn LED, màn hình tv, đèn huỳnh quang,…
III. Tác dụng từ
Câu hỏi 3: Nêu một số ví dụ về tác dụng từ của dòng điện xoay chiều. Ở mỗi ví dụ đó, dòng điện xoay chiều còn có tác dụng nào khác?
Trả lời:
- Dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây dẫn kín thì cuộn dây dẫn kín hút được các vật bằng sắt, thép,... chứng tỏ dòng điện xoay chiều có tác dụng từ.
- Tác dụng từ của dòng điện xoay chiều được ứng dụng trong các thiết bị điện như chuông điện (có thêm tác dụng nhiệt), rơ-le điện (có thêm tác dụng nhiệt), bếp từ (có thêm tác dụng nhiệt),...
Câu hỏi 4: Với chuông điện ở hình 12.3, nếu dòng điện xoay chiều được thay bằng dòng điện một chiều thì chuông có hoạt động không? Vì sao?
Trả lời:
- Chuông điện không hoạt động nếu thay dòng điện xoay chiều bằng dòng điện 1 chiều. Vì:
+ Chuông điện hoạt động dựa trên nguyên tắc tác dụng từ của dòng điện.
+ Dòng điện xoay chiều liên tục thay đổi chiều dòng điện, do đó nó sẽ tạo ra từ trường biến thiên.
+ Từ trường biến thiên này sẽ tạo ra lực điện từ tác động lên lá thép đàn hồi của chuông điện, làm cho lá thép đàn hồi dao động và tạo ra tiếng chuông.
+ Dòng điện 1 chiều không thay đổi chiều dòng điện, do đó nó sẽ tạo ra từ trường không biến thiên.
+ Từ trường không biến thiên không tạo ra lực điện từ tác động lên lá thép đàn hồi, do đó chuông điện không hoạt động.
IV. Tác dụng sinh lí
Luyện tập: Dòng điện xoay chiều có tác dụng gì khi chạy qua mỗi thiết bị điện dưới đây:
a) Đèn sợi đốt
b) Bếp hồng ngoại
c) Đèn sưởi
d) Đèn LED
e) Bút thử điện
Nêu các tác dụng gây hao phí năng lượng điện ở mỗi thiết bị đó.
Trả lời:
Câu hỏi 5: Nêu ví dụ về tác dụng sinh lí của dòng điện xoay chiều với cơ thể người hay sinh vật.
Trả lời:
- Ví dụ, dòng điện xoay chiều chạy qua tim, có thể gây ra chấn động tim, ảnh hưởng tới khả năng bơm máu của tim hoặc dẫn đến ngưng tim.
- Ví dụ: dòng điện xoay chiều có tần số trong khoảng 40 Hz - 80 Hz được sử dụng để kích thích và chống teo cơ, dòng điện xoay chiều có tần số lớn hơn 20 kHz được sử dụng trong phục hồi chức năng,...
Vận dụng 1: Như ta đã biết, tác dụng hoá học của dòng điện một chiều được ứng dụng trong mạ kim loại. Trong ứng dụng này, có thể dùng dòng điện xoay chiều để thay thế dòng điện một chiều không? Vì sao?
Trả lời:
- Trong ứng dụng mạ kim loại, không thể thay thế dòng điện một chiều bằng dòng điện xoay chiều vì dòng điện xoay chiều có chiều luân phiên thay đổi, không cố định được chiều dịch chuyển làm chất mạ không thể bám vào chất cần mạ.
Vận dụng 2: Nêu một số biện pháp để đảm bảo an toàn khi sử dụng dòng điện xoay chiều.
Trả lời:
- Ví dụ về tác dụng sinh lí của dòng điện xoay chiều với cơ thể người: Co giật, ngừng tim, bỏng, tổn thương thần kinh,
- Ví dụ về tác dụng sinh lí của dòng điện xoay chiều với sinh vật:
+ Dòng điện xoay chiều có thể được sử dụng để kích thích cá di chuyển trong môi trường nuôi trồng thủy sản.
+ Dòng điện xoay chiều có thể được sử dụng để kiểm soát côn trùng gây hại.
Tìm hiểu thêm: Bếp hồng ngoại và bếp từ dùng dòng điện xoay chiều để đun nấu. Tìm hiểu những điểm giống và khác nhau về tác dụng của dòng điện xoay chiều ở hai loại bếp này.
Trả lời:
- Giống nhau: Cả bếp hồng ngoại và bếp từ sử dụng dòng điện xoay chiều để tạo nhiệt.
- Khác nhau: Nguyên lý hoạt động:
+ Bếp Hồng Ngoại: Sử dụng tia hồng ngoại để làm nóng thức ăn.
+ Bếp Từ: Sử dụng tạo từ từ dòng điện xoay chiều để làm nóng thức ăn.