VaT_Ly_11__TUaN_5__Tu_CaM_SUaT_dIeN_doNG_CaM_uNG__ONLINE_1268a8ca28

TRƯỜNG THPT NGUYỄN VĂN TRỖI TỔ VẬT LÝ – CÔNG NGHỆ BÀI HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG I HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM TỪ THÔNG RIÊNG Xét mạch kín (C) có dịng điện cường độ i Dịng điện i gây từ thơng Φ qua (C) gọi từ thông riêng mạch Ta có biểu thức từ thơng riêng: Φ = Li L hệ số: + Phụ thuộc vào cấu tạo kích thước mạch kín (C) + Được gọi độ tự cảm (C) + Đơn vị đo L Henry, ký hiệu H I HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM Từ thông riêng Yêu cầu học sinh: Từ cơng thức tính từ thơng riêng xác định cơng thức tính độ tự cảm L ống dây hình trụ có chiều dài l, tiết diện S, gồm N vịng dây, có cường độ dịng điện i chạy qua I HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM Từ thông riêng Từ trường lòng ống dây: B = 4π 10 −7 N i l N ⇒ Φ =dây: N 4π 10 Φ i.= S = NBS L.i Từ thông xuyên qua lòng ống dây gồm N vòng l −7 N N −7 −7 ⇒ Φ = N 4π 10 i.S = 4π 10 S i = L.i l l Φ = Li ⇒ L = Φ i ⇒ L = 4π 10−7 N2 S l I HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM Từ thông riêng Nếu lịng ống dây có lõi sắt độ tự cảm ống dây tính theo cơng thức: N L = 4π 10 µ S l −7 ⇒ Φ = N 4π 10−7 N i.S = L.i l µ : hệ số (giá trị cỡ 10 ) gọi độ từ thẩm, đặc Φ = Li ⇒ L = Φ i trưng cho tính chất từ lõi sắt I HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM Hiện tượng tự cảm a Định nghĩa Hiện tượng tự cảm tượng cảm ứng điện từ xảy N ⇒ Φ = N 4π 10 i.S = L.i mạch có dịng điện mà biến thiên từ thông l qua mạch gây biến thiên cường độ dòng điện mạch Φ −7 Φ = Li ⇒ L = i I HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM b Một số ví dụ tượng tự cảm Ví dụ 1: Quan sát mơ tượng đóng khóa K A C Đ1 R B Đ2 D L,R K I HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM b Một số ví dụ tượng tự cảm Ví dụ - Đ1, Đ2: đèn giống - Ống dây L có điện trở R * Khi đóng K + Đ1 sáng + Đ2 sáng lên từ từ A C K Đ1 R Đ2 B D L, R * Giải thích: Khi đóng K - Dòng điện ICD qua ống dây L tăng lên đột ngột → B tăng → từ thông qua L tăng → xuất IC chống lại tăng ICD → ICD tăng chậm → Đ2 sáng lên từ từ - IAB tăng nhanh khơng có IC cản trở → Đ1 sáng I HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM b Một số ví dụ tượng tự cảm Ví dụ 2: Quan sát mơ tượng ngắt khóa K Đ * Khi ngắt K đèn Đ không tắt mà bừng sáng lên tắt hẳn K L * Giải thích : Khi ngắt K : dòng điện I qua L giảm → B giảm → Φ qua L giảm → xuất IC lớn chống lai giảm I → Ic phóng qua đèn → Đ sáng bừng lên tắt I HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM Ứng dụng tượng tự cảmxcdsqa ZRJekdwmnsc Hiện tượng tự cảm có nhiều ứng dụng mạch điện xoay chiều Cuộn cảm phần tử quan trọng Φ Φ = Li ⇒ L = mạch điện xoay i chiều có mạch dao động máy biến áp… ⇒ Φ = N 4π 10−7 N i.S = L.i l II SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG TRONG MẠCH KÍN Định luật Fa-ra-đây Mạch kín (C) đặt từ trường Φ Trong thời gian Δt từ thông biến thiên ΔΦ dịch chuyển mà lực từ tác dụng lên mạch sinh công ΔA = i ΔΦ ΔA = i ΔΦ công cản Ngoại lực cần sinh công ΔA’ để thắng công cản: ΔA’ = -ΔA = - i ΔΦ Cơng ΔA’ có độ lớn phần lượng cung cấp cho (C) ⇒ điện suất điện động cảm ứng eC: ΔA’ = eCi Δt (C) II SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG TRONG MẠCH KÍN Định luật Fa-ra-đây Vậy suất điện động cảm ứng: Độ lớn eC ∆φ ec = − ∆t ∆φ ec = ∆t Nhận xét: Độ lớn suất điện động cảm ứng xuất ∆φ mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông ∆t qua mạch kín II SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG TRONG MẠCH KÍN Định luật Fa-ra-đây Câu C2: Chứng minh vế biểu thức 24.4 có đơn vị ? Wb s Tm  N  m Nm J = = = = =V  s As C  Am  s II SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG TRONG MẠCH KÍN Quan hệ suất điện động cảm ứng định luật Len - xơ Sự xuất dấu trừ (-) công thức (24.3) để phù hợp với định luật Len – xơ II SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG TRONG MẠCH KÍN Quan hệ suất điện động cảm ứng định luật Len - xơ  n Φ giảm + + ic ec< ec >0 ic 17 II SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG TRONG MẠCH KÍN Suất điện động tự cảm Ta có: Φ = Li ∆i Vậy suất điện động tự cảm: ec = − L ∆t ∆i : tốc độ biến thiên cường độ dòng điện mạch ∆t Nhận xét: suất điện động tự cảm có độ lớn tỉ lệ với tốc độ biến thiên cường độ dòng điện mạch III CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG TRONG HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Bản chất tượng cảm ứng điện từ q trình chuyển hóa thành điện CỦNG CỐ TỪ THÔNG RIÊNG I HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM Φ = Li ĐỘ TỰ CẢM CỦA CUỘN DÂY L = 4π 10 −7 N2 S l ec = − ∆φ ∆t −7 L = 4π 10 N2 S l II SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG XUẤT HIỆN TRONG MẠCH KÍN ∆i ec SĐĐ = − L CẢM ∆t ỨNG ∆φ ec = − ∆t SĐĐ TỰ CẢM ∆i ec = − L ∆t CỦNG CỐ Câu Độ lớn suất điện động cảm ứng mạch kín tỉ lệ với A tốc độ biến thiên từ thông qua mạch B độ lớn từ thông qua mạch C điện trở mạch D diện tích mạch CỦNG CỐ Câu 2  Hiện tượng tự cảm tượng cảm ứng điện từ biến thiên từ thông qua mạch gây A biến thiên cường độ dịng điện mạch B chuyển động nam châm với mạch C chuyển động mạch với nam châm D biến thiên từ trường Trái Đất CỦNG CỐ Câu Trong thí nghiệm tượng tự cảm ngắt mạch, người ta đưa lõi sắt vào lòng ống dây để A tăng điện trở ống dây B tăng cường độ dòng điện qua ống dây C làm cho bóng đèn mắc mạch khơng bị cháy D tăng độ tự cảm ống dây CỦNG CỐ Câu Khi khóa K đóng, chọn phát biểu chiều dòng điện tự cảm ống dây gây ra, chiều dòng điện qua R M R Q A Itc từ M đến N; IR từ Q đến M B Itc từ M đến N; IR từ M đến Q E L C Itc từ N đến M; IR từ Q đến M D Itc từ N đến M; IR từ M đến Q N K P CỦNG CỐ Câu Một ống dây có hệ số tự cảm 20 mH có dịng điện với cường độ A chạy qua Trong thời gian 0,1 s dòng điện giảm Suất điện động tự cảm ống dây có độ lớn A 100 V B V C 0,1 V D 0,01 V