Trang | 1 Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ TỰ CẢM SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG VÀ NĂNG LƯỢNG 1 PHƯƠNG PHÁP GIẢI * Các công thức + Hệ số tự cảm của ống dây 2 74 10 N L S l[.]
Vững vàng tảng, Khai sáng tương lai PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ TỰ CẢM SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG VÀ NĂNG LƯỢNG PHƯƠNG PHÁP GIẢI * Các công thức: + Hệ số tự cảm ống dây: L = 4 10−7 N2 S l + Từ thơng tự cảm qua ống dây có dịng điện i chạy qua: Φ = Li + Suất điện động tự cảm: etc = − L i t * Lưu ý: Để tìm đại lượng có liên quan đến độ tự cảm ống dây, suất điện động tự cảm lượng từ trường ống dây ta viết biểu thức liên quan đến đại lượng biết đại lượng cần tìm suy tính đại lượng cần tìm VÍ DỤ MINH HỌA Ví dụ 1: a) Thiết lập cơng thức tính độ tự cảm ống dây điện có chiều dài l, tiết diện S, gồm tất N vòng dây lõi khơng khí b) Xét trường hợp ống dây có lõi làm vật liệu sắt từ có độ từ thẩm μ Thiết lập cơng thức tính độ tự cảm ống dây điện c) Áp dụng: l = 50 cm, N = 1000 vòng, S = 10 cm2 (lõi khơng khí μ = 1) Giải a) Cảm ứng từ B vòng dây (lõi khơng khí) + Cảm ứng từ B ống dây: B = 4 10−7 N i l + Từ thông tự cảm qua ống dây: N2 = NBS = 4 10 S i l −7 Trang | Vững vàng tảng, Khai sáng tương lai + Độ tự cảm: L= N2 = 4 10−7 S i l b) Nếu ống dây có độ từ thẩm μ: + Cảm ứng từ B ống dây: NI B = 4 10−7 l + Từ thông tự cảm qua ống dây: = NBS = 4 10−7 N2 S i. l + Độ tự cảm: N2 L = 4 10−7 S l c) Áp dụng: L = 4 10−7 N2 10002 S = 4 10−7 .(10.10−4 ) = 2,5.10−3 ( H ) l 0,5 Ví dụ 2: Một ống dây có chiều dài 1,5 m, gồm 2000 vịng dây, ống dây có đường kính 40 cm a) Hãy xác định độ tự cảm ống dây b) Cho dòng điện chạy ống dây, dòng điện tăng từ đến 5A thời gian 1s, xác định suất điện động tự cảm ống dây c) Hãy tính cảm ứng từ dòng điện sinh ống dây dòng điện ống dây A? d) Năng lượng từ trường bên ống dây dòng điện qua ống dây có giá trị A? Giải a) Độ tự cảm bên ống dây: N2 L = 4 10 S l N2 d2 = 4 10−7 l 2000 0, 42 = 4 = 0, 42( H ) 1,5 −7 Trang | Vững vàng tảng, Khai sáng tương lai b) Suất điện động tự cảm ống dây: i t (i − i ) 5−0 = − L = −0, 42.( ) = −2,1(V ) t etc = − L c) Cảm ứng từ dòng điện sinh ống dây: N i l 2000.5 = 4 10−7 = 8, 4.10−3 (T ) 1,5 B = 4 10−7 d) Năng lượng từ trường sinh bên ống dây: W= Li = 0, 42.52 = 5, 25( J ) 2 BÀI TẬP TỰ LUYỆN Bài 1: Một ống dây dài 40 cm, có tất 800 vịng dây, diện tích tiết diện ngang ống dây 10 cm2 Ống dây nối với nguồn điện có cường độ tăng từ → 4A a) Độ tự cảm ống dây ? b) Nếu suất điện động tự cảm ống dây có độ lớn 1,2 V, xác định thời gian mà dòng điện biến thiên Đ/S: a) Độ tự cảm ống dây: L= 2.10-3H b) t = 6,7.10-3s Bài 2: Một cuộn tự cảm có L = 50 mH mắc nối tiếp với điện trở R = 20 Ω, nối vào nguồn điện có suất điện động 90 V, có điện trở không đáng kể Xác định tốc độ biến thiên cường độ dòng điện I tại: a) Thời điểm ban đầu ứng với I = b) Thời điểm mà I = A Đ/S: a) 1,8.103 A/s b) 103 A/s Bài 3: Một ống dây dài quấn với mật độ 2000 vịng/mét Ống dây tích 500 cm3 Ống dây mắc vào mạch điện Sau đóng cơng tắc dịng điện ống dây biến Trang | Vững vàng tảng, Khai sáng tương lai đổi theo thời gian theo đồ thị Lúc đóng cơng tắc ứng với thời điểm t = Tính suất điện động tự cảm ống: a) Sau đóng cơng tắc tới thời điểm t = 0,05 s b) Từ thời điểm t = 0,05s trở sau Đ/S: a) Suất điện động tự cảm thời gian này: 0,25V b) Suất điện động tự cảm thời gian Bài 4: Một ống dây dài l = 30 cm gồm N = 1000 vòng dây, đường kính vịng dây d = cm có dịng điện với cường độ i = A qua a) Tính độ tự cảm ống dây b) Tính từ thơng qua vịng dây c) Thời gian ngắt dịng điện t = 0,1 giây, tính suất điện động tự cảm xuất ống dây Đ/S: a) L = 0,02H b) Từ thông qua vòng dây: 4.10-5 Wb c) Suất điện động tự cảm: 0,4V Bài 5: Một cuộn tự cảm có L = H nối với nguồn điện có suất điện động V, điện trở không đáng kể, điện trở cuộn dây không đáng kể Hỏi sau thời gian kể từ lúc nối vào nguồn điện, cường độ dòng điện qua cuộn dây tăng đến giá trị A? giả sử cường độ dòng điện tăng theo thời gian Đ/S: t = 2,5s Bài 6: Trong mạch kín có độ tự cảm 0,5.10-3 H, suất điện động tự cảm 0,25 V tốc độ biến thiên dịng điện bao nhiêu? Đ/S: 500 A/s Bài 7: Tìm độ tự cảm ống dây hình trụ gồm 400 vịng, dài 20 cm, tiết diện ngang cm2 hai trường hợp: Trang | Vững vàng tảng, Khai sáng tương lai a) Ống dây khơng có lỏi sắt b) Ống dây có lỏi sắt với độ từ thẩm μ = 400 Đ/S: a) L = 4π.10-7(N2/l)S = 9.10-4 H b) L = 4π.10-7μ(N2/l)S = 0,36 H Bài 8: Một ống dây dài 50 cm có 2500 vịng dây Đường kính ống cm Cho dịng điện biến đổi theo thời gian chạy qua ống dây Sau thời gian 0,01 s dòng điện tăng từ đến 1,5 A Tính suất điện động tự cảm ống dây Đ/S: 0,075V Bài 9: Tính độ tự cảm ống dây Biết sau thời gian Δt = 0,01 s, cường độ dòng điện ống dây tăng từ A đến 2,5 A suất điện động tự cảm 30 V Đ/S: L = 0,2H Trang | Vững vàng tảng, Khai sáng tương lai Vững vàng tảng, Khai sáng tương lai Website HOC247 cung cấp môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thơng minh, nội dung giảng biên soạn công phu giảng dạy giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi kiến thức chuyên môn lẫn kỹ sư phạm đến từ trường Đại học trường chuyên danh tiếng I Luyện Thi Online Học lúc, nơi, thiết bi – Tiết kiệm 90% - Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ Trường ĐH THPT danh tiếng xây dựng khóa luyện thi THPTQG mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học Sinh Học - Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn: Ơn thi HSG lớp luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An trường Chuyên khác TS.Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo Thầy Nguyễn Đức Tấn II Khoá Học Nâng Cao HSG Học Toán Online Chuyên Gia - Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Tốn Chun dành cho em HS THCS lớp 6, 7, 8, yêu thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập trường đạt điểm tốt kỳ thi HSG - Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học Tổ Hợp dành cho học sinh khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn đôi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia III Kênh học tập miễn phí HOC247 NET cộng đồng học tập miễn phí HOC247 TV kênh Video giảng miễn phí - HOC247 NET: Website hoc miễn phí học theo chương trình SGK từ lớp đến lớp 12 tất môn học với nội dung giảng chi tiết, sửa tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú cộng đồng hỏi đáp sôi động - HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp Video giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa tập, sửa đề thi miễn phí từ lớp đến lớp 12 tất môn Toán- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học Tiếng Anh Trang |