http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com CHỦ ĐỀ DÒNG ĐIỆN FU CÔ HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM I.KIẾN THỨC: Định nghĩa Dòng điện FU-CO: Dòng điện cảm ứng sinh khối vật dẫn vật dẫn chuyển động từ trường (hay đặt từ trường) biến đổi theo thời gian dòng điện FU-CO Tác dụng dòng điện FU-CO a Một vài ứng dụng dòng điện FU-CO Gây lực để hãm chuyển động thiết bi máy móc hay dụng cụ Dùng phanh điện từ xe có tải trọng lớn Nhiều ứng dụng Công tơ điện b Một vài ví dụ trường hợp dòng điện FU-CO có hại Làm nóng máy móc, thiết bị Làm giảm công suất động Định nghĩa tượng tự cảm: Hiện tượng cảm ứng điện từ mạch điện biến đổi dòng điện mạch gây Suất điện động tự cảm: + Trong mạch kín có dòng điện i chạy qua dòng điện i gây từ trường, từ trường gây từ thông Φ gọi từ thông riêng mạch: Φ = Li + Hệ số tự cảm ống dây dài: L = 4π.10-7µ N2 S = 4π.10-7n2.V l Đơn vị độ tự cảm henry (H) + Hiện tượng tự cảm tượng cảm ứng điện từ xảy mạch có dòng điện mà biến thiên từ thông qua mạch gây biến thiên cường độ dòng điện mạch + Suất điện động tự cảm: etc = - L ∆i ∆t + Năng lượng từ trường ống dây có dòng điện: WL = Li • VÍ DỤ MINH HỌA VD1 Dòng điện cuộn tự cảm giảm từ 16A đến 0A 0,01s ; suất điện động tự cảm có giá trị trung bình 64V ;độ tự cảm có giá trị : A 0,032H B 0,04H C 0,25H D 4H HD L= E 54 = = 0,04 ( H ) 16 ∆i / ∆t 0,01 ĐỀ SỐ 28 DÒNG ĐIỆN FU - CO HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com VD2 Một ống dây dài l = 30 cm gồm N = 1000 vòng dây, đường kính vòng dây d = cm có dòng điện với cường độ i = A qua a) Tính độ tự cảm ống dây b) Tính từ thông qua vòng dây c) Thời gian ngắt dòng điện t = 0,1 giây, tính suất điện động tự cảm xuất ống dây N2 N2 d HD a) L = 4π.10 µ S = 4π.10-7µ π = 0,02 H l l 2 -7 b) Từ thông qua ống dây: Φ = Li = 0,04 Wb Từ thông qua vòng dây: φ = c) |etc| = |- L Φ = 4.10-5 Wb N ∆i | = 0,4 V ∆t VD3 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 ∆i = (R + r)i = ∆t ∆i i e Li = = t= = 2,5 s ∆t t L e HD Ta có: e + etc = e - L VD4 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 ∆i e − RI = L ∆t ∆i e a) Thời điểm ban đầu với I = 0: = = 1,8.103 A/s ∆t L ∆i e − RI b) Thời điểm I = A: = = 103 A/s ∆t L HD Ta có: e + etc = e - L ∆i = RI ∆t VD5 Trong mạch kín có độ tự cảm 0,5.10-3 H, suất điện động tự cảm 0,25 V tốc độ biến thiên dòng điện bao nhiêu? HD |etc| = |- L ∆i | ∆t | ∆i |e | | = tc = 500 A/s ∆t L VD6 Tìm độ tự cảm ống dây hình trụ gồm 400 vòng, dài 20 cm, tiết diện ngang cm2 hai trường hợp: a) Ống dây lỏi sắt b) Ống dây có lỏi sắt với độ từ thẩm µ = 400 HD a) L = 4π.10-7 N2 S = 9.10-4 H l b) L = 4π.10-7µ ĐỀ SỐ 28 DÒNG ĐIỆN FU - CO HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM N2 S = 0,36 H l http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com VD7 Một ống dây dài 50 cm có 2500 vòng dây Đường kính ống cm Cho dòng 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 ∆i N2 N2 d HD L = 4π.10 µ S = 4π.10-7µ π = 5.10-4 H; |etc| = |- L | = 0,075 V l l 2 ∆t -7 VD8 Tính độ tự cảm ống dây Biết sau thời gian ∆t = 0,01 s, cường độ dòng điện ống dây tăng từ A đến 2,5 A suất điện động tự cảm 30 V HD |etc| = |- L ∆i | ∆t L = |etc| ∆t = 0,2 H; ∆i VD9 Một cuộn tự cảm có độ tự cảm 0,1H , dòng điện biến thiên 200A/s suất điện động tự cảm có giá trị : A 10V B 20V B 0,1kV D 2kV HD E == Li ' = 0,1.200 = 20( V ) VD10 Dòng điện cuộn tự cảm giảm từ 16A đến 0A 0,01s ; suất điện động tự cảm có giá trị trung bình 64V ;độ tự cảm có giá trị : A 0,032H B 0,04H C 0,25H D 4H HD L= E 54 = = 0,04( H ) 16 i' 0,01 VD11 Cuộn tự cảm có L = 2mH có dòng điện cường độ 10A qua.Năng lượng từ trường tích luỹ cuộn tự cảm có giá trị : A 0,05J B 0,1J C 1J D 4H B A 1 HD W = LI = 2.10−3.102 = 0,1( J) 2 E V H42 B A BÀI TẬP TỰ LUẬN B1 Một ống dây dài có ℓ =31,4cm , N = 1000 vòng , diện tích vòng S = 10cm2 , có dòng điện I = 2A qua a Tính từ thông qua vòng b Tính suất điện động tự cảm ống dây ngắt dòng điện thời gian 0,1s c Tính độ tự cảm cuộn dây A 8.10-6 Wb ; B.0,08V C 0,004H B2 Ống dây hình trụ có lõi chân không , chiều dài 20cm, có 1000 vòng, diện tích vòng S= 1000cm2 a Tính độ tự cảm ống dây b Dòng điện qua ống dây tăng từ đến 5A 0,1s ; tính suất điện động tự cảm xuất ống dây ĐỀ SỐ 28 DÒNG ĐIỆN FU - CO HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com c Khi dòng điện ống dây đạt giá trị 5A tính lượng từ tích lũy ống dây lúc này? ĐS:A 6,38.10-2H ; B 3,14V ; C.0,785J B3 Một cuộn dây có L= 3H nối với nguồn E=6V; r= Hỏi sau tính từ lúc nối vào nguồn điện ,cường độ dòng điện tăng đến giá trị 5A? Giả sử cường độ dòng điện tăng theo thời gian Đs: 2,5s II ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP: Câu hỏi 1: Dòng điện qua ống dây lõi sắt biến đổi theo thời gian, 0,01s cường độ dòng điện tăng từ 1A đến 2A suất điện động tự cảm ống dây 20V Tính hệ số tự cảm ống dây độ biến thiên lượng từ trường ống dây: A 0,1H; 0,2J B 0,2H; 0,3J C 0,3H; 0,4J D 0,2H; 0,5J Câu hỏi 2: Một ống dây dài 50cm có 2500 vòng dây, ban kính ống 2cm Một dòng điện biến đổi theo thời gian chạy qua ống dây 0,01s cường độ dòng điện tăng từ đến 1,5A Tính suất điện động tự cảm ống dây: A 0,14V B 0,26V C 0,52V D 0,74V Câu hỏi 3: Một dòng điện ống dây phụ thuộc vào thời gian theo biểu thức I = 0,4(5 – t); I tính ampe, t tính giây Ống dây có hệ số tự cảm L = 0,005H Tính suất điện động tự cảm ống dây: A 0,001V B 0,002V C 0,003 V D 0,004V Câu hỏi 4: Một ống dây có hệ số tự cảm 0,01H Khi có dòng điện chạy qua ống dây có lượng 0,08J Cường độ dòng điện chạy qua ống dây bằng: A 1A B 2A C 3A D 4A Câu hỏi 5: Một ống dây quấn với mật độ 2000 vòng/m Ống tích 500cm2, mắc vào mạch điện, sau đóng công tắc, dòng điện biến thiên theo thời(A) i gian đồ thị bên hình vẽ ứng với thời gian đóng công tắc từ đến 0,05s Tính suất điện động tự cảm ống khoảng thời gian trên: A 2π.10-2V B 8π.10-2V C 6π.10-2V t(s) 0,05 D 5π.10-2V Câu hỏi 6: Một ống dây dài 40cm có tất 800 vòng dây Diện tích tiết diện ống dây 10cm2 Cường độ dòng điện qua ống tăng từ đến 4A Hỏi nguồn điện cung cấp cho ống dây lượng bao nhiêu: A 1,6.10-2J B 1,8.10-2J C 2.10-2J D 2,2.10-2J Câu hỏi 7: Đáp án sau sai : suất điện động tự cảm có giá trị lớn khi: A độ tự cảm ống dây lớn B cường độ dòng điện qua ống dây lớn C dòng điện giảm nhanh D dòng điện tăng nhanh Câu hỏi 8: Đáp án sau sai : Hệ số tự cảm ống dây: A phụ thuộc vào cấu tạo kích thước ống dây B có đơn vị Henri(H) C tính công thức L = 4π.10-7NS/l D lớn số vòng dây ống dây nhiều ĐỀ SỐ 28 DÒNG ĐIỆN FU - CO HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com Câu hỏi 9: Cho mạch điện hình vẽ Chọn đáp án sai: Khi đóng khóa K thì: R A đèn (1) sáng lập tức, đèn (2) sáng từ từ L B đèn (1) đèn (2) sáng lên C đèn (1) đèn (2) sáng từ từ K E D đèn (2) sáng lập tức, đèn (1) sáng từ từ Câu hỏi 10: Một mạch điện có dòng điện chạy qua biến đổi theo thời gian biểu diễn đồ thị hình vẽ bên Gọi suất điện động tự cảm mạch khoảng thời gian từ đến 1s i(A) e1, từ 1s đến 3s e2 thì: A e1 = e2/2 B e1 = 2e2 C.e1 = 3e2 D.e1 = e2 : t(s) Câu hỏi 11: Một cuộn dây có độ tự cảm L = 30mH, có dòng điện chạy qua biến thiên đặn 150A/s suất điện động tự cảm xuất có giá trị : A 4,5V B 0,45V C 0,045V D 0,05V Câu hỏi 12: Một ống dây dài 50cm tiết diện ngang ống 10cm2 gồm 100 vòng Hệ số tự cảm ống dây là: A 25µH B 250µH C 125µ D 1250µH Câu hỏi 13: Năng lượng từ trường ống dây có dạng biểu thức là: A W = Li/2 B W = Li2/2 C W = L2i/2 D W = Li2 Câu hỏi 14: Một ống dây có hệ số tự cảm 100mH, có dòng điện chạy qua ống dây có lượng 0,05J Cường độ dòng điện qua ống dây bằng: A 0,1A B 0,7A C 1A D 0,22A Câu hỏi 15: Đơn vị hệ số tự cảm Henri(H) tương đương với: A J.A2 B J/A2 C V.A2 D V/A2 Câu hỏi 16: Dòng điện chạy mạch giảm từ 32A đến thời gian 0,1s Suất điện động tự cảm xuất mạch 128V Hệ số tự cảm mạch là: A 0,1H B 0,2H C 0,3H D 0,4H Câu hỏi 17: Dòng điện cuộn tự cảm giảm từ 16A đến 0,01s, suất điện động tự cảm cuộn có giá trị trung bình 64V Độ tự cảm mạch có giá trị: A 0,032H B 0,04H C 0,25H D 4H Câu hỏi 18: Cho mạch điện hình vẽ Hiện tượng tự cảm phát sinh mạch đCiện có tượng sau đây: ĐỀ SỐ 28 DÒNG ĐIỆN FU - CO HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM E L K http://lophocthem.com A Đóng khóa K Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com B Ngắt khóa K C Đóng khóa K di chuyển chạy C D A, B, C R Câu hỏi 19: Hình vẽ bên K ngắt dòng điện tự cảm ống dây gây ra, dòngR điện qua Q M có chiều: E L A Itc từ M đến N; IR từ Q đến M B Itc từ M đến N; IR từ M đến QN C Itc từ N đến M; IR từ Q đến M D Itc từ N đến M; IR từ M đến Q K P Câu hỏi 20: Hình vẽ bên K đóng dòng điện tự cảm ống dây gây ra, dòng R R điện qua Q M có chiều: E L A Itc từ M đến N; IR từ Q đến M B Itc từ M đến N; IR từ M đến QN C Itc từ N đến M; IR từ Q đến M D Itc từ N đến M; IR từ M đến Q K P Câu hỏi 21: Một cuộn cảm có độ tự cảm 0,1H, có dòng điện biến thiên 200A/s suất điện động tự cảm xuất có giá trị: A 10V B 20V C 0,1kV D 2kV Câu hỏi 22: Suất điện động cảm ứng cuộn dây có hệ số tự cảm 0,2H dòng điện có cường độ biến thiên 400A/s là: A 10V B 400V C 800V D 80V Câu hỏi 23: Một cuộn cảm có độ tự cảm 2mH, lượng tích lũy cuộn 0,4J Tính cường độ dòng điện cuộn dây: A 10A B 20A C 1A D 2A Câu hỏi 24: Một cuộn dây có hệ số tự cảm 10mH có dòng điện 20A chạy qua Năng lượng từ trường tích lũy cuộn dây là: A 2J B 4J C 0,4J D 1J Câu hỏi 25: Một mét khối không gian có từ trường B = 0,1T có lượng: A 0,04J B 0,004J C 400J D 4000J Câu hỏi 26: Hình vẽ bên dịch chạy điện trở C phía N dòng điện tự cảm ống dây gây dòng điện qua biến trở C có chiều: A IR từ M đến N; Itc từ Q đến P C IR từ N đến M; Itc = B IR từ M đến N; Itc từ P đến Q D IR từ N đến M; Itc từ P đến Q C P N M L E Q Câu hỏi 27: Trong hình vẽ bên đáp án sau xác định chiều dòng điện tự cảm ống dây gây dòng điện qua đèn thời gian K đóng: R A Itc từ A đến B; I2 từ B đến C B Itc từ A đến B; I2 từ C đến B A C Itc từ B đến A; I2 từ B đến C D Itc từ B đến A; I2 từ C đến B C B C K E Câu hỏi 28: Trong hình vẽ bên đáp án sau xác định chiều dòng điện ĐỀ SỐ 28 DÒNG ĐIỆN FU - CO HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM R A B http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com tự cảm ống dây gây dòng điện qua đèn thời gian K ngắt: A Itc từ A đến B; I2 từ B đến C B Itc từ A đến B; I2 từ C đến B C Itc từ B đến A; I2 từ B đến C D Itc từ B đến A; I2 từ C đến B Câu hỏi 29: Trong hình vẽ câu hỏi 28 đáp án sau xác định chiều dòng điện tự cảm ống dây gây dòng điện qua nhánh gồm đèn 1và R cuối thời gian K ngắt: A Itc từ A đến B; I1 từ A đến C B Itc từ A đến B; I1 từ C đến A C Itc từ B đến A; I1 từ A đến C D Itc từ B đến A; I1 từ C đến A R L K2 Câu hỏi 30: Một ống dây gồm 500 vòng có chiều dài 50cm, tiết diện ngang ống 100cm E Lấy π = 3,14; hệ số tự cảm ống dây có giá trị: A 15,9mH B 31,4mH C 62,8mH D 6,28Mh ĐÁP ÁN ĐỀ TRẮC NGHIỆM Câu Đáp án Câu Đáp án Câu Đáp án B 11 A 21 B D 12 A 22 D B 13 B 23 B D 14 C 24 A B 15 B 25 D ĐỀ SỐ 28 DÒNG ĐIỆN FU - CO HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM A 16 D 26 D B 17 B 27 C C 18 D 28 A A 19 A 29 B 10 B 20 C 30 D ... vòng S= 1000cm2 a Tính độ tự cảm ống dây b Dòng điện qua ống dây tăng từ đến 5A 0,1s ; tính suất điện động tự cảm xuất ống dây ĐỀ SỐ 28 DÒNG ĐIỆN FU - CO HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM http://lophocthem.com... cuộn cảm có độ tự cảm 0,1H, có dòng điện biến thiên 200A/s suất điện động tự cảm xuất có giá trị: A 10V B 20V C 0,1kV D 2kV Câu hỏi 22: Suất điện động cảm ứng cuộn dây có hệ số tự cảm 0,2H dòng điện. .. án sau xác định chiều dòng điện ĐỀ SỐ 28 DÒNG ĐIỆN FU - CO HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM R A B http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com tự cảm ống dây gây dòng điện qua đèn thời gian