NĂNG LƯỢNG TỪ HỆ HAI MẠCH ĐIỆN LIÊN KẾT CẢM ỨNG

Bài thuyết trình Xêmina Điện học Chủ đề 6: NĂNG LƯỢNG (TỪ) CỦA HỆ HAI MẠCH ĐIỆN LIÊN KẾT CẢM ỨNG Nhóm 6: Lê Thùy Dương Phan Thị Kim Hoa Đỗ Thị Hồng Gấm Nguyễn Thành Lợi Trần Nguyễn Mộng Tuyền Năng lượng riêng dòng điện Phương trình mô tả trình thiết lập dòng điện mạch điện sau: E = L + rI (1) Nhân hai vế phương trình với Idt ta được: E.I.dt = L I.dt + r.I2.dt E.I.dt = L.I.dI + r.I2.dt (2) Vậy khác với dòng điện không đổi, trường hợp dòng điện biến đổi tăng, lượng nguồn điện cung cấp lớn lượng tỏ hiệu ứng Jun lượng LIdI (phần lượng trữ cuộn dây) Khi dòng điện mạch tăng từ tới I toàn lượng dự trữ là: A= (3) Vì dòng điện tăng từ trường tạo dòng điện tăng ta suy rằng: Năng lượng dự trữ nói lượng từ dòng điện, hay lượng riêng dòng điện Wm = A = (4) Phương trình mô tả dòng điện giảm mạch là: L + rI = (5) Do đó: –LIdI = r I2dt (6) Vi phân (4) thu độ giảm lượng riêng: -dWm = - LIdI (7) -dWm = rI2dI (8) Biểu thức (6) cho ta thấy: lượng dự trữ biến đổi thành nhiệt dòng điện mạch giảm Nhận xét: Năng lượng từ trường dòng điện Wm lượng mà nguồn điện sinh thiết lập dòng điện mạch có cuộn tự cảm Công phụ nguồn điện sinh thêm thời gian dt để trì dòng điện qua mạch điện động tự cảm bằng: dA =I E.dt (9) Nhưng |E|=L ⇒dA = I L (10) =ILdI Vậy dA = I.L.dI (11) Do công sinh dòng điện tăng từ giá trị tới giá trị I bằng: A= (12) So sánh với (4) ta có: A = Wm (13) Năng lượng từ trường Năng lượng từ trường dòng điện chạy ống dây bằng: Wm = LI2 (14) Nhưng hệ số tự cảm cuộn dây theo biểu thức: L = µ0µn2V (15) Mặt khác, ta biết cường độ cảm ứng từ ống dây bằng: B = µ µ0nI (16) I= (17) Thay biểu thức (15), (17) vào biểu thức (14), ta được: Wm= Wm= (18) Với B = H (19) Thay (19) vào (18), ta được: Wm= = = = Vậy ta có: Wm = (20) Ta gọi wm= (21) mật độ lượng từ trường 3 Năng lượng (từ) hệ hai dòng điện liên kết Xét hai mạch điện có dòng điện I1 I2 chạy qua, ta tạo hệ dòng điện cách đóng dòng điện mạch 1, mạch hở mạch Sau ta đóng mạch giả sử dòng điện mạch thiết lập ta giữ dòng điện mạch không đổi, cách thay đổi suất điện động mạch Thật đóng mạch 2, mạch xuất suất điện động hổ cảm E h Muốn cho dòng điện I1 không đổi phải thay đổi suất điện động nguồn điện mạch Khi đóng mạch 2, nguồn điện mạch sinh công phần công biến thành nhiệt năng, phần lại dự trữ mạch dạng từ năng, lượng dự trữ bằng: A= (22) Nhưng đóng mạch 2, mạch xuất suất điện động hổ cảm Muốn giữ dòng điện mạch không đổi nguồn điện mạch phải sinh công phụ mạch có suất điện động hổ cảm Eh Công dự trữ mạch điện dạng từ gọi lượng tương hổ A12 hai mạch điện Ta có: mà dA12 = [E n].I1dt [E n] = L12 (23) (24) dA12 = L12 I1 dt = L12.I1.dI2 (25) A12 = Trong đó: L12 hệ số hổ cảm mạch mạch ta giả thuyết thời gian dòng điện thứ thiết lập ta giữ dòng điện I1 không đổi Vậy A12 = L12 I1 A = (26) Ta có lượng dự trữ toàn hệ mạch điện dạng từ hệ dòng điện là: Wm = A1 + A2 + A3 Wm = L1 + L2 +L12.I1.I2 (*) Năng lượng từ trường hệ dòng điện không phụ thuộc vào cách thiết lập hệ dòng điện Bên cạnh ta đóng mạch trước, sau đóng mạch giữ dòng điện mạch không đổi với trình tự ta tính được: Wm = L1 + L2 +L21.I1.I2 (**) So sánh (*) (**) suy ra: L12 = L21 = M Trong đó: M dùng để kí hiệu hệ số hổ cảm mạch (Hết) ... mật độ lượng từ trường 3 Năng lượng (từ) hệ hai dòng điện liên kết Xét hai mạch điện có dòng điện I1 I2 chạy qua, ta tạo hệ dòng điện cách đóng dòng điện mạch 1, mạch hở mạch Sau ta đóng mạch. .. suất điện động hổ cảm Muốn giữ dòng điện mạch không đổi nguồn điện mạch phải sinh công phụ mạch có suất điện động hổ cảm Eh Công dự trữ mạch điện dạng từ gọi lượng tương hổ A12 hai mạch điện. .. suất điện động nguồn điện mạch Khi đóng mạch 2, nguồn điện mạch sinh công phần công biến thành nhiệt năng, phần lại dự trữ mạch dạng từ năng, lượng dự trữ bằng: A= (22) Nhưng đóng mạch 2, mạch