Bài 25. Tự cảm

Bài 25. Tự cảm tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vực kinh tế, kinh...

Trường THPT Lê Lợi Tổ Vật lí - KTCN Kính chào quý thầy cô giáo và các em học sinh lớp 11B1 về tham dự tiết học này! KIỂM TRA BÀI CŨ Phát biểu các định nghĩa: +Dòng điện cảm ứng; +Hiện tượng cảm ứng điện từ Đáp án: +Khi từ thông qua mạch kín biến thiên thì trong mạch xuất hiện dòng điện gọi là dòng điện cảm ứng. +Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch kín gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ +Hiện tượng cảm ứng điện từ chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ thông qua mạch kín biến thiên Câu 2. Phát biểu định nhĩa: +Suất điện động cảm ứng +Định luật Fa-ra-đây KIỂM TRA BÀI CŨ Đáp án: + Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín + Định luật Fa-ra-đây: Độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín đó t e C ∆ ∆Φ = Trong bài học hôm nay, chúng ta xét một loại hiện tượng cảm ứng điện từ đặc biệt là Hiện tượng tự cảm: đây là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong mạch kín có dòng điện biến thiên theo thời gian Bài 25. TỰ CẢM I-TỪ THÔNG RIÊNG CỦA MỘT MẠCH KÍN - Từ thông riêng của một mạch kín là từ thông gây ra bởi từ trường do dòng điện trong mạch sinh ra. - L: Độ tự cảm của ống dây dài (cuộn cảm), chỉ phụ thuộc vào cấu tạo và kích thước của mạch kín - Đơn vị độ tự cảm L: henry (H) Ф = L.i (1) l SN 104 L 2 7- π = (2) C1: Hãy thiết lập công thức (2) - Công thức (2) áp dụng cho ống dây điện hình trụ có chiều dài l khá lớn so với diện tích S -> Ống dây tự cảm hay cuôn cảm - Ký hiệu: L Bài 25. TỰ CẢM I-TỪ THÔNG RIÊNG CỦA MỘT MẠCH KÍN - Độ tự cảm L của ống dây có lõi sắt: l SN 104 L 2 7- µπ = µ : Độ từ thẩm (có giá trị cỡ 10 4 ) II-HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM: 1. Định nghĩa: (SGK) - Hiện tượng tự cảm luôn xảy ra ở mạch điện một chiều khi đóng, ngắt mạch và mạch điện xoay chiều. 2. Một số ví dụ về hiện tượng tự cảm: Hãy giải thích hiện tượng trên II-HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM: Bài 25. TỰ CẢM a. Hiện tượng tự cảm khi đóng mạch: X X L R 1 2 + - K - Hiện tượng: Khi đóng khoá K đèn 1 sáng lên ngay, đèn 2 sáng lên từ từ - Giải thích:Đóng K, dòng điện qua L và đèn 2 tăng lên đột ngột -> trong L xảy ra hiện tượng tự cảm. SĐĐ cảm ứng xuất hiện làm cản trở nguyên nhân sinh ra nó ->cản trở sự tăng dòng qua L -> dòng điện qua L và đèn 2 tăng lên chậm 2. Một số ví dụ về hiện tượng tự cảm: II-HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM: b. Hiện tượng tự cảm khi ngắt mạch: X L R Đèn + - K i L - Hiện tượng: Khi ngắt khoá K đèn sáng bừng lên trước khi tắt - Giải thích: Ban đầu có dòng i L trong mạch, ngắt K->dòng i L giảm đột ngột xuống 0-> trong L xảy ra hiện tượng tự cảm chống lại sự giảm của i L -> L xuất hiện dòng điện cảm ứng cùng chiều với i L ban đầu -> dòng này chạy qua đèn làm nó sáng lên trước khi tắt. Hãy giải thích hiện tượng trên Bài 25. TỰ CẢM Hãy trả lời C2 trong SGK Bài 25. TỰ CẢM III-SUẤT ĐIỆN ĐỘNG TỰ CẢM: 1. Suất điện động tự cảm: t i L e tc ∆ ∆ −= - Khái niệm:Suất điện động tự cảm có độ lớn tỉ lệ với tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch 2. Năng lượng từ trường của ống dây tự cảm: - Cuộn cảm là một linh kiện có chức năng tích luỹ năng lượng từ trường khi có dòng điện chạy qua. 2 Li 2 1 W = Hãy trả lời C3 trong SGK IV-ỨNG DỤNG: [...].. .Bài 25 TỰ CẢM CÁC KIẾN THỨC CẦN NHỚ CÁC KIẾN THỨC CẦN NHỚ I Từ thông riêng của một mạch kín II Trường THPT Lê Quý Đôn Lớp 11 B Môn: Vật Lý Soạn bài: Tổ Bài 25 Tự Cảm I- Từ thông riêng mạch kín + Một mạch kín (c), có dòng điện mạch có từ trường → mạch có từ thông riêng Φ: L ? Đơn vị của L ? Φ = L.i L: độ tự cảm mạch ( H: henry ) + L của ống dây có N vòng, chiều dài ℓ, tiết diện S: L = 4π.10 -7 S N ℓ Nếu ống dây có lõi sắt thì: -7 L = 4π.10 μ S N ℓ µ? R K II- Hiện tượng tự cảm Định nghĩa: tượng dòng điện mạch biến thiên, từ thông qua mạch biến thiên, mạch tự xuất dđ cảm ứng Một số ví dụ về tượng tự cảm: + Ví dụ 1: đóng khóa k mạch điện: - Khi đóng k: đèn Đ1 sáng lên ngay, Đ2 sáng lên từ từ sau sáng bình thường A Đ1 Nhận xét B L tượng giải thích ? R C Đ2 D k - Giải thích: đóng k, dòng điện qua L tăng, sđđ tự cảm xuất chống lại tăng dòng điện nên đèn Đ2 sáng lên từ từ + Ví dụ 2: ngắt khóa k mạch điện: - Khi ngắt khóa k: đèn Đ sáng bừng lên rồi mới tắt Đ Nhận xét tượng iL giải thích ? L k - Giải thích: Khi ngắt khóa k, dòng điện iL qua L giảm đột ngột làm xuất dòng điện.Cảm ứng ic cùng chiều iL chạy qua đèn Đ làm sáng bừng lên rồi mới tắt MỞ K Đ Đ L ĐÓNG K + K - + K - Công thức ec ? III- Suất điện động tự cảm: ? Công thức từ thông riêng ? + suất điện động tự cảm: sđđ cảm ứng sinh tượng tự cảm ∆Φ e Vậy e tc tc =- = - L , Φ = L.i → ΔΦ = L.Δi ∆t ∆i ∆t = - L i –i t –t Suất điện động tự cảm ? + Năng lượng từ trường ống dây tự cảm: IV ỨNG DỤNG: Cuộn cảm được dùng mạch dao động các máy biến áp… W= 12 Li Bài học đến kết thúc QUI TẮT XÁC ĐỊNH CHIỀU DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG ( ĐỊNH LUẬT LENTZ) Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra chống lại sự biến thiên của từ thông sinh ra nó I C B B C S N I C B B C S N R Đ 1 C A K B D Đ 2 L , R ??? KIEÅM TRA BAØI CUÕ 1. Khái niệm từ thông? Viết biểu thức và nêu đơn vị của các đại lượng trong biểu thức. KIEÅM TRA BAØI CUÕ TRẢ LỜI - Từ thông đặc trưng cho số đường cảm ứng từ xuyên qua diện tích giới hạn bởi vòng dây. - Biểu thức: Φ = N.B.S.cosα - Đơn vị: Φ : Từ thông (Wb) B: Cảm ứng từ (T) S: Diện tích (m 2 ) B  α n  KIEÅM TRA BAØI CUÕ 2. Phát biểu định nghĩa: - Suất điện động cảm ứng - Tốc độ biến thiên của từ thông. KIEÅM TRA BAØI CUÕ TRẢ LỜI : Suất điện động cảm ứng: - Là suất điện động gây ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín. - Suất điện động cảm ứng trong mạch được xác định bởi biểu thức: Dấu (-) trong công thức phù hợp với định luật len-xơ ∆Φ: là độ biến thiên từ thông qua mạch ( C ) trong thời gian ∆t Tốc độ biến thiên của từ thông: c e t φ ∆ = ∆ = ∆ ∆Φ t Là tốc độ biến thiên từ thông qua mạch ( C) trong thời gian ∆t Trong thí nghiệm Faraday, dòng điện cảm ứng xuất hiện là do sự biến đổi từ thông gửi qua diện tích của mạch gây ra. Từ thông đó do từ trường bên ngoài tạo nên. Bây giờ, nếu ta làm thay đổi cường độ dòng điện sẵn có trong mạch để từ thông do chính dòng điện đó sinh ra và gửi qua diện tích của mạch thay đổi, thì trong mạch cũng xuất hiện một dòng điện cảm ứng, phụ thêm vào dòng điện chính sẵn có của mạch. Dòng điện cảm ứng này gọi là dòng điện tự cảm. Hiện tượng đó được gọi là hiện tượng tự cảm. I. TỪ THÔNG RIÊNG CỦA MỘT MẠCH KÍN I. TỪ THÔNG RIÊNG CỦA MỘT MẠCH KÍN Một mạch kín (C) có dòng điện i. Dòng điện i gây ra một từ trường, từ trường này gây ra một từ thông Φ qua ( C) gọi là từ thông riêng của mạch. Cho biết quan hệ giữa Φ với B? Φ= N.B.S.cosα Nghĩa là Φ tỉ lệ với B I. TỪ THÔNG RIÊNG CỦA MỘT MẠCH KÍN Một mạch kín (C) có dòng điện i. Dòng điện i gây ra một từ trường, từ trường này gây ra một từ thông Φ qua ( C) gọi là từ thông riêng của mạch. I. TỪ THÔNG RIÊNG CỦA MỘT MẠCH KÍN Φ = L.i L: độ tự cảm của ( C), phụ thuộc vào cấu tạo và kích thước của ( C) I. TỪ THÔNG RIÊNG CỦA MỘT MẠCH KÍN Một ống dây chiều dài l, tiết diện S, gồm N vòng dây, có cường độ i chạy qua, độ tự cảm của ống dây là: I. TỪ THÔNG RIÊNG CỦA MỘT MẠCH KÍN L: độ tự cảm của ống dây có lõi sắt L = 4.π.10 -7 . 2 N .S l L = µ.4.π.10 -7 . 2 N .S l µ: Độ từ thẩm, đặc trưng cho từ tính của lõi sắt (có giá trị cỡ 10 4) [...]... TRƯỜNG CỦA Ống dây tự cảm Năng lượng này chính là năng lượng đã được tích lũy trong ống dây tự cảm khi có dòng điện chạy qua III SUẤT ĐIỆN ĐỘNG TỰ CẢM I TỪ THƠNG RIÊNG CỦA MỘT MẠCH KÍN II HiỆN TƯỢNG TỰ CẢM 1 ĐỊNH NGHĨA 2 MỘT SỐ VÍ DỤ III SUẤT ĐIỆN ĐỘNG TỰ CẢM 1 SuẤT ĐiỆN ĐỘNG TỰ CẢM 2 NĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG CỦA Ống dây tự cảm 2 Năng lượng từ trường của ống dây tự cảm - Khi cuộn dây tự cảm có dòng điện... tắt III SUẤT ĐIỆN ĐỘNG TỰ CẢM I TỪ THƠNG RIÊNG CỦA MỘT MẠCH KÍN II HiỆN TƯỢNG TỰ CẢM 1 ĐỊNH NGHĨA 2 MỘT SỐ VÍ DỤ III SUẤT ĐIỆN ĐỘNG TỰ CẢM 1 SUẤT ĐiỆN ĐỘNG TỰ CẢM 1 Khi có hiện tượng tự cảm xảy ra trong một mạch điện thì suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch được gọi là suất điện động tự cảm III SUẤT ĐIỆN ĐỘNG TRNG THPT TN PHONG B MễN VT Lí GIO N IN T KH I 11 Giaựo vieõn: NGUYEN NGOẽC THUYỉ DUNG KIỂM TRA BÀI CŨ Câu 1 Câu 1 Câu 2 Câu 2 Trường THPT Tân Phong Bộ môn Vật Lý BÀI GIẢNG VẬT LÝ 11 BÀI GIẢNG VẬT LÝ 11 GV: Nguyễn Ngọc Thuỳ Dung KT BÀI CŨ BÀI HỌC I.THÍ NGHIỆM II.ĐỘ TỰ CẢM III. SĐĐ TỰ CẢM IV. NĂNG LƯNG TỪ TRƯỜNG CỦNG CỐ HI HI ỆN TƯỢNG ỆN TƯỢNG TỰ CẢM TỰ CẢM HI HI ỆN TƯỢNG ỆN TƯỢNG TỰ CẢM TỰ CẢM KT BÀI CŨ BÀI HỌC I.THÍ NGHIỆM II.ĐỘ TỰ CẢM III. SĐĐ TỰ CẢM IV. NĂNG LƯNG TỪ TRƯỜNG CỦNG CỐ I. THÍ NGHIỆM: E r Đ + - K MỞ K ĐĨNG K E r Đ + - K L Hình 1 Hình 2 Mạch điện hình 1 và 2 có gì khác nhau? - Hình 2 có mắc thêm cuộn dây L có lõi sắt ở giữa. Hãy quan sát sự cháy sáng của đèn Đ ở hai hình khi đóng khố K? - Khi đóng khố K, đèn Đ ở hình 1 sáng ngay, đèn Đ ở hình 2 dần dần sáng lên. Hãy quan sát sự khác nhau của đèn Đ ở hai hình khi mở khố K? - Khi mở khố K, đèn Đ ở hình 1 tắt ngay, đèn Đ ở hình 2 sáng l lên rồi tắt dần. Vì sao có sự khác nhau này giữa hai mạch điện ở hình 1 và 2 ? KT BÀI CŨ BÀI HỌC I.THÍ NGHIỆM II.ĐỘ TỰ CẢM III. SĐĐ TỰ CẢM IV. NĂNG LƯNG TỪ TRƯỜNG CỦNG CỐ  Giải thích: E r Đ + - K L MỞ K ĐĨNG K I I - Khi K đóng, dòng điện chạy qua L tăng. Xuất hiện dòng điện cảm ứng I C có chi uề chống lại sự tăng của dòng điện chính trong mạch. Kết quả là dòng điện I qua đèn tăng chậm. 0≠∆⇒ φ SB.=⇒ φ tăng InB 10.4 7− =⇒ π tăng B  I C C B  I Nêu biểu thức từ trường của ống dây sinh ra khi có dòng điện I chạy qua? Nêu biểu thức xác đònh từ thông xuyên qua vòng dây? Cái gì xuất hiện khi có sự biến thiên từ thông qua diện tích giới hạn bởi vòng dây? B  I C C B  I KT BÀI CŨ BÀI HỌC I.THÍ NGHIỆM II.ĐỘ TỰ CẢM III. SĐĐ TỰ CẢM IV. NĂNG LƯNG TỪ TRƯỜNG CỦNG CỐ  Giải thích: - Khi K mở, dòng i n ch y đ ệ ạ qua L giảm nhanh. Ống dây cũng sinh ra dòng điện cảm ứng chống lại sự giảm của dòng điện chính. Vì từ thơng xun qua cuộn dây giảm mạnh nên dòng điện cảm ứng I C lớn, chạy qua đèn làm đèn l sáng lên. 0≠∆⇒ φ SB.=⇒ φ giảm InB 10.4 7− =⇒ π giảm B  I C C B  I E r Đ + - K L ĐĨNG KMỞ K I I B  I C C B  I KT BÀI CŨ BÀI HỌC I.THÍ NGHIỆM II.ĐỘ TỰ CẢM III. SĐĐ TỰ CẢM IV. NĂNG LƯNG TỪ TRƯỜNG CỦNG CỐ ILISn 10.4 7 =≈⇒ − πφ Với phụ thuộc vào dạng hình học của ống dây hay phần của mạch điện gọi là độ tự cảm (L>0). SnL .10.4 7− ≈ π nIB .10.4 7− ≈ π Từ trường trong lòng ống dây: SBSB .cos == αφ Từ thơng xun qua lòng ống dây: II. ĐỘ TỰ CẢM: ( vì mặt phẳng chứa vòng dây nên ). ⊥B  0= α A Wb H 1 1 1 = Đơn vị độ tự cảm: Trong hệ SI, đơn vị độ tự cảm là Henry, ký hiệu H Hãy nêu biểu thức tính từ thông chui qua diện tích S của vòng dây? B  n  KT BÀI CŨ BÀI HỌC I.THÍ NGHIỆM II.ĐỘ TỰ CẢM III. SĐĐ TỰ CẢM IV. NĂNG LƯNG TỪ TRƯỜNG CỦNG CỐ III. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG TỰ CẢM: IL ∆=∆⇒ . φ t E ∆ ∆ = φ Ta có Đối với ống dây nhất định L = hằng số, Vậy suất điện động tự cảm tỉ lệ với tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện chạy trong mạch đó. Với ILIL .'. 12 −=−=∆ φφφ t I LE ∆ ∆ = Do đó: Hãy nhắc lại biểu thức tính suất điện động cảm ứng của vòng dây? Hãy nhận xét sự phụ thuộc của suất điện động E? KT BÀI CŨ BÀI HỌC I.THÍ NGHIỆM II.ĐỘ CHÀO MỪNG QUÝ THẦY CÔ VỀ DỰ GIỜ VÀ THĂM LỚP 11B Trường THPT – DTNT Tỉnh Giáo viên dạy: Ngô Thị Thanh Quý Tổ: Tự Nhiên Kiểm tra bài cũ: Câu hỏi: Em hãy phát biểu định luật Farađây về hiện tượng cảm ứng điện từ ? Viết biểu thức của định luật ? Trả lời: * Định luật: Độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín đó. KIỂM TRA BÀI CŨ Phát biểu các định nghĩa: +Dòng điện cảm ứng; +Hiện tượng cảm ứng điện từ Đáp án: +Khi từ thông qua mạch kín biến thiên thì trong mạch xuất hiện dòng điện gọi là dòng điện cảm ứng. +Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch kín gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ +Hiện tượng cảm ứng điện từ chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ thông qua mạch kín biến thiên Câu 2. Phát biểu định nhĩa: +Suất điện động cảm ứng +Định luật Fa-ra-đây KIỂM TRA BÀI CŨ Đáp án: + Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín + Định luật Fa-ra-đây: Độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín đó t e C ∆ ∆Φ = Trong bài học hôm nay, chúng ta xét một loại hiện tượng cảm ứng điện từ đặc biệt là Hiện tượng tự cảm: đây là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong mạch kín có dòng điện biến thiên theo thời gian TIẾT 48 - Bài 25. TỰ CẢM I-TỪ THÔNG RIÊNG CỦA MỘT MẠCH KÍN - Từ thông riêng của một mạch kín là từ thông gây ra bởi từ trường do dòng điện trong mạch sinh ra. - L: Độ tự cảm của ống dây dài (cuộn cảm), chỉ phụ thuộc vào cấu tạo và kích thước của mạch kín - Đơn vị độ tự cảm L: henry (H) Ф = L.i (1) l SN 104 L 2 7- π = (2) C1: Hãy thiết lập công thức (2) - Công thức (2) áp dụng cho ống dây điện hình trụ có chiều dài l khá lớn so với diện tích S -> Ống dây tự cảm hay cuôn cảm - Ký hiệu: L Bài 25. TỰ CẢM I-TỪ THÔNG RIÊNG CỦA MỘT MẠCH KÍN - Độ tự cảm L của ống dây có lõi sắt: l SN 104 L 2 7- µπ = µ : Độ từ thẩm (có giá trị cỡ 10 4 ) II-HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM: 1. Định nghĩa: (SGK) - Hiện tượng tự cảm luôn xảy ra ở mạch điện một chiều khi đóng, ngắt mạch và mạch điện xoay chiều. 2. Một số ví dụ về hiện tượng tự cảm: Hãy giải thích hiện tượng trên II-HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM: Bài 25. TỰ CẢM a. Hiện tượng tự cảm khi đóng mạch: X X L R 1 2 + - K - Hiện tượng: Khi đóng khoá K đèn 1 sáng lên ngay, đèn 2 sáng lên từ từ - Giải thích:Đóng K, dòng điện qua L và đèn 2 tăng lên đột ngột -> trong L xảy ra hiện tượng tự cảm. SĐĐ cảm ứng xuất hiện làm cản trở nguyên nhân sinh ra nó ->cản trở sự tăng dòng qua L -> dòng điện qua L và đèn 2 tăng lên chậm 2. Một số ví dụ về hiện tượng tự cảm: II-HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM: b. Hiện tượng tự cảm khi ngắt mạch: X L R Đèn + - K i L - Hiện tượng: Khi ngắt khoá K đèn sáng bừng lên trước khi tắt - Giải thích: Ban đầu có dòng i L trong mạch, ngắt K->dòng i L giảm đột ngột xuống 0-> trong L xảy ra hiện tượng tự cảm chống lại sự giảm của i L -> L xuất hiện dòng điện cảm ứng cùng chiều với i L ban đầu -> dòng này chạy qua đèn làm nó sáng lên trước khi tắt. Hãy giải thích hiện tượng trên Bài 25. TỰ CẢM Hãy trả lời C2 trong SGK Bài 25. TỰ CẢM III-SUẤT ĐIỆN ĐỘNG TỰ CẢM: 1. Suất điện động tự cảm: t i L e tc ∆ ∆ −= - Khái niệm:Suất điện động tự cảm có độ lớn tỉ lệ với tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch 2. Năng lượng từ trường của ống dây tự cảm: - Cuộn cảm là một linh kiện có chức năng tích luỹ năng lượng từ trường khi có dòng điện chạy qua. 2 Li 2 1 W = Hãy trả lời C3 trong SGK IV-ỨNG DỤNG: [...].. .Bài 25 TỰ CẢM CÁC KIẾN THỨC CẦN NHỚ CÁC KIẾN THỨC CẦN NHỚ I Từ thông riêng của một mạch kín II ... điện động tự cảm: sđđ cảm ứng sinh tượng tự cảm ∆Φ e Vậy e tc tc =- = - L , Φ = L.i → ΔΦ = L.Δi ∆t ∆i ∆t = - L i –i t –t Suất điện động tự cảm ? + Năng lượng từ trường ống dây tự cảm: IV... ℓ µ? R K II- Hiện tượng tự cảm Định nghĩa: tượng dòng điện mạch biến thiên, từ thông qua mạch biến thiên, mạch tự xuất dđ cảm ứng Một số ví dụ về tượng tự cảm: + Ví dụ 1: đóng khóa.. .Bài 25 Tự Cảm I- Từ thông riêng mạch kín + Một mạch kín (c), có dòng điện mạch có từ trường → mạch có từ thông riêng Φ: L ? Đơn vị của L ? Φ = L.i L: độ tự cảm mạch ( H: henry