Bài giảng Vật lý 1: Chương 1 cung cấp cho người học những kiến thức về trường điện từ. Những nội dung chính được trình bày trong chương này gồm có:
Nội dung Hiện tượng cảm ứng ñiện từ a Sức ñiện ñộng cảm ứng b Định luật Lenz c Định luật Faraday Cảm ứng ñiện từ Hiện tượng tự cảm a Sức ñiện ñộng tự cảm b Độ tự cảm solenoid Lê Quang Nguyên www4.hcmut.edu.vn/~leqnguyen nguyenquangle@zenbe.com Hiện tượng hỗ cảm Năng lượng từ trường a Năng lượng từ solenoid b Mật ñộ lượng từ trường 1a Sức điện động cảm ứng • Khi từ thơng qua vịng dây dẫn thay đổi vịng dây xuất sức điện động cảm ứng có độ lớn: • Từ thơng Φ qua vịng dây thay đổi do: • Từ trường thay ñổi theo thời gian: dΦ/dt ñạo hàm Φ theo thời gian • Vịng dây chuyển động từ trường tĩnh: dΦ/dt từ thơng mà vịng dây qt ñược ñơn vị thời gian 1b Định luật Lenz • Chiều dịng cảm ứng hay sức điện ñộng cảm ứng ñược xác ñịnh ñịnh luật Lenz: • Dịng cảm ứng có chiều cho từ trường tạo (từ trường cảm ứng) có xu hướng chống lại biến đổi từ thơng dΦ ε= dt i’ x l B B B’ N dx dΦ = Bldx S 1c Định luật Faraday • Định luật Faraday xác ñịnh chiều ñộ lớn sức ñiện ñộng cảm ứng: 2a Sức ñiện ñộng tự cảm dΦ ε =− dt Φ>0 • chiều dương từ thơng chiều dương sức điện động cảm ứng phải liên hệ với theo quy tắc bàn tay phải ε>0 2a Sức ñiện ñộng tự cảm (tt) Φ = Li ε = −L di dt 2b Độ tự cảm solenoid B • Từ thơng qua N vịng dây: N Φ = NBS = Nµ0 µ IS l • Liên hệ từ thơng dịng điện tạo nó: • L độ tự cảm vịng dây • Suy sđđ tự cảm: • Xét vịng dây dẫn có dịng điện biến thiên i(t), tạo từ trường biến thiên • Từ thơng từ trường gửi qua vịng dây biến thiên, tạo nên sức ñiện ñộng cảm ứng • Sức điện động gọi sđđ tự cảm, dịng điện biến thiên vịng dây tạo nên •Nếu i tăng lên, dịng tự cảm có chiều ngược với i •Nếu i giảm đi, dịng tự cảm chiều với i • Suy độ tự cảm: N2 N Φ L = = µ0 µ S = µ0 µ Sl I l l S L = à0 àn 2V ã n = N/l l mt độ vịng • V = Sl thể tích solenoid I l Hiện tượng hỗ cảm • Xét hai khung dây đặt gần nhau, có dịng điện biến thiên • Từ thơng khung gửi qua khung biến thiên, tạo nên khung dịng điện cảm ứng • Đó tượng hỗ cảm hai khung dây Hiện tượng hỗ cảm (tt) • Từ thơng dịng i1 gửi qua vịng dây tỷ lệ với i1: • Từ thơng dịng i2 gửi qua vịng dây tỷ lệ với i2: • với M12 = M21 hệ số hỗ cảm hai vòng dây Φ = M 12i1 Φ1 = M 21i2 di2 dt di ε = − M 12 dt ε1 = − M 21 • Suy sức đđ hỗ cảm hai vòng dây: Năng lượng từ trường Năng lượng từ trường (tt) • Dựa vào định luật Ohm sđđ tự cảm, ta tìm lượng từ solenoid: U m = Li 2 • Vậy lượng từ trường chứa khơng gian có từ trường với mật độ: • Độ tự cảm solenoid: L = µ0 µn 2V 1 um = µ0 µH = B ⋅ H 2 • Kết cho từ trường • Cường độ từ trường solenoid: H = ni 1 • Suy ra: U m = µ0 µ (ni )2 V = µ0 µH 2V 2 ... gửi qua vịng dây tỷ lệ với i1: • Từ thơng dịng i2 gửi qua vòng dây tỷ lệ với i2: • với M12 = M21 hệ số hỗ cảm hai vòng dây Φ = M 12i1 Φ1 = M 21i2 di2 dt di ε = − M 12 dt ε1 = − M 21 • Suy sức... cảm ứng • Sức ñiện ñộng ñược gọi sññ tự cảm, dịng điện biến thiên vịng dây tạo nên •Nếu i tăng lên, dịng tự cảm có chiều ngược với i •Nếu i giảm đi, dịng tự cảm chiều với i • Suy ñộ tự cảm: N2