[r]
(1)Cảm ứng ñiện từ
Lê Quang Nguyên
www4.hcmut.edu.vn/~leqnguyen nguyenquangle@zenbe.com
Nội dung
1 Hiện tượng cảm ứng ñiện từ
a Sức ñiện ñộng cảm ứng b Định luật Lenz
c Định luật Faraday Hiện tượng tựcảm
a Sức ñiện ñộng tựcảm b Độtựcảm solenoid Hiện tượng hỗcảm Năng lượng từ trường
a Năng lượng từcủa 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 đổi theo thời gian:
dΦ/dt là ñạo hàm Φ theo thời gian • Vịng dây chuyển động từ
trường tĩnh: dΦ/dt từthơng mà vịng dây qt ñược ñơn vị thời gian
dt dΦ
=
ε
dx x B l
dΦ= Bldx
1b. Định luật Lenz
• Chiều dịng cảm ứng hay sức điện động cảm ứng xác định định luật Lenz:
• Dịng cảm ứng có chiều cho từ trường tạo (từ trường cảm ứng) có xu hướng chống lại sựbiến đổi từ thơng
N S
(2)1c. Định luật Faraday • Định luật Faraday xác ñịnh
cả chiều ñộ lớn sức điện động cảm ứng:
• chiều dương từ thơng chiều dương sức điện động cảm ứng phải liên hệ với theo quy tắc bàn tay phải
dt dΦ
− =
ε
Φ>
ε> 0
2a Sức điện động tựcảm • Xét vịng dây dẫn có dịng
điện biến thiên i(t), tạo từ trường biến thiên
• Từ thơng từ trường gửi qua vòng dây biến thiên, tạo nên sức điện động cảm ứng
• Sức điện động gọi sđđ tự cảm, dịng điện biến thiên vịng dây tạo nên
2a Sức điện động tự cảm (tt) • Liên hệgiữa từ thơng
dịng điện tạo nó:
• đó L là độ tự cảm vịng dây
• Suy sđđ tựcảm:
Li
= Φ
dt di L
− =
ε
•Nếu i tăng lên, dịng tự cảm có chiều ngược với i.
•Nếu i giảm đi, dịng tự cảm chiều với i.
2b. Độ tự cảm của solenoid • Từthơng qua N vịng dây:
• Suy độtự cảm:
• n = N/l mật độvịng • V = Sl thểtích solenoid
I
B
IS l N N
NBS = µ0µ
= Φ
Sl l N S
l N I
L
2
2
0
= =
Φ
= µ µ µ µ
V n L= µ0µ
(3)3 Hiện tượng hỗcảm • Xét hai khung dây ñặt gần
nhau, có dịng điện biến thiên
• Từthơng khung gửi qua khung biến thiên, tạo nên khung dịng điện cảm ứng
• Đó tượng hỗ cảm hai khung dây
3 Hiện tượng hỗ cảm (tt) • Từ thơng dịng i1 gửi qua
vịng dây tỷlệvới i1:
• Từ thơng dịng i2 gửi qua vịng dây tỷlệvới i2:
• với M12 = M21 hệ số hỗ cảm hai vịng dây
• Suy sức đđ hỗ cảm hai vòng dây:
1 12 =M i Φ
2 21 =M i Φ
dt di M
dt di M
1 12
2 21
− =
− =
ε ε
4 Năng lượng từ trường
• Dựa vào định luật Ohm sđđ tự cảm, ta tìm lượng từ solenoid:
• Độtựcảm solenoid:
• Cường độtừ trường solenoid: • Suy ra:
2
Li Um =
V n L=µ0µ
( )ni V H V
Um 0 0
2
1µ µ = µ µ =
ni
H =
4 Năng lượng từ trường (tt)
• Vậy lượng từ trường chứa khơng gian có từ trường với mật độ:
• Kết quảtrên cho từ trường
H B H
um
⋅ = =
2
1
0µ