Bài giảng Cảm ứng điện từ

HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Dòng điện sinh ra từ trường.. Bằng các thí nghiệm của mình, Nhà bác học Faraday đã phát hiện ra rằng: mỗi khi từ thông qua mạch kín biến thiên thì trong mạch x

NỘI DUNG

 Chương 1 Trường tĩnh điện

 Chương 2 Vật dẫn và Điện môi

 Chương 3 Dòng điện không đổi

 Chương 4 Từ trường của dòng điện không đổi

 Chương 5 Hiện tượng cảm ứng điện từ

 Chương 6 Tính chất sóng của ánh sáng

 Chương 7 Tính chất lượng tử của ánh sáng

BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ VẬT LÝ ĐIỆN - QUANG

NỘI DUNG

 Chương 1 Trường tĩnh điện

 Chương 2 Vật dẫn và Điện môi

 Chương 3 Dòng điện không đổi

 Chương 4 Từ trường của dòng điện không đổi

 Chương 5 Hiện tượng cảm ứng điện từ

 Chương 6 Tính chất sóng của ánh sáng

 Chương 7 Tính chất lượng tử của ánh sáng

BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ VẬT LÝ ĐIỆN - QUANG

5.1.1 Thí nghiệm về cảm ứng điện từ

5.1 HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

Dòng điện sinh ra từ trường Ngược lại, từ trường có sinh ra dòng điện không?

Bằng các thí nghiệm của mình, Nhà bác học Faraday đã phát hiện ra rằng: mỗi khi từ thông qua mạch kín biến thiên thì trong mạch xuất hiện dòng điện Dòng điện đó được gọi là dòng điện cảm ứng và hiện tượng phát sinh ra dòng điện cảm ứng gọi là hiện tượng cảm ứng điện – từ

Sự biến thiên của từ thông gửi qua mạch kín là nguyên nhânsinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín đó

Dòng điện cảm ứng chỉ xuất hiện trong thời gian từ thôngqua mạch kín thay đổi

Cường độ dòng điện cảm ứng tỷ lệ thuận với tốc độ biếnthiên của từ thông gửi qua mạch

Chiều của dòng cảm ứng phụ thuộc từ thông tăng hay giảm

5.1 HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

5.1.1 Thí nghiệm về cảm ứng điện từ

Định luật Lenz: Chiều của dòng điện cảm ứng

5.1 HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

5.1.2 Các định luật cơ bản về cảm ứng điện từ

5.1 HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

Định luật Lenz: Chiều của dòng điện cảm ứng 5.1.2 Các định luật cơ bản về cảm ứng điện từ

v

chiều sao cho từ trường mà

nó sinh ra chống lại sự biến thiên của từ thông sinh ra nó

Ý nghĩa: Định luật Lenz cho phép xác định chiều của dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín bất kì khi từ thông qua mạch đó biến thiên

Icưv

Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín bằng về trị số nhưng trái dấu với tốc độ biến thiên của

từ thông gửi qua diện tích giới hạn bởi mạch điện

m C

=

dt

5.1 HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

Định luật Faraday: Suất điện động cảm ứng 5.1.2 Các định luật cơ bản về cảm ứng điện từ

Để xuất hiện dòng điện cảm ứng trong một mạch điện kín

hoặc mạch kín chuyển động trong từ trường

5.1 HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

Máy phát điện:

5.1.3 Một số ví dụ về cảm ứng điện từ

Từ thông qua khung:

5.1 HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

Dòng điện Foucault:

5.1.3 Một số ví dụ về cảm ứng điện từ

dẫn trong từ trường biến thiên thì trong lòng vật dẫn xuất hiện các

điện xoáy hay dòng điện Foucault

Thí nghiệm

Chiều của dòng điện tự cảm tuân theo định luật Lentz, nghĩa là

nó luôn có xu hướng làm cho dòng điện trong mạch đạt trạngthái ổn định

L gọi là hệ số tự cảm của mạch

Từ định lý Biot - Savart - Laplace B  I

Theo biểu thức của từ thông: Φm  ∫ B dS   ⋅

d LI d

ξ = −

điện đặt trong môi trường không có tính sắt từ

Hệ số tự cảm của ống dây điện thẳng dài vô hạn:

N S L

l

= µµ

5.2 HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM

5.2.3 Hệ số tự cảm

5.2 HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM

5.2.4 Hiệu ứng bề mặt Hiện tượng tự cảm không những

xảy ra trong một mạch điện màcòn xảy ra ngay trong lòng mộtdây dẫn có dòng điện biến đổichạy qua

Đối với dòng điện cao tần chạytrong dây dẫn thì mật độ dòng điện

ở bề mặt ngoài dây dẫn là rất lớn,còn trong lõi dây dẫn mật độ dòng

là rất nhỏ Hiệu ứng này được gọi

là hiệu ứng bề mặt

5.2 HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM

5.2.4 Hiệu ứng bề mặt

5.3 NĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG

Định luật Ohm cho mạch kín:

Năng lượng mà nguồn cung cấp cho mạch trong thời gian dt: dA

Năng lượng nhiệt tỏa ra trong thời gian dt: dQ

5.3.1 Năng lượng từ trường của ống dây điện thẳng

i R r L

dt

ξ = + +

2

=

5.3 NĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG

5.3.1 Năng lượng từ trường của ống dây điện thẳng

Với ống dây thẳng dài vô hạn:

2

0 2

Năng lượng từ trường:

5.3 NĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG

5.3.2 Năng lượng từ trường

Ví dụ 1: Có một cuộn cảm 2H, có dòng điện 5,0A chạy qua Khingắt điện, dòng điện giảm đều xuống 0A trong khoảng thời gian1,0 ms Hãy tính độ lớn của suất điện động trong cuộn cảm khingắt điện?

ΔI

ξ = L = 2.5000 =10000V

Δt

MỘT SỐ VÍ DỤ

Ví dụ 2: Một thanh kim loại có hai đầu đặt trên hai thanh raysong song với nhau, đầu của hai thanh ray được nối với nhau đểtạo thành mạch điện kín Mạch điện được đặt trong từ trườngđều hợp với nó một góc α (hình vẽ) Cho thanh kim loại chuyểnđộng với tốc độ v, tính độ lớn suất điện động cảm ứng xuất hiệntrên hai đầu thanh.