+ Dòng điện xuất hiện khi có sự biến thiên từ thông qua mạch điện kín gọi là dòng điện cảm ứng. + Suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch điện kín là suất điện động cảm ứng.[r]
Trang 1LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
I TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1) Từ thông qua một diện tích S đặt trong từ trường đều:
+ = B.S.cos với là góc tạo bởi vectơ pháp tuyến của S và vectơ cảm ứng từ
+ Đơn vị của từ thông trong hệ SI là vêbe, kí hiệu Wb
Ta có : 1 Wb = 1T.1m2
2) Hiện tượng cảm ứng điện từ:
+ Dòng điện xuất hiện khi có sự biến thiên từ thông qua mạch điện kín gọi là dòng điện cảm
ứng
+ Suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch điện kín là suất điện động cảm ứng
Như vậy: Khi có sự biến đổi từ thông qua mặt giới hạn bởi một mạch kín thì trong mạch xuất
hiện suất điện động cảm ứng Hiện tượng này được gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ
3) Suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây dẫn chuyển động cắt các đường sức từ:
a) Xét v và B cùng vuông góc với đoạn dây, đồng thời v hợp với B một góc (Hình) thì độ lớn của suất điện động trong đoạn dây là:
eC = B.v.l.sin
4) Hiện tượng tự cảm:
- Hệ số tự cảm:
M
N
Trang 2 Xét một mạch điện kín có dòng điện i chạy qua
Từ thông (riêng) qua diện tích của mạch :
L: hệ số tự cảm (hay độ tự cảm) của mạch điện
Đơn vị của hệ số tự cảm trong hệ SI là henry, kí hiệu H
Hệ số tự cảm của ống dây thẳng dài: L = 4.10-7n2.V
n: số vòng dây trên một đơn vị chiều dài của ống ; V: thể tích của ống
- Suất điện động tự cảm: etc = -L
5) Năng lượng của từ trườngtrong lòng ống dây: W =
II VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Một khung dây hình chữ nhật ABCD gồm 20 vòng cạnh 5 cm và 4 cm Khung đặt trong
từ trường đều B = 3.10-3 T, đường sức vuông góc với mặt phẳng khung Quay khung 60° quanh cạnh AB, độ biến thiên từ thông qua khung bằng bao nhiêu?
Giải
Từ thông qua khung Φ = NBScos α
→ Độ biến thiên từ thông qua khung:
ΔΦ = NBS.Δcos α = 20.3.10-3.(0,05.0,04).(cos60° - cos0°) = -60.10-6 Wb
Ví dụ 2: Tìm độ tự cảm của một ống dây hình trụ gồm 400 vòng, dài 20 cm, tiết diện ngang 9
cm2 trong hai trường hợp:
L.i
=
i t
2
1 L.i 2
Trang 3b) Ống dây có lỏi sắt với độ từ thẩm μ = 400
Giải
a) L = 4π.10-7(N2/l)S = 9.10-4 H
b) L = 4π.10-7μ(N2/l)S = 0,36 H
III BÀI TẬP VẬN DỤNG
1) Một cuộn dây dẫn dẹt hình tròn, gồm N = 100 vòng, mỗi vòng có bán kính R = 10cm, mỗi
mét dài của dây dẫn có điện trở R0 = 0,5 Cuộn dây đặt trong một từ trường đều có vectơ
cảm ứng từ B
vuông góc với mặt phẳng các vòng dây và có độ lớn B = 10-2T giảm đều đến 0 trong thời gian t = 10-2s Tính cường độ dòng điện xuất hiện trong cuộn dây
ĐS: I =
t R 2
BR
0 = 0,1A
2) Một ống dây dài 50cm, có 1000 vòng dây Diện tích tiết diện của ống là 20cm2 Tính độ tự
cảm của ống dây đó Giả thiết rằng từ trường trong ống dây là từ trường đều
ĐS: L 5.10-3H
3) Tính độ tự cảm của một ống dây dài 30cm, đường kính 2cm, có 1000 vòng dây Cho biết
trong khoảng thời gian 0,01s cường độ dòng điện chạy qua ống dây giảm đều đặn từ 1,5A đến
0 Tính suất điện động cảm ứng trong ống dây
ĐS: L 2,96.10-3H 3.10-3H ; e = 0,45V
4) Tính độ tự cảm của cuộn dây biết sau thời gian t = 0,01s, dòng điện trong mạch tăng đều
từ 2A đến 2,5A và suất điện động tự cảm là 10V
ĐS: L = 0,2H
Trang 45) Một ống dây dài = 31,4cm có 100 vòng, diện tích mỗi vòng S = 20cm2, có dòng điện I = 2A
chạy qua
a) Tính từ thông qua mỗi vòng dây
b) Tính suất điện động tự cảm trong cuộn dây khi ngắt dòng điện trong thời gian t = 0,1s Suy
ra độ tự cảm của ống dây
ĐS: a) = 1,6.10-5 Wb ; b) e = 0,16V ; L = 0,008H
Trang 5Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi
về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên danh
tiếng
xây dựng các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và
Sinh Học
trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên khác cùng TS.Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức
Tấn
THCS lớp 6, 7, 8, 9 yêu thích môn Toán phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt điểm tốt ở các kỳ thi HSG
dành cho học sinh các khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh
Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc
Bá Cẩn cùng đôi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia
các môn học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất
miễn phí từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn Toán- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh
Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai
Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%
Học Toán Online cùng Chuyên Gia
HOC247 NET cộng đồng học tập miễn phí HOC247 TV kênh Video bài giảng miễn phí