I. Từ thông riêng của một mạch kínA WbH 11 1=L: gọi là độ tự cảm của mạch kín C: Trong hệ SI, đơn vị độ tự cảm là Henry, ký hiệu H- Từ trường của dòng điện sinh ra tỉ lệ thuận với cường độ dòng điệnTa có:. .cos .B S B SαΦ = =Do :B i i⇒ Φ ::- Gọi L là hệ số tỉ lệ ta có:L.i Φ=- Xét mạch kín C có dòng điện i- Từ trường của dòng điện gây ra trong mạch kín C một từ thông gọi là từ thông riêng của mạch.2 74 .10 . . .. NS i L i lπ−⇒ Φ ≈ =Vớiphụ thuộc vào dạng hình học của ống dây hay phần của mạch điện gọi là độ tự caûmL0.2 74 .10 .N LS lπ−≈74 .10 NB ilπ−≈Từ trường trong lòng ống dây:. .cos .NB S NB Sα Φ ==Từ thơng xun qua lòng ống dây:vì maët phẳng chứa vòng dây nên.⊥ B= αHãy nêu biểu thức tính từ thông chui qua diện tích S của ng daây? ốB n Chú ý: Để có được ống dây có độ tự cảm lớn người ta phải quấn nhiều vòng dây và ở giữa phải có lõi thép. Vì độ tự cảm lúc đó đượctính theo cơng thức:Với là độ từ thẩm đặc trưng cho từ thính của lõi sắt cỡ vào khoảng 1042 74 .10 .N LS lπ µ−≈µE r Đ+ - KMỞ KĐÓNG KE r Đ+ - KLHình 1 Hình 2Mạch 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 nhaucủa đèn Đ ở hai hình khi mởkhố K?- Khi mở khố K, đèn Đ ở hình 1 tắt ngay, đèn Đ ở hình 2 sáng loé lên rồi tắt dần.Vì sao có sự khác nhau này giữa hai mạch điện ở hình 1 và 2 ?E rĐ+ -K LMỞ K ĐÓNG KI I- Khi K đóng, dòng điện chạy qua L tăng.Xuất hiện dòng điện cảm ứngIC có chi u ềchống lại sự tăng của dòng điện chínhtrong mạch. Kết quả là dòng điệnI qua đèn tăng chậm.⇒∆Φ≠ .B S ⇒Φ=tăng74 .10 . . NB ilπ−⇒ = tăngB ICCB INêu biểu thức từ trường của ống dây sinh ra khi có dòng điện I chạyqua? Nêu biểu thức xác đònh từ thôngxuyên qua vòng dây? Cái gì xuất hiện khi có sự biếnthiên từ thông qua diện tích giới hạn bởi vòng dây?B ICCB I- Khi K mở, dòng i n ch y đ ệạ qua L giảm nhanh.Ống dây cũng sinh ra dòng điện cảm ứng chống lại sựgiảm của dòng điện chính. Vì từ thơng xuyên qua cuộndây giảm mạnh nên dòng điện cảm ứngIClớn, chạy qua đèn làm đèn loé sánglên.⇒∆Φ≠ .B S ⇒Φ=giaûm74 .10 . .N Bi lπ−⇒ =giaûmB ICCB I Er Đ+ -K LĐÓNG K MỞ KI IB ICCB IĩHiện tượng từ cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên từ thơngqua mạch được gây ra bởi sự biến thiên cường độ dòng điện trong mạch.Hiện tượng trên người ta gọi là hiện tượng tự cảm. Vậy thế nào là hiện tượng tự cảm?Khi nào thì xảy ra hiện tượng tự cảm trong đoạn mạch xoay chiều và trong đoạn mạch một chiều?Với giải Bài 2 trang 157 sgk Vật Lí lớp 11 được biên soạn lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh biết cách làm bài tập môn Vật Lí 11. Mời các bạn đón xem:
Giải Vật lý 11 Bài 25: Tự cảm Video Giải Bài 2 trang 157 SGK Vật Lí 11 Bài 2 trang 157 SGK Vật Lí 11: Phát biểu định nghĩa từ thông riêng, độ tự cảm của một mạch kín. Lời giải: – 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: Φ = Li. – Độ tự cảm L của một mạch kín là một đại lượng chỉ phụ thuộc vào cấu tạo và kích thước của mạch kín. – Một ống dây điện chiều dài l, tiết diện S, gồm N vòng dây, có cường độ i, chạy qua, độ tự cảm của ống dây: L=4π.10−7N2lS – Độ tự cảm của ống dây có lõi sắt: L=4π.10−7μN2lS Trong đó μ: độ từ thẩm, đặc trưng cho từ tính của lõi sắt. Xem thêm lời giải bài tập Vật Lí lớp 11 hay, chi tiết khác: C1 trang 153 Vật Lí lớp 11: Hãy thiết lập công thức (25.2)... C2 trang 155 Vật Lí lớp 11: Trong mạch điện vẽ trên Hình 25.4, khóa K đang đóng ở vị trí a... C3 trang 156 Vật Lí lớp 11: Chứng tỏ rằng hai vế của phương trình sau có cùng đơn vị là Jun (J)... Bài 1 trang 157 Vật Lí lớp 11: Trong những trường hợp nào có hiện tượng tự cảm... Bài 3 trang 157 Vật Lí lớp 11: Độ lớn của suất điện động tự cảm phụ thuộc vào những đại lượng nào... Bài 4 trang 157 Vật Lí lớp 11: Nếu hai ống dây có chiều dài như nhau thì độ tự cảm của ống dây thứ hai là... Bài 5 trang 157 Vật Lí lớp 11: Suất điện động tự cảm có giá trị lớn khi... Bài 6 trang 157 Vật Lí lớp 11: Tính độ tự cảm của một ống dây hình trụ có chiều dài 0,5m gồm 1000 vòng dây... Bài 7 trang 157 Vật Lí lớp 11: Suất điện động tự cảm 0,75V xuất hiện trong một cuộn cảm có L = 25mH... Bài 8 trang 158 Vật Lí lớp 11: Chuyển K sang vị trí b, tính nhiệt lượng tỏa ra trong R... Lý thuyết Tự cảm Trắc nghiệm Tự cảm có đáp án
Câu hỏi: Từ thông riêng của một mạch kín phụ thuộc vào A. Cường độ dao động qua mạch. B. Chiều dài dây dẫn. C. Điện trở của mạch. D. Tiết diện dây dẫn. Lời giải: Đáp án đúng: A - Cường độ dao động qua mạch. Giải thích: Kiến thức mở rộng: I. Từ thông là gì ?Từ thông là từ trường được sinh ra từ một khung dây đồng cuốn thành vòng tròn. Về số vòng thì tùy thuộc ứng dụng để quấn. Số vòng dây này sẽ đi xuyên qua một thanh nam châm vĩnh cửu Trên nguyên tắc; từ thông thể hiện cho hiện tượng từ truyền xuyên qua nam châm vĩnh cửu. Nam châm tạo từ trường càng lớn thì lượng từ thông được sản sinh càng nhiều II. Đơn vị của từ thôngKý hiệu của từ thông Φ hay còn gọi là phi. Ngoài ra; từ thông còn được gọi là vê be ký hiệu theo đơn vị là Wb. Tuy nhiên; đa phần đều sử dụng Φ là ký hiệu thông dụng phổ biến của từ thông 1. Ví dụ về từ thông Để các bạn hình dung dễ dàng hơn tôi sẽ phân tích một ví dụ ngoài luồng cụ thể: Chúng ta lấy một cái quạt mini khởi động nó lên thì lượng gió sẽ đi theo một hướng. Ta lấy một tấm giấy vuông góc lớn Trường hợp để nằm ngang thì lượng gió thổi qua nhiều Trường hợp nằm chéo trước quạt thì lượng gió thổi qua ít lại Và trường hợp chắn vuông góc với hướng gió thổi thì lúc này lượng gióa thổi qua ít nhiều còn tùy thuộc vào tiết diện giấy hoặc độ mạnh của quạt. Đối với từ thông như trên cũng hoàn toàn như vậy Hoặc ai có con cảm biến siêu âm đo mức nước bị hư. Bạn chỉ cần tháo lắp thiết bị đó ra sẽ thấy cục nam châm vĩnh cửu và cuộn dây tạo từ trường. Đối với dòng từ trường mặc dù nó có sự dịch chuyển mạnh mẽ nhưng chúng ta không bao giờ thấy. Bản chất dòng siêu âm cũng vậy. Hoạt động theo nguyên lý bắn sóng một cách vô hình 2. Nguyên lý tạo ra từ thông Nếu phân tích ở một góc độ nào đó ta sẽ thấy rõ đường truyền của các tia cảm ứng điện từ luôn là một đường thẳng song song với nhau được ký hiệu là B Đồng thời; các đường truyền này nó sẽ truyền vuông góc với tiết diện nam châm hay còn gọi là tiết diện S. Và tất nhiên; khi dòng cảm ứng điện từ và tiết diện nam châm cùng chỉ về một hướng song song với nhau thì lúc này không sản sinh ra từ thông Chính vì vậy; từ thông được sinh ra khi và chỉ khi cảm biến điện từ tạo góc với tiết diện S hay còn gọi là từ trường của nam châm vĩnh cửu 3. Từ thông riêng của một mạch kín - Từ thông (thông lượng từ trường) là một đại lượng vật lý đặc trưng cho "lượng" từ trường đi qua một tiết diện được giới hạn bởi một đường cong kín. - Giả sử có một mạch kín (C), trong đó có dòng điện cường độ i. Dòng điện i gây ra một từ trường, từ trường này gây ra một từ thông qua Φ (C) được gọi là từ thông riêng của mạch: 4. Φ = L.i L là độ tự cảm cảu mạch (C), chỉ phụ thuộc vào cấu tạo và kích thước của mạch kín (C), đơn vị là henry (H). Độ tự cảm của ống dây hình trụ có chiều dài khá lớn so với đường kính tiết diện: Trong đó: L: Độ tự cảm của ống dây (H) N: Số vòng dây (vòng). l: Chiều dài ống dây (m). S: Tiết diện ống dây (m2) Chú ý: Ống dây này còn được gọi là cuộn cảm. Độ tự cảm của ống dây có lõi sắt: với μ: độ từ thẩm, đặc trưng cho từ tính của lõi sắt. 5. Hiện tượng tự cảm Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch. Đối với mạch điện một chiều: Hiện tượng tự cảm xảy ra khi đóng và ngắt mạch. Đối với mạch xoay chiều: Hiện tượng tự cảm luôn xảy ra. Hiện tượng tự cảm cũng tuân theo các định luật của hiện tượng cảm ứng điện từ. 6. Suất điện động tự cảm - Khi trong mạch điện có cường độ dòng điện biến thiên thì trong mạch xuất hiện suất điện động tự cảm: Suất điện động tự cảm có độ lớn tỉ lệ với tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch. - Năng lượng từ trường của ống dây tự cảm: Khi cuộn cảm có dòng điện cường độ i chạy qua thì trong cuộn cảm tích luỹ năng lượng dưới dạng năng lượng từ trường: |
