Hiện tượng tự cảm là gì

I. TỪ GIAO TIẾP RIÊNG CỦA MỘT MẠCH ĐÓNG CỬA

Giả sử có một đoạn mạch C kín, trong đó có dòng điện có cường độ i. Dòng điện i gây ra từ trường, làm xuất hiện từ thông Φ qua C gọi là từ thông riêng của mạch. Rõ ràng, từ thông này tỷ lệ với cảm ứng từ gây ra bởi ii, tức là, tỷ lệ với i. Chúng tôi có thể viết:

Φ = Li (25,1).

L là hệ số, chỉ phụ thuộc vào cấu tạo và kích thước của mạch điện kín C được gọi là độ tự cảm của C. Trong công thức (25.1) tôi tính ampe (A), Φ tính điện cảm (Wb), khi độ tự cảm L đó tính henry (H).

Ví dụ, có một dây dẫn dài l, tiết diện S, gồm N vòng dây, trong đó có dòng điện cường độ i chạy qua gây ra từ trường đều trong dây dẫn đó. Cảm ứng từ B trong lòng ống dây cho bởi:

Dễ dàng tính được từ thông riêng của cuộn dây đó và suy ra độ tự cảm (viết theo đơn vị SI):

Công thức này áp dụng cho ống dẫn điện hình trụ có chiều dài l khá lớn so với đường kính tiết diện S. Ống dẫn có độ tự cảm L đáng kể được gọi là cuộn cảm hay cuộn cảm.

II. ĐẶC ĐIỂM TỰ CHỌN

* Định nghĩa

Trong mạch điện kín (C) có dòng điện cường độ i: Nếu vì một nguyên nhân nào đó cường độ i thay đổi thì từ thông riêng của (C) thay đổi; thì ở (C) xảy ra hiện tượng cảm ứng điện từ; Hiện tượng này được gọi là hiện tượng tự cảm.

Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong mạch mang dòng điện mà sự biến thiên của từ thông qua mạch là do cường độ dòng điện trong mạch biến thiên gây ra.

• Trong mạch điện một chiều, hiện tượng tự cảm thường xảy ra khi đóng mạch (dòng điện tăng đột ngột) và khi ngắt mạch (dòng điện giảm về không).
• Trong mạch điện xoay chiều luôn xảy ra hiện tượng tự cảm, vì cường độ dòng điện xoay chiều biến thiên liên tục theo thời gian.

III. CÔNG SUẤT ĐIỆN TỰ ĐỘNG

Khi trong mạch điện xuất hiện hiện tượng tự cảm thì emf cảm ứng xuất hiện trong mạch được gọi là suất cảm ứng. Giá trị của nó được tính theo công thức chung:

Từ thông cụ thể được cho bởi: Φ = Li

Vì L không đổi nên = LΔi

Vậy suất điện động tự cảm có công thức:

Dấu trừ phù hợp với định luật Len-xơ.

Năng lượng từ trường của cuộn dây cảm ứng

Trong thí nghiệm khi ngắt K thì đèn sáng rồi mới tắt. Điều này chứng tỏ rằng đã có sự giải phóng năng lượng trong đèn. Năng lượng này là năng lượng đã được tích lũy trong cuộn cảm khi có dòng điện chạy qua. Người ta chứng minh rằng, khi cho dòng điện có cường độ i chạy qua cuộn dây thuần cảm thì cuộn dây đó tích năng lượng bằng:

V. Ứng dụng

Hiện tượng tự cảm có nhiều ứng dụng trong mạch điện xoay chiều.

Cuộn cảm là một phần tử quan trọng trong mạch điện xoay chiều với mạch dao động và máy biến áp…

TẠI VÌ. Các dạng bài tập suất điện động tự cảm và lời giải chi tiết

Phương pháp giải các bài tập về suất điện động suất điện động, suất điện động tự cảm cũng giống như các bài tập vật lý thuộc các chuyên đề khác. Tức là viết ra các biểu thức liên quan đến các đại lượng đã biết, từ đó suy ra đại lượng cần tìm.

Bài 1:

Một ống dây dài 1,5 m, gồm 2000 vòng dây có đường kính 40 cm.

a, Độ tự cảm của cuộn dây là bao nhiêu?

b, Cho dòng điện đi qua cuộn dây thì trong 1s cường độ dòng điện tăng từ 0 đến 5A. Tính giá trị của hệ số tự cảm của cuộn dây.

c, Cường độ dòng điện trong cuộn cảm là 5A, hãy xác định cảm ứng từ do dòng điện gây ra trong cuộn cảm?

d, Nếu cường độ dòng điện trong cuộn dây là 5A thì năng lượng từ trường trong ống là bao nhiêu?

Câu trả lời:

a, Độ tự cảm bên trong cuộn dây là:

Áp dụng công thức:

b, Ta tính được độ tự cảm trong cuộn dây là:

Áp dụng công thức:

c, Khi i = 5 (A) thì cảm ứng từ do dòng điện sinh ra trong cuộn cảm là:

Áp dụng công thức:

d, Khi i = 5 (A) thì năng lượng từ trường sinh ra trong cuộn cảm là:

Áp dụng công thức:

Đăng bởi: Trường ĐH KD & CN Hà Nội

Chuyên mục: Vật lý lớp 11, Vật lý 11