TỔNG ÔN CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN TỰ CẢM
1. TỪ THÔNG RIÊNG CỦA MỘT MẠCH KÍN
- Từ thông riêng của một mạch kín là từ thông gây ra bởi từ trường do chính dòng điện trong mạch sinh ra: Φ = Li
Trong đó:
+ L là độ tự cảm của mạch kín (C), phụ thuộc vào cấu tạo và kích thước của (C) có đơn vị là Henry (H)
+ Φ là từ thông (Wb)
+ i cường độ dòng điện (A)
- Xét đối với ống dây: Φ = N.B.S
\(B = 4\pi {.10^{ - 7}}.\frac{{N.i}}{l}\)
⇒ Độ tự cảm của ống dây dài (cuộn cảm):
\(l = 4\pi {.10^{ - 7}}.\frac{{{N^2}}}{l}.s\)
- Ký hiệu cuộn cảm:
- Nếu ống dây có lõi sắt:
\(l = \mu .4\pi {.10^{ - 7}}.\frac{{{N^2}}}{l}.s\)
Với μ là độ từ thẩm, đặc trưng cho từ tính của lõi sắt (có giá trị cỡ 104).
2. HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM
a) Định nghĩa
- 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.
- Trong mạch điện 1 chiều, hiện tượng tự cảm xảy ra khi đóng, ngắt mạch.
- Trong mạch điện xoay chiều, luôn xảy ra hiện tượng tự cảm.
b) Một số ví dụ về hiện tượng tự cảm
Ví dụ 1: Hiện tượng tự cảm khi đóng mạch.
- Khi đóng khóa K đèn 1 sáng lên ngay còn đèn 2 sáng từ từ.
- Giải thích: Khi đóng khóa K, dòng điện qua ống dây và đèn 2 tăng lên đột ngột, khi đó trong ống dây xuất hiện suất điện động cảm ứng có tác dụng cản trở sự tăng của dòng điện qua L. Do đó dòng điện qua L và đèn 2 tăng lên từ từ.
Ví dụ 2: Hiện tượng tự cảm khi ngắt mạch.
- Khi đột ngột ngắt khóa K ta thấy đèn sáng bừng lên trước khi tắt.
- Giải thích: Khi khóa K ngắt, dòng điện iL giảm đột ngột xuống 0. Trong ống dây xuất hiện dòng điện cảm ứng cùng chiều với iL ban đầu, dòng điện này chạy qua đèn và vì K ngắt đột ngột nên cường độ dòng cảm ứng khá lớn, làm cho đèn sáng bừng lên trước khi tắt.
3. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG TỰ CẢM
- Suất điện động cảm ứng trong mạch xuất hiện do hiện tượng tự cảm gọi là suất điện động tự cảm.
- Biểu thức suất điện động tự cảm:
\({e_{tc}} = - L\frac{{\Delta i}}{{\Delta t}}\)
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:
\({\rm{W}} = \frac{1}{2}L{i^2}\)
Với: W là năng lượng từ trường (J)
L là độ tự cảm của ống dây (H)
i là cường độ dòng điện qua ống dây (A)
4. ỨNG DỤNG
Cuộn cảm là một phần tử quan trọng trong các mạch điện xoay chiều có mạch dao động và các máy biến áp.
----------
Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Tổng ôn các vấn đề liên quan đến Tự cảm môn Vật Lý 11 năm học 2020-2021, để theo dõi nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác vui lòng đăng nhập vào hệ thống Chúng tôi chọn chức năng xem online hoặc tải về máy!
Chúc các em học tập thật tốt!
