Hôm nay, chúng ta sẽ xét một loại hiện tượng cảm ứng điện từ đặc biệt, được gọi là hiện tượng tự cảm. Đó là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong mạch kín khi có dòng điện biến thiên theo thời gian.
Để hiểu rõ hơn về hiện tượng này, mời các em cùng theo dõi nội dung Bài 25: Tự cảm nhằm ôn tập tự luyện và khắc sâu thêm kiến thức cho bản thân nhé.
Từ thông riêng của một mạch kín có dòng điện chạy qua: \(\Phi = Li\)
Độ tự cảm của một ống dây:
\(L = 4\pi {.10^{ - 7}}.\mu .\frac{{{N^2}}}{l}.S\)
Đơn vị của độ tự cảm là henri (H)
\(1H = \frac{{1{W_b}}}{{1A}}\)
Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên của từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch.
a) Ví dụ 1
Khi đóng khóa K, đèn 1 sáng lên ngay còn đèn 2 sáng lên 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 tự cảm 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.
b) Ví dụ 2
Khi đột ngột ngắt khóa K, ta thấy đèn sáng bừng lên trước khi tắt.
Giải thích: Khi ngắt K, 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
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:
\({e_{tc}} = - {\rm{ }}L\frac{{\Delta i}}{{\Delta t}}\)
Suất điện động tự cảm có độ lớn tỉ lệ với tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch.
\({\rm{W}} = \frac{1}{2}L{i^2}.\)
Hiện tượng tự cảm có nhiều ứng dụng trong các mạch điện xoay chiều.
Cuộn cảm là một phần tử quan trọng trong các mạch điện xoay chiều có mạch dao động và các máy biến áp.
Từ thông riêng của một mạch kín phụ thuộc vào:
A. cường độ dòng điện qua mạch.
B. điện trở của mạch.
C. chiều dài của dây dẫn.
D. tiết diện dây dẫn.
Chọn đáp án A
Từ thông riêng của một mạch kín phụ thuộc vào cường độ dòng điện qua mạch.
Suất điện động tự cảm của mạch điện tỉ lệ với:
A. điện trở của mạch.
B. từ thông cực đại qua mạch.
C. từ thông cực tiểu qua mạch.
D. tốc độ biến thiên cường độ dòng điện qua mạch.
Chọn đáp án D
Suất điện động tự cảm của mạch điện tỉ lệ với tốc độ biến thiên cường độ dòng điện qua mạch.
Tính độ tự cảm của mỗi ống dây hình trụ có chiều dài 0,5m gồm có 1000 vòng dây, mỗi vòng dây có đường kính 20cm
Áp dụng công thức tính độ tự cảm của một ống dây:
\(L = 4\pi {.10^{ - 7}}.\mu .\frac{{{N^2}}}{l}.S\)
⇒\(L = 4\pi 10^{-7} .\frac{10^{6}}{0,5} (\pi . 0,01) = 0,079H\)
Tính hệ số tự cảm của một ống dây dài 50cm, diện tích tiết diện ngang của ống là 10cm2. Cho biết ống dây có 1000 vòng dây.
Ta có:
\(l = 50cm = 0,5m;S = 10c{m^2} = {10^{ - 3}}{m^2}\)
Áp dụng công thức tính độ tự cảm:
\(L = 4\pi {.10^{ - 7}}\frac{{{N^2}}}{l}.S = {2.5.10^{ - 3}}(H)\)
Suất điện động tự cảm 0,75V xuất hiện trong một cuộn cảm có L=25mH; tại đó cường độ dòng điện giảm từ giá trị \({i_a}\) xuống 0 trong 0.01s. Tính \({i_a}\)
Ta có:
\(L = 25mH = {25.10^{ - 3}}H\)
\(\begin{array}{l}
\left| {{e_{tc}}} \right| = L.\left| {\frac{{\Delta i}}{{\Delta t}}} \right| = L.\left| {\frac{{0 - {i_a}}}{{\Delta t}}} \right| = L.\frac{{{i_a}}}{{\Delta t}}\\
\Rightarrow {i_a} = \frac{{\left| {{e_{tc}}} \right|.\Delta t}}{L} = 0,3(A)
\end{array}\)
Qua bài giảng Tự cảm này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :
Phát biểu được định nghĩa từ thông riêng và viết được công thức độ tự cảm của ống dây hình trụ.
Phát biểu được định nghĩa hiện tượng tự cảm và giải thích được hiện tượng tự cảm khi đóng và ngắt mạch điện.
Viết được công thức tính suất điện động tự cảm.
Nêu được bản chất và viết được công thức tính năng lượng của ống dây tự cảm.
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 11 Bài 25 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Phát biểu nào dưới đây là sai: Suất điện động tự cảm có giá trị lớn khi:
Tính hệ số tự cảm của một ống dây dài 50cm, diện tích tiết diện ngang của ống là 10cm2. Cho biết ống dây có 1000 vòng dây.
Suất điện động tự cảm 0,75V xuất hiện trong một cuộn cảm có L=25mH; tại đó cường độ dòng điện giảm từ giá trị \({i_a}\) xuống 0 trong 0.01s. Tính \({i_a}\)
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 11 Bài 25để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Bài tập 1 trang 157 SGK Vật lý 11
Bài tập 2 trang 157 SGK Vật lý 11
Bài tập 3 trang 157 SGK Vật lý 11
Bài tập 4 trang 157 SGK Vật lý 11
Bài tập 5 trang 157 SGK Vật lý 11
Bài tập 6 trang 157 SGK Vật lý 11
Bài tập 7 trang 157 SGK Vật lý 11
Bài tập 8 trang 157 SGK Vật lý 11
Bài tập 1 trang 199 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 2 trang 199 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 3 trang 199 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 25.1 trang 63 SBT Vật lý 11
Bài tập 25.2 trang 64 SBT Vật lý 11
Bài tập 25.3 trang 64 SBT Vật lý 11
Bài tập 25.4 trang 64 SBT Vật lý 11
Bài tập 25.5 trang 64 SBT Vật lý 11
Bài tập 25.6 trang 65 SBT Vật lý 11
Bài tập 25.7 trang 65 SBT Vật lý 11
Bài tập 25.8 trang 65 SBT Vật lý 11
Bài tập 25.9* trang 65 SBT Vật lý 11
Bài tập 25.10* trang 66 SBT Vật lý 11
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý DapAnHay sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
-- Mod Vật Lý 11 DapAnHay
Phát biểu nào dưới đây là sai: Suất điện động tự cảm có giá trị lớn khi:
Tính hệ số tự cảm của một ống dây dài 50cm, diện tích tiết diện ngang của ống là 10cm2. Cho biết ống dây có 1000 vòng dây.
Suất điện động tự cảm 0,75V xuất hiện trong một cuộn cảm có L=25mH; tại đó cường độ dòng điện giảm từ giá trị \({i_a}\) xuống 0 trong 0.01s. Tính \({i_a}\)
Tính độ tự cảm của mỗi ống dây hình trụ có chiều dài 0,5m gồm có 1000 vòng dây, mỗi vòng dây có đường kính 20cm
Một ống dây có độ tự cảm L; ống dây có số vòng dây tăng gấp đôi và diện tích mỗi vòng dây giảm một nửa so với ống dây thứ nhất. Nếu hai ống dây có chiều dài như nhau thì độ tự cảm của ống dây thứ hai là:
Một ống dây hình trụ có độ tự cảm L. Nếu giảm số vòng dây trên một mét chiều dài đi hai lần thì độ tự cảm L’ của ống dây là:
Một ống dây có chiều dài 1,5m, gồm 2000 vòng dây, ống dây có đường kính là 40cm. Cho dòng điện chạy qua ống dây, dòng điện tăng 0 đến 5A trong thời gian 1s. Độ tự cảm của ống dây và độ lớn suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống dây là
Một ống dây có độ tự cảm L = 0,2 H. Trong một giây dòng điện giảm đều từ 5 A xuống 0. Độ lớn suất điện động tự cảm của ống dây là :
Một ống dây có độ từ cảm L=0,1H. nếu cho dòng điện qua ống dây biến thiên đều với tốc độ 200 A/s thì trong ống dây xuất hiện suất điện động tự cảm bằng
Một ống dây hình trụ có độ tự cảm L. Nếu cắt ngang ống dây thành hai phần giống hệt nhau thì độ tự cảm của mỗi phần là
Một mạch điện gồm một nguồn điện có suất điện động 90 V và điện trở trong không đáng kể mắc nối tiếp với một cuộn dây dãn có độ tự cả 50 mH và một điện trở 20Ω. Xác định tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện chạy trong mạch tại thời điểm :
a) Khi dòng điện i trong mạch có cường độ I0 = 0.
b) Khi dòng điện i trong mạch có cường độ I = 2,0 A.
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
A. LI2
B. 2LI2
C. 0,5LI
D. 0,5LI2
Câu trả lời của bạn
Năng lượng từ trường của cuộn dây là E=0,5LI2
Chọn D
A. Vôn(V).
B. Tesla(T).
C. Vêbe(Wb).
D. Henri(H).
Câu trả lời của bạn
Đơn vị của hệ số tự cảm là Henry H.
Chọn D
Câu trả lời của bạn
Độ tự cảm bên trong ống dây là:
\(\begin{array}{*{20}{l}} {L = 4\pi {{.10}^{ - 7}}.\frac{{{N^2}}}{l}.S}\\ { = 4\pi {{.10}^{ - 7}}.\frac{{{N^2}}}{l}\frac{{\pi {d^2}}}{4}}\\ { = 4\pi {{.10}^{ - 7}}.\frac{{{{1500}^2}}}{{1,2}}.\frac{{\pi {{.0,4}^2}}}{4} = 0,3H} \end{array}\)
Tính hệ số tự cảm của ống dây và độ biến thiên năng lượng của từ trường trong ống dây:
A. 0,1H; 0,2J.
B. 0,2H; 0,3J.
C. 0,3H; 0,4J.
D. 0,2H; 0,5J
Câu trả lời của bạn
Hệ số tự cảm của ống dây là:
\(L = \frac{{{E_{tc}}.{\rm{\Delta }}t}}{{{\rm{\Delta }}l}} = \frac{{20.\left( {2 - 1} \right)}}{{0,01}} = 0,2H\)
Độ biến thiên năng lượng của từ trường trong ống dây là:
\({\rm{W}} = \frac{1}{2}.0,2.\left( {{2^2} - {1^2}} \right) = 0,3J\)
Chọn B
A. 0,05 J.
B. 0,1 J.
C. 1 J.
D. 4 J.
Câu trả lời của bạn
Năng lượng từ trường tích lũy trong cuộn tự cảm là:
\({\rm{W}} = \frac{1}{2}L{I^2} = \frac{1}{2}{.2.10^{ - 3}}{.10^2} = 0,1J\)
Chọn B
A. điện trở của ống dây.
B. có lõi sắt hoặc không có lõi sắt trong ống dây.
C. giá trị của dòng điện I.
D. số vòng trong ống dây.
Câu trả lời của bạn
Năng lượng từ trường của ống dây:
\({\rm{W}} = \frac{1}{2}L{i^2} = 2\pi {.10^{ - 7}}\frac{{{N^2}S}}{l}{i^2}\)
=> không phụ thuộc điện trở của ống dây.
Chọn A
A. 1 V/A.
B. 1 V.A.
C. 1 J.A2.
D. 1 J/A2.
Câu trả lời của bạn
\(\begin{array}{l} {\rm{W}} = \frac{1}{2}L{i^2} \Rightarrow J = H.{A^2}\\ \Rightarrow H = \frac{J}{{{A^2}}}. \end{array}\)
Chọn D
Câu trả lời của bạn
Suất điện động tự cảm trong ống dây là:
\({e_{tc}} = - L\frac{{{\rm{\Delta }}i}}{{{\rm{\Delta }}t}} = - 0,3.\frac{{5 - 0}}{1} = - 1,5V\)
A. sự chuyển động của nam châm với mạch.
B. sự biến thiên của chính cường độ dòng điện trong mạch.
C. sự chuyển động của mạch với nam châm.
D. sự biến thiên từ trường Trái Đất.
Câu trả lời của bạn
Chọn B.
Tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ do sự biến thiên từ thông qua mạch gây bởi sự biến thiên của chính cường độ dòng điện trong mạch.
thì độ tự cảm của cuộn dây đó bằng:
A. 0,3 H.
B. 0,6 H.
C. 0,2 H.
D. 0,4 H.
Câu trả lời của bạn
Theo công thức:
\(\begin{array}{l} {e_{tc}} = - L\frac{{{\rm{\Delta }}i}}{{{\rm{\Delta }}t}}\\ \Rightarrow L = \frac{{\left| {{e_{tc}}} \right|{\rm{\Delta }}t}}{{{\rm{\Delta }}i}} = \frac{{10.0,1}}{5} = 0,2{\mkern 1mu} H. \end{array}\)
Chọn C
thì suất điện động tự cảm xuất hiện trong cuộn cảm có độ lớn là
A. 10 V.
B. 15 V.
C. 5 V.
D. 25 V.
Câu trả lời của bạn
Chọn D.
Suất điện động tự cảm xuất hiện trong cuộn dây được xác định bằng biểu thức:
\({e_c} = L\left| {\frac{{\Delta i}}{{\Delta t}}} \right| = 0,5\left| {\frac{{0 - 5}}{{0,1}}} \right| = 25V\)
Câu trả lời của bạn
A. 10(V)
B. 20(V)
C. 0,1(kV)
D. 2(kV)
Câu trả lời của bạn
Độ lớn của suất điện động tự cảm trong cuộn cảm là:
|etc|=Lδi/Δt=0,1.200=20(V)
Chọn B.
A. phụ thuộc vào cấu tạo và kích thước của ống dây.
B. được tính bằng công thức L=4π.10−7.NS/l
C. càng lớn nếu số vòng dây trong ống dây càng nhiều.
D. có đơn vị là Henri (H).
Câu trả lời của bạn
Công thức tính hệ số tự cảm của ống dây: L=4π.10−7.N2S/l → B sai
Chọn B.
A. 25μH
B. 250μH
C. 125μH
D. 1250μH
Câu trả lời của bạn
Hệ số tự cảm của ống dây là:
\(\begin{array}{l}
L = 4\pi {.10^{ - 7}}.\frac{{{N^2}S}}{{\rm{l}}}\\
= 4\pi {.10^{ - 7}}.\frac{{{{100}^2}.\left( {{{10.10}^{ - 4}}} \right)}}{{0,5}} \approx {25.10^{ - 6}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( H \right) = 25{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( {\mu H} \right)
\end{array}\)
Chọn A.
Câu trả lời của bạn
Câu trả lời của bạn
Câu trả lời của bạn
Bài 1. Một cuộn dây có 1000 vòng quấn trên một ống dài 15cm có tiết diện 40pi cm 2 .
a. Tính hệ số tự cảm của cuộn dây.
b. Tính suất điện động tự cảm của ống dây khi trong thời gian 1,2s dòng điện qua ốngdây giảm từ 8A về 0.
Bài 2. Ống dây hình trụ có lõi chân không, chiều dài l = 20cm, có 1000 vòng dây, bán kính vòng dây là R = 20cm. Dòng điện qua cuộn dây tăng đều từ 2 – 6A trong 1s,
a. Tính độ tự cảm trong ống dây.
b. Tính suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống dây.
Bài 3. Một khung dây phẵng diện tích 20 cm 2 , gồm 10 vòng được đặt trong từ trường đều. Véc tơ cảm ứng từ làm thành với mặt phẵng khung dây góc 30 0 và có độ lớn bằng 2.10 -4 T. Người ta làm cho từ trường giảm đều đến 0 trong thời gian 0,01 s. Tính suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây trong thời gian từ trường biến đổi.
Bài 4. Một khung dây tròn bán kính 10 cm gồm 50 vòng dây được đặt trong từ trường đều. Cảm ứng từ hợp với mặt phẳng khung dây một góc 60 0 . Lúc đầu cảm ứng từ có giá trị bằng 0,05 T. Tìm suất điện động cảm ứng trong khung nếu trong khoảng 0,05 s
a) Cảm ứng từ tăng gấp đôi.
b) Cảm ứng từ giảm đến 0.
Bài 5. Một khung dây dẫn hình chữ nhật có diện tích 200 cm 2 , ban đầu ở vị trí song song với các đường sức từ của một từ trường đều có độ lớn B = 0,01 T. Khung quay đều trong thời gian t = 0,04 s đến vị trí vuông góc với các đường sức từ. Xác định suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung.
Câu trả lời của bạn
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *