1Bài ging 2
408001
Bin ñi năng lưng ñin cơ
TS. Nguyn Quang Nam
HK2, 2009 – 2010
http://www4.hcmut.edu.vn/~nqnam/lecture.php
nqnam@hcmut.edu.vn
2Bài ging 2
Lý thuyt ñin t: nn tng gii thích shot ñng ca tt ccác h
thng ñin và ñin t.
Tn ti các hthng vi t trưng và ñin trưng, bài ging ch ñ
cp ñn các hthng ng dng t trưng.
Dng tích phân ca các phương trình Maxwell
Gii thiu
0
0
=•
=•
•
∂
∂
−=•
•=•
∫
∫
∫∫
∫∫
S
Sf
SC
Sf
C
danB
danJ
dan
t
B
ldE
danJldH
ðnh lut Ampere
ðnh lut Faraday
Nguyên tc bo toàn ñin tích
ðnh lut Gauss
3Bài ging 2
Trong các mch ttĩnh không có các phn t chuy!n ñng.
Xét mch thình xuyn: Nvòng dây qun ñu. r
0
và r
1
các bán kính
trong và ngoài. Xét ñưng sc tương ng vi bán kính trung bình r =
(r
0
+ r
1
) / 2, gis cưng ñ t trưng H
c
là ñu bên trong lõi. Theo
ñnh lut Ampere, H
c
(2
π
r) = Ni. Hay,
Mch ttĩnh
NilH
cc
=
vi l
c
= 2
π
rlà chiu dài trung bình ca lõi. Githit
Blà hàm tuyn tính theo Htrong lõi, tcm ca lõi
s'là
( )
2
/mWb
c
cc
l
Ni
HB
µµ
==
4Bài ging 2
Tthông cho b(i
Mch ttĩnh (tt)
vi
µ
là ñ th)m tca vt liu lõi, A
c
là tit din ca lõi.
ðnh nghĩaNi là sc t ñng (mmf), ttr(có th! ñư*c tính b(i
Wb
cc
c
c
ccc
Al
Ni
A
l
Ni
AB
µ
µ
φ
===
(Av/Wb) ===
c
c
c
A
l
flux
mmfNi
µφ
= 1/ ñư*c g+i là td,n. T ñó, tthông móc vòng ñư*c ñnh nghĩa là
λ
= N
φ
c
= N
2
i. Theo ñnh nghĩa, tcm Lca mt cun dây cho b(i
2
2
N
N
i
L===
λ
5Bài ging 2
Có s tương ñng gi/a mch ñin và mch t
Mch ttĩnh (tt)
Xét lõi xuyn có khe h((không có ttn): Tn ti cưng ñ t
trưng H trong ckhe h(l,n lõi thép. l
g
– chiu dài khe h(, l
c
– chiu
dài trung bình ca lõi thép. Áp dng ñnh lut Ampere d+c ñưng sc c
c
r
c
g
g
ccgg
l
B
l
B
lHlHNi
00
µµµ
+=+=
vi µ
0
= 4πx 10
−7
H/m là ñ th)m tca không khí, và µ
r
ñ th)m t
tương ñi ca vt liu lõi.
Sc t ñng ⇔ ðin áp
Tthông ⇔ Dòng ñin
Ttr(⇔ ðin tr(
Td,n ⇔ ðin d,n
6Bài ging 2
Áp dng ñnh lut Gauss cho m2t kín sbao phmt cc t, B
g
A
g
=
B
c
A
c
. Không xét ttn, A
g
= A
c
. Do ñó, B
g
= B
c
. Chia sc t ñng cho
t thông ñ! xác ñnh ttr( tương ñương
Mch ttĩnh (tt)
Vi
g
và
c
tương ng là ttr(ca khe h(và lõi t. Trong mch t
tương ñương, các ttr(này ni tip nhau.
cg
c
c
g
g
A
l
A
l
Ni +=+=
µµφ
0
Gis có “ttn”, tc là không phi toàn btthông bgii hn b(i
din tích gi/a hai m2t lõi t. Trong trưng h*p này, A
g
> A
c
, nghĩa là,
din tích khe h(hiu dng tăng lên. Có th!xác ñnh b5ng thc nghim,
(
)
(
)
gggc
lblaAabA
+
+
=
=
,
7Bài ging 2
Ví dti lp
Vd. 3.1: Tìm sc t ñng cn thit ñ! to ra mt t thông cho trưc.
Chiu dài khe h(và lõi t ñã bit.
( )( )( )
( )( )
( )
( )
Wb105,5101,15,0
Av/Wb 1023,7
101,1104
001,0
Av/Wb 107,47
1010410
06,0
44
6
47
g
3
474
−−
−−
−−
×=×==
×=
××
=
×=
×
=
gg
c
AB
φ
π
π
Do ñó,
Av 400105,51072307,47 53 =×××+=+= −
φ
gc
Ni
8Bài ging 2
Ví dti lp (tt)
Ex. 3.2: Tìm tthông xuyên qua cun dây. Tt ckhe h(có cùng chiu
dài và tit din. Tth)m ca lõi thép là vô cùng ln và b8qua ttn.
Trong mch tương ñương th!hin chiu
dương ca
φ
1
,
φ
2
, và
φ
3
. T9ng ñi sca
các tthông (nút aphi b5ng 0.
G+i sc t ñng gi/a avà blà , khi ñó
(
)
( )( )
At/Wb 10989,1
104104
101,0
6
47
2
321
×=
××
×
====
−−
−
π
2500
500
1500
φ
1
φ
2
φ
3
b a
0
15005002500 =
+
−
−
+
−
Do ñó, Wb10,0, Wb10,500
3
32
3
1−−
−====
φφφ
9Bài ging 2
Hcm
H:cm: tham s liên quan ñn ñin áp cm ng trong 1 cun dây
vi dòng ñin bin thiên theo thi gian trong 1 cun khác.
Xét 2 cun dây qun trên cùng mch t, cun 1 ñư*c kích thích còn
cun 2 h(mch. Tthông t9ng ca cun 1 là
21111
φ
φ
φ
+
=
l
vi
φ
l1
(g+i là tthông tn) chmóc vòng vi cun 1; còn
φ
21
là t thông
tương h:móc vòng vi chai cun dây, cũng là tthông trong cun 2
do dòng ñin trong cun 1 to ra. Thtca các chslà quan tr+ng.
Vì cun 2 h(mch, tthông móc vòng vi nó là
2122
φ
λ
N
=
10Bài ging 2
Hcm (tt)
φ
21
tAltuyn tính vi i
1
, do ñó
ðin áp cm ng v
2
(do s thay ñ9i ca tthông móc vòng) cho b(i
M
21
ñư*c g+i là h:cm gi/a các cun dây. Tương t, có th!xác ñnh
ñin áp cm ng v
1
trong cun 1 như sau.
φ
11
tAlvi i
1
, do ñó , khi ñó
vi L
1
là tcm ca cun 1, như ñã bit.
1212122
iMN
=
=
φ
λ
dt
di
M
dt
d
v
1
21
2
2
==
λ
111111
iLN
=
=
φ
λ
dt
di
L
dt
d
v1
1
1
1==
λ