zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

Bài giảng Vật lý đại cương 2 (Điện từ và quang): Chương 4 - Huỳnh Trúc Phương

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:39

Báo xấu

3
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Vật lý đại cương 2 (Điện từ và quang): Chương 4 - Hiện tượng cảm ứng từ, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Hiện tượng cảm ứng; Hiện tượng tự cảm; Hiện tượng hỗ cảm;Năng lượng từ trường;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vật lý đại cương 2 (Điện từ và quang): Chương 4 - Huỳnh Trúc Phương

BÀI GIẢNG ĐIỆN VÀ TỪ HUỲNH TRÚC PHƯƠNG Email: htphuong.oarai@gmail.com
CHƯƠNG 4 HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG TỪ 4.1. Hiện tượng cảm ứng 4.2. Hiện tượng tự cảm 4.3. Hiện tượng hỗ cảm 4.4. Năng lượng từ trường
4.1. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG 1. THÍ NGHIỆM FARADAY N N B B G G I I Từ thông m qua Từ thông m qua B ống dây tăng B ống dây giảm (a) (b) B' Ic Ic B' B B
4.1. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG 1. THÍ NGHIỆM FARADAY KẾT LUẬN d m 1)  IC dt d m 2) ~ IC dt d m 3)  0  IC  0 dt 4) Chiều của IC phụ thuộc chiều tăng hay giảm của m
4.1. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG 2. ĐỊNH LUẬT LENZ VỀ CHIỀU CỦA IC Dòng điện cảm ứng phải có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân đã sinh ra nó.  B' Ic  Bx B Bx m tăng I Ic   B' B m giảm
4.1. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG 3. ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Công của lực từ tác dụng lên dòng điện cảm ứng: dA  Icdm Công để dịch chuyển (C): dA'  dA  Icdm IC IC Điện năng của dòng điện cảm ứng: (c) (c) c Icdt  Icdm t t + dt Suất điện động cảm ứng là: dm c   Định luật cơ bản dt
4.1. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG 3. ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Ví dụ 4.1:  Thanh AB di chuyển từ O với vận A B tốc không đổi v trong từ trường đều α H v B. Sau thời t, thanh AB đi được O đoạn OH. Tính cường độ dòng điện cảm ứng B IC và chiều của nó. Biết R0 là điện trở có trên một đơn vị chiều dài OAB Bài giải c Cường độ dòng điện cảm ứng: Ic  (1) R dm Trong đó c   (2) dt
4.1. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG 3. ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Tính từ thông gửi qua mạch kín OAB  A B 1 α Ic m  BSOAB  B OH  AB  B  OH  AH O H v 2  B  OH  OH  tan   B  (OH) 2  tan  B  B  ( v.t ) 2  tan  dm c    2B  ( v 2 t )  tan  dt c 2B  ( v 2 t )  tan  2B  ( v 2 t )  tan  Ic    R R 0  chuvi(OAB) R 0  (2AH  2OA)
4.1. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG 3. ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ B  v( vt )  tan  B  v(OH)  tan  Ic   OH OH R 0  (OH. tan   ) R 0  (OH. tan   ) cos  cos  B  v  sin   R 0  (1  sin ) Chiều của Ic từ B  A
4.1. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG 3. ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Ví dụ 4.2: Đoạn dây dẫn AB chuyển động vuông góc với các đường sức từ của một từ trường đều B = 1T với vận tốc không đổi v = 2m/s và luôn tiếp xúc với một khung dây dẫn như hình 9.7. Biết AB = 50cm, điện trở của đoạn AB là RAB= 5Ω, điện trở của các đoạn dây khác là không đáng kể. Xác định chiều và độ lớn của dòng điện cảm ứng trên đoạn AB. Bài giải y Từ thông gửi qua mạch tại thời điểm t Ic m  BS  B  AB y Suất điện động xuất hiện trong khung dm dy  c B  AB v c    B  AB  B  AB v Ic   dt dt R R
4.1. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG 3. ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Ví dụ 4.3: dt Cho thanh dẫn AB dài l chuyển động x x x B thẳng trong từ trường đều B với vận x l x x tốc v như hình vẽ. x x x a) Tính hiệu điện thế giữa 2 đầu thanh. x x v x b) giả sử thanh dẫn có điện trở R. Tính dx cường độ dòng điện cảm ứng trong thanh dẫn Bài giải a) Giả sử trong thời gian dt thanh quét 1 đoạn dx b) U Ic  Từ thông gửi qua mạch: dm  B.dS  B..dx R H.đ.thế dm dx U  c    B..  B..v dt dt
4.2. HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM 1. THÍ NGHIỆM Dòng điện được sinh ra trong itc mạch, do sự cảm ứng của dòng điện trong chính mạch đó được gọi là dòng điện tự cảm và hiện tượng nói trên gọi là hiện tượng i0 tự cảm 0 g A B  Khi khóa K đóng: (G) 0 K g + _ o o o o io qua ống dây tăng  xuất hiện itc ngược chiều io  itc đi từ A -> B
4.2. HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM 1. THÍ NGHIỆM itc  Khi khóa K ngắt: 0 i0 0 g A B (G) io qua ống dây giảm K + _  xuất hiện itc cùng chiều io o o o o  itc đi từ B -> A
4.2. HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM 2. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG TỰ CẢM Suất điện động tự cảm dm  tc   Do m ~ B ~ i dt Nên  m  Li di L là hệ số tỉ lệ, hay còn gọi là hệ số  tc  L tự cảm của cuộn dây dt Đơn vị: Henry (H)
4.2. HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM 2. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG TỰ CẢM Ví dụ 4.4: một solenoid rỗng có N vòng và dài l . Xem l lớn hơn nhiều so với bán kính của solenoid. 1) Tìm độ tự cảm L của ống dây 2) Nếu ống dây có 300 vòng, chiều dài của ống là 25 cm và diện tích tiết diện ngang của ống là 4 cm2. Tính L = ? 3) Nếu tốc độ giảm của dòng điện qua ống là 50 A/s, hãy tính sđđ tự cảm của ống dây. Đáp số: Bài giải N2 1) L  0 .S 1) Từ thông gửi qua ống dây  2) L = 0,181 (mH)  m  NBS  Li N N2 3) tc = 9,05 (mV)  N. 0 i.S  Li L  0 .S  
4.2. HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM 2. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG TỰ CẢM Ví dụ 4.4: một solenoid rỗng có N vòng và dài l . Xem l lớn hơn nhiều so với bán kính của solenoid. 1) Tìm độ tự cảm L của ống dây 2) Nếu ống dây có 300 vòng, chiều dài của ống là 25 cm và diện tích tiết diện ngang của ống là 4 cm2. Tính L = ? 3) Nếu tốc độ giảm của dòng điện qua ống là 50 A/s, hãy tính sđđ tự cảm của ống dây. Đáp số: Bài giải N2 1) L  0 .S 3) Suất điện động tự cảm  di 2) L = 0,181 (mH)  tc  L  L  (50) dt 3) tc = 9,05 (mV)  50L
4.2. HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM 3. MẠCH RL 1) Khi K đóng Áp dụng định luật Ohm di   tc  Ri    0    Ri  L 0 dt i  R    1  e R.t / L  I. 1  e t / L  2) Khi K mở di   tc  Ri  0  Ri  L 0 dt  Cường độ ổn định i   R .t / L  Ie t / L I R e R (cực đại) L L  Hằng số thời gian (thời gian tự cảm) R
4.2. HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM 3. MẠCH RL Ví dụ 4.5: Cho mạch điện RL như hình vẽ. Cho biết L = 7,0H, R = 9,0 và  = 120V. Tính s.đ.đ tự cảm tại thời điểm 0,2s kể từ khi khóa S đóng. Đáp số: tc = 92,8 V Bài giải S đóng, cường độ dòng điện qua mạch:  i R  1  e  R .t / L  Suất điện động tự cảm di  R  tc   L   L   e Rt / L  e Rt / L dt R L
4.2. HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM 3. MẠCH RL Ví dụ 4.6: Xét mạch RL như hình vẽ, biết L = 8,0mH, R = 4,0 và  = 6,0V. (a) Tính hằng số thời gian tự cảm. (b) Tính dòng điện trong mạch tại thời điểm 250s kể từ khi khóa S đóng. (c) Tính cường độ dòng điện cực đại trong mạch. (d) Sao khoảng thời gian bao lâu thì dòng điện bằng 80% giá trị cực đại của nó? Đáp số: a) L = 2ms; b) i = 0,176 A; c) I = 1,5 A; d) t = 3,22 ms Bài giải a) Thời gian tự cảm b) Cường độ dòng điện lúc S đóng  L  L   i  1  e  R .t / L R R c) Cường độ dòng điện cực đại  I R
4.2. HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM 3. MẠCH RL Ví dụ 4.6: Xét mạch RL như hình vẽ, biết L = 8,0mH, R = 4,0 và  = 6,0V. (a) Tính hằng số thời gian tự cảm. (b) Tính dòng điện trong mạch tại thời điểm 250s kể từ khi khóa S đóng. (c) Tính cường độ dòng điện cực đại trong mạch. (d) Sao khoảng thời gian bao lâu thì dòng điện bằng 80% giá trị cực đại của nó? Đáp số: a) L = 2ms; b) i = 0,176 A; c) I = 1,5 A; d) t = 3,22 ms Bài giải d) Thời gian mà i = 80%I i  I1  e  R .t / L   0,8I 1  e R.t / L  0,8  e R.t / L  0,2 L t ln(0,2) R

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.