Ầ
KÍNH CHÀO QUÝ TH Y CÔ VÀ CÁC B N !Ạ
1
BÀI T P L N
Ậ Ớ
Ph
ng pháp tính l c đi n đ ng khi v t
ươ
ự
ệ
ậ
ộ
• Đ tài: ề ẫ
ậ ẫ
ệ
ề
ộ
d n mang dòng đi n m t chi u, khi v t d n mang dòng đi n xoay chi u? ệ
ề
Ẫ
Ệ
Ự
GIÁO VIÊN H NG D N ƯỚ Lê Ng c T n ấ ọ
NHÓM TH C HI N Lê Minh Thân L p (N02)
ớ
2
N i dung 1:
ộ
I. khái niêm chung:
a. L c đi n đ ng là gì ?:
ự
ệ
ộ
ệ ệ
b. Cách xác đ nh l c đi n ự ị đ ng, chi u c a l c đi n ề ủ ự ộ đ ng:ộ
3
I. khái niêm chung: a. L c đi n đ ng là gì ?: ộ
ự
ệ
•
ệ
ự
ừ ặ ự ng thay ng, l c đó tác d ng lên v t d n và có xu h ướ thông vòng qua nó,
ừ
Là l c sinh ra khi v t d n mang dòng đi n, đ t trong t ậ ẫ tr ụ ậ ẫ ườ đ i hình dáng c a v t d n sao cho t ủ ậ ẫ ổ xuyên qua nó là l n nh t. ớ
ấ
b. Cách xác đ nh l c đi n đ ng, chi u c a l c đi n đ ng: ộ
ề ủ ự
ự
ệ
ệ
ộ
ị
_ Xác đ nh l c đi n đ ng. ự
ệ
ộ
ị
ng và t
ừ
ộ ậ ẫ ườ
tr ệ ẽ ừ ườ ng tác d ng v i dòng đi n sinh ra nó. L c sinh ra do ự ệ c g i là l c ng sinh ra này đ u đ
• M t v t d n mang dòng đi n s sinh ra t ớ tr ừ ườ
ề ượ ọ
ự
tr ụ dòng đi n và t ệ đi n đ ng. ộ
ệ
4
_ Chi u c a l c đi n đ ng.
ề ủ ự
ệ
ộ
ị
ắ
• Đ c xác đ nh b ng quy t c bàn tay trái ằ h ứ ừ ướ
"Đ t bàn tay trái sao ề ừ ổ c tay đ n ngón ế
ề
ụ
ắ ệ ẫ
ệ
ạ
ạ
ọ
ệ
ơ
c m B đi qua.
ượ cho các đ ườ tay gi a h ệ ữ ướ ị chi u c a l c đi n t ề ủ ự chi u c a l c tác d ng lên v t d n hay dòng đi n. Là chi u ề ậ ẫ ề ủ ự bi n đ i hình h c hình d ng c a m ch vòng d n đi n sao ủ ổ ế cho t thông qua nó tăng lên, nghĩa là tăng di n tích n i có ừ t ừ ả
5
ặ ng s c t ng vào lòng bàn tay, chi u t ng theo chi u dòng đi n thì ngón tay cái choãi ra 90° ch ỉ ệ ừ " hay xác đ nh b ng nguyên t c chung ằ
ủ ẫ
ủ dòng đi n ng Fdd c a 2 dây d n có dòng đi n cùng chi u ề ệ Fdd c a 2 dây d n có ẫ c chi u ề ượ ệ
ệ ệ ề ậ ẫ ạ
ườ ế ̣ ́
ng h p dong l n. L ạ ự ́ ỡ ớ ̀ ̀ ́ ̣ ́ ̉ ̀ ́ ng, I ch y trong v t d n không t mang dòng đi n. Trong môt sô ệ dd max L c lam biên dang đôi khi co thê lam pha v kêt
Chú ý: Trong đi u ki n làm vi c bình th l n l m, L dd không gây bi n d ng các chi ti ớ ắ ế tr ợ ườ câu thiêt bi. Do đo cân phai nghiên c u l c điên đông đê ngăn ng a tac hai cua no khi l a chon, tinh toan va thiêt kê thiêt bi điên.
ứ ự ừ ́ ́ ̣ ́ ̀ ̉ ̣ ̣ ̉ ́ ̣
6
ự ̉ ́ ̣ ́ ́ ̀ ́ ́ ́ ̣ ̣
N i dung 2:
ộ
ng II. Ph ươ pháp tính l c ự đi n đ ng:
ệ
ộ
ậ ẫ
ậ ẫ
1. Khi v t d n mang dòng đi n ệ m t chi u (DC): ề
ộ
2. Khi v t d n mang dòng đi n ệ xoay chi u (AC): ề
ươ
a.Ph
ươ
ng phap s ́ ử
ệ
ệ
ề
ộ
ề
́
dung đinh luât Bio-Xavar-Laplax
a. Dòng đi n xoay chi u (AC) m t pha:
b. Dòng đi n xoay chi u (AC) ba pha:
ng phap b.Ph dùng theo đ nh ị lu t cân b ng ằ ậ ng: năng l ượ
7
̣ ̣ ̣
II. Ph
ươ
ng pháp tính l c đi n đ ng: ự
ệ
ộ
1. Khi v t d n mang dòng đi n m t chi u (DC):
ậ ẫ
ệ
ề
ộ
ng pháp. Ph Ta có th tính l c đi n đ ng b ng hai ph ệ ụ ể ằ ộ ươ ươ
ậ ặ ị ng pháp ậ
a.Ph
ng phap s dung đinh luât Bio-Xavar-Laplax
ươ
́ ử
ị ng. th nh t dùng đ nh lu t Biot-Savart-Laplace ho c dùng theo đ nh lu t cân ứ ấ b ng năng l ằ ượ
̣ ̣ ̣
• ng tac lân nhau cua dây dân ươ ̀ ự ́ ̣ ̣ ̀ ́ ́ ̃ ̉ ̃
8
ph l mang dong điên I va t ̉ ươ ng do dây dân khac tao nên. ng phap nay l c điên đông la kêt qua t tr ̀ ừ ườ ̀ ̣ ̃ ́ ̣
ạ ệ ừ
=
ộ ng v i t ườ ạ ớ ừ ả ộ ự c đ t trong t ượ ặ uuur c m B (T) nh hình, thì có m t l c tác đ ng lên dl: ộ dF
uuur dF
D ng vi phân ạ -Xét m t đo n m ch dl (m) co dòng đi n I (A) đi qua, đ tr ư uur ur I dlx B
dd dF th ng góc v i hai vecto dl và B ớ
dl có chi u theo dòng i thì L ề ẳ
=
a
uuur dF
I B dl . .
.sin
9
Khi vect ơ có t c đ l n là: ố ộ ớ
Trong đó: (α là góc gi a hai vect dl và B) ữ ơ
tr ể ạ
dd có giá tr nh sau:
F=i.l.B.sin a
s =
N u t ọ ế ừ ườ chi u dài l c a dây d n th ng thì L ề ng B không đ i t ẫ ủ ổ ạ ẳ i m i đi m dòng đi n i ch y trên toàn b ộ ệ ị ư
090 thì:
F=i.l.B
Khi
dd khi ta có th bi u di m ễ c hình ộ
ứ ể ị
ể ể ướ ứ ụ
10
Công th c Biot-Savart-Laplace dùng đ xác đ nh L c m B b ng m t bi u th c phân tích ph thu c vào kích th t ể ằ ừ ả d ng m ch vòng d n đi n. ệ ạ ộ ẫ ạ
b.Ph ng phap dùng theo đ nh lu t cân b ng năng l ng: ươ ậ ị ́
dd là hi n t
ng đi n t ằ ệ ượ ượ ng bi n đ i năng l ổ ế ượ ệ ừ
Hi n t ệ ượ ạ
ệ ự ng phát sinh F tích trong m ch đi n thành c năng. ơ ệ ự ơ ọ
dd là s bi n đ i năng l
L c đi n đ ng là l c c h c. Có nghĩ r ng s bi n đ i c năng lên trên ng t ằ ự ế ự ế ổ ổ ơ ượ ừ ị ể
d
=
F
= I c
onst
ộ 1 đo n chuy n d ch. T đó đ nh nghĩa L ừ ị 1 đo n d ch chuy n c a m ch đi n. ể ủ ạ ạ ệ ị
ạ WM dx
s).
c a m ch đi n ( W ạ Trong đó: WM: năng l
ạ
2
=
=
f
s . . (W ) I
L I . .
W M
Bi ượ ị ạ t r ng năng l ượ ệ
1 2
ng đi n t ệ ệ ừ ủ dx: đo n d ch chuy n c a m ch đi n. ệ ể ủ trong 1 m ch đi n: ng đi n t ạ ệ ừ ế ằ 1 2
v i:ớ ộ ườ
11
I: c ng đ dòng đi n (A). L: đi n c m c a m ch (H). ủ f : t ệ ả thông trong m ch (Vs). ừ ệ ạ ạ
af
T đó, ta có:
ừ
=
=
F
.
I
.
(
N
)
21 I . 2
dL dX
1 2
dX
=
+
+
.
(Ws)
W M
I I M . . 1 2
2 I L . 2
2 I L . 1
Tr ườ ợ ạ
ườ ạ ạ trong đó: I1,I2: c
ng h p có 2 m ch điên: 1 1 2 2 ng đ dòng ch y trong m ch 1 và 2. ạ
ạ
+
+
I
.
.
2 I 1
2 2
I I . 1
2
ỗ ả ộ ự
dL 1 dx
1 2
dL 2 dx
dM dx
ộ L1, L2: đi n c m trong m ch 1 và 2. ệ ả M: h c m gi a m ch 1 và 2. ữ L c đi n đ ng s là: ệ ẽ 1 = F 2
ỗ ế ị ế ể ạ ớ ỉ ị
= F I I 2.
1
dM dx
12
N u m i m ch không b bi n d ng mà ch d ch chuy n so v i nhau thi ạ L1=L2=const và khi đó:
2. Khi v t d n mang dòng đi n xoay chi u (AC):
ề
ụ
ệ ậ ẫ Nh ng c ng th c c a dòng DC đ u đúng khi ta áp d ng tính v i ộ ữ ư
đây là giá tr t c th i c a dòng AC. L ệ ớ dd max khi
a. Dòng đi n xoay chi u (AC) m t pha:
ề
ệ
ộ
=
w
ờ ủ ẫ ẽ ớ ủ ề ị ứ dd c a dòng AC s l n h n khi d n dòng DC. ơ ứ ủ dòng đi n AC nh ng giá tr i ị ở i=Imax= do v y Lậ I.2
ti )(
I
sin.
t ..
m
khi xét hình sin đ u hòa: ề
dd và dòng đi nệ
13
Hình 1.1. đ th L ồ ị
-7.Kvkhd)
Vì i chính là giá tr t c th i nên: Công th c t ng quát: ứ ổ F=C.i2 ( v i C= 10 ớ ờ ị ứ
w .2 t
1
w 2
= ICF .
Sin .
= ICt . .
.
2 m
2 m
- (cid:246) (cid:230) (cid:247) (cid:231)
Cos 2
ł Ł
2
=
=
IC .
.2
IC .
F m
2 m
L c tác đ ng l n nh t: ự ấ ộ ớ
2
L c tác đ ng t c th i: ộ ự ứ ờ
w .2 t
F m
F m
=
F
Cos . 2
-
L c tác đ ng trung bình: ự
dd và đ ng đi n ộ
2
2 m
=
=
=
dtF .
CI
ộ 1 Hinh 1.2. đ th L ồ ị ệ
F tb
IC . 2
1 T
0
14
(cid:242) không chu kỳ.
‚ ừ ồ ị ấ ự
ổ ầ ớ ầ ố ầ ầ ố ị ừ ộ ế ệ ự
(0 T đ th Hinh 1.1 cho ta th y l c F bi n đ i tu n hoàn có giá tr t Fm) và có t n s g p 2 l n t n s dòng đi n. V i t n s này l c tác đ ng c ơ khí s gây ra ti ng n. ầ ố ấ ế ẽ ồ
ệ ạ ắ
ệ ố
ẳ
0:
ệ
ệ
=
w
i
Im
sin.
t
A
0
=
w
+
i
Im
120
)
B
0
=
.(sin w
t +
Im
sin.
t
240
)
i C
L c tác d ng lên dây pha có d ng:
ự
ụ
ạ
Hình 1.2 trình bày dòng đi n ng n m ch. b. Dòng đi n xoay chi u (AC) ba pha: ề Các dây b trí trên m t ph ng song song: ặ Dòng đi n ba pha l ch nhau 120
15
ự ự ệ ệ ộ ộ F1=F12+F13 ữ ữ F12: L c đi n đ ng gi a pha1 và pha 2. F13: L c đi n đ ng gi a pha1 và pha 3.
Đ i v i dây 1 pha: ố ớ
1 s t
0
=
w
t
15
ng ng ng giác ta có c c tr c a hàm F ự ị ủ ẽ ươ ứ
ng ng v i l c ị ươ ứ ớ ự
-=
805,0
Sau khi bi n đ i l ế ổ ượ w -= 0 và t .75 l c lúc đó đ t c c đ i s có giá tr (+) t ạ ự ạ ẽ ự 075=tw v i ớ T i ạ hút:
2 mIC . F 1 l c lúc đó đ t c c đ i s có giá tr (-) t ạ ự ạ ẽ ự
-=tw
015
ng ng v i l c ị ươ ứ ớ ự
-=
055,0
F 1
2 mIC .
T i ạ đ y:ẩ
Đ i v i dây 3 pha:
ố ớ
-= -=
ế
805,0 055,0
Đ i v i dây 2 pha:
ố ớ
2
0
0
]
=
w
Có k t qu ng L c đ y ng v i giá tr (+): ị ớ L c hút ng v i giá tr (-): ớ ự ẩ ứ ứ ự ị c l ả ượ ạ ớ F 1 F 1 i v i dây 1 pha. 2 mIC . 2 mIC .
Sin .
w (
t
Ic .
[ ).
Sin
t
Sin
w (
t
240
)
0
=
- - -
m 866
.0
IC . .
Cos
t
150
)
120 w 2(
F 2 F 2
2 m
16
-
2
Giá tr c c đ i s t là:
075=tw ng ng v i ớ ị ự ạ ẽ ươ ứ F = 2 . mIC .866.0 dd tác d ng lên 2 dây là l n nh t nên giá tr này đ ớ ậ ể
ụ ấ ị c s ượ ử
2
=
=
F
.866,0
IC .
.3
IC .
Max
2 m
Vì v y Lậ ỹ d ng trong k thu t đ tính toán: ụ
Các dây d n b trí trên đ nh tam giác đ u:
ẫ ố
ề
ỉ
17
dd 3 pha b trí trên đ nh tam giác đ u.
Đ th L ồ ị ề ố ỉ
Ta có:
x
y
2 F 1 x
2 F 1 y
2 m
= + = + = w . IC . Sin . t F 1 F 1 F 1 3 2
dd tác d ng lên dây d n 1 có ng
ướ
ằ ng c a L ủ ỹ ườ
trên tr c Ox nh trên hình v . L ư
ng t ụ ẫ OM mà qu tích ngon vect là vòng tròn đ ơ các dây khác cũng tính ẽ dd ở ố ấ ủ ươ ự
dd khi xét dây d n b trí trên 3 ẫ ặ
2
=
=
F
866,0
IC . .
.3
IC .
Max
2 m
S thay đ i v v trí và h ổ ề ị ự th bi u di n b ng vect ơ ễ ể ể kính b ng ằ ụ toán t đ nh tam giác cũng gi ng nh b trí trên 1 m t ph ng: ỉ và ta có giá tr l n nh t c a L ị ớ ư ố ẳ ố
ả
xk:
2
2
2
=
=
.3
IC .
)8,1(
.61,5
IC .
FMax
18
ầ ng h p ta ph i xét thêm h s xung kích K tr Khi xét dòng 3 pha có ch a thành ph n không chu kỳ, trong c 2 ợ ứ ệ ố ả ườ
ạ
Cám nơ Xin giáo viên và các b n cho ý ki nế
19
