Lý thuyết Tự cảm hay, chi tiết nhất - Vật Lí lớp 11

Lý thuyết Tự cảm hay, chi tiết nhất

Tài liệu Lý thuyết Tự cảm hay, chi tiết nhất Vật Lí lớp 11 sẽ tóm tắt kiến thức trọng tâm về Tự cảm từ đó giúp học sinh ôn tập để nắm vứng kiến thức môn Vật Lí lớp 11.

A. Tóm tắt lý thuyết

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

⇒ Độ tự cảm của ống dây dài (cuộn cảm):

- Ký hiệu cuộn cảm:

- Nếu ống dây có lõi sắt:

Với 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:

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:

    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.