Câu hỏi: Năng lượng của cuộn dây thuần cảm tỉ lệ thuận với
A. dòng điện qua cuộn dây
B. bình phương cường độ dòng điện trong cuộn dây
C. căn bậc hai cường độ dòng điện trong cuộn dây
D. một bình phương cường độ dòng điện trong cuộn dây
Câu trả lời:
=> Đáp án B .
Ta có W = Li2/2 , nên năng lượng từ trường trong cuộn dây tỉ lệ với bình phương cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây
Hãy cùng trường THCS Ngô Thì Nhậm tìm hiểu thêm về hiện tượng tự cảm.
I. Từ thông riêng của mạch kín
Giả sử có một mạch kín C, trong đó có dòng điện cường độ i. Dòng điện i gây ra từ trường, gây ra từ thông Φ qua C gọi là từ thông riêng của mạch. Rõ ràng, từ thông này tỷ lệ với cảm ứng từ do i gây ra, nghĩa là tỷ lệ với i. Chúng tôi có thể viết:
= Lý (1)
L là một hệ số, chỉ phụ thuộc vào cấu tạo và kích thước của mạch kín C gọi là độ tự cảm của C. Trong công thức (1) i tính ampe (A), Φ tính vebe (Wb), khi độ tự cảm L tính henry (H).
II. Hiện tượng tự cảm
* Định nghĩa
Trong mạch kín (C) có dòng điện cường độ i: Nếu vì nguyên nhân nào đó cường độ i thay đổi thì từ thông riêng của (C) thay đổi; thì ở (C) xảy ra hiện tượng cảm ứng điện từ; Hiện tượng này gọi là hiện tượng tự cảm.
Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong mạch có dòng điện, trong đó sự biến thiên của từ thông qua mạch là do cường độ dòng điện trong mạch biến thiên.
Trong mạch điện một chiều, hiện tượng tự cảm thường xuất hiện khi đóng mạch (dòng điện tăng đột ngột) và khi ngắt mạch (dòng điện giảm xuống 0).
Trong mạch điện xoay chiều luôn xảy ra hiện tượng tự cảm vì cường độ dòng điện xoay chiều biến thiên liên tục theo thời gian.
III. suất điện động tự cảm
1. Khi trong mạch điện xuất hiện hiện tượng tự cảm thì suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch đó gọi là suất điện động cảm ứng.
Giá trị của nó được tính theo công thức chung:
etc=−ΔΦ/Δt
Đâu là từ thông cụ thể cho bởi: Φ=Li
Vì L không đổi nên = Li
Vậy suất điện động tự cảm có công thức:
etc = −L(Δi/Δt) (2)
Dấu trừ ở (2) phù hợp với định luật Len – xơ.
2. Năng lượng từ trường của cuộn dây thuần cảm
Trong thí nghiệm khi ngắt K thì đèn sáng lên rồi mới tắt. Điều này chứng tỏ đã có sự giải phóng năng lượng trong đèn. Năng lượng này là năng lượng đã được tích lũy trong cuộn cảm khi có dòng điện chạy qua. Người ta chứng minh rằng, khi dòng điện có cường độ i chạy qua cuộn dây thuần cảm thì cuộn dây tích lũy một năng lượng được cung cấp bởi:
W = 1/2Li2
IV. Ứng dụng
Điện cảm có nhiều ứng dụng trong mạch điện xoay chiều. Cuộn cảm là một phần tử quan trọng trong mạch điện xoay chiều với mạch dao động và máy biến áp.
V. Bổ sung kiến thức
hiệu ứng bề mặt
Hiện tượng tự cảm không chỉ xuất hiện trong mạch điện mà còn xuất hiện trong lòng vật dẫn có dòng điện biến thiên chạy qua. Thực nghiệm cho thấy: khi dòng điện cao tần (dòng điện có tần số biến thiên lớn) chạy qua một dây dẫn, do hiện tượng tự cảm nên dòng điện đó hầu như không chạy trong dây dẫn đó mà chỉ chạy ở lớp ngoài cùng. Hiệu ứng đó được gọi là hiệu ứng da. Sau đây chúng tôi giải thích hiện tượng đó.
Giả sử dòng điện có tần số cao chạy từ dưới lên trên. Dòng điện đó gây ra một từ trường bên trong vật dẫn, các đường sức từ có chiều như hình vẽ (quy tắc cái nút chai). Vì dòng điện thay đổi nên từ trường do nó gây ra cũng thay đổi. Nếu chúng ta xem xét bất kỳ mặt cắt nào chứa trục đối xứng của đường dây, thì từ thông gửi qua mặt cắt đó cũng thay đổi. Do đó trong các mặt cắt đó xuất hiện các dòng điện cảm khép kín giống như dòng điện ic trên hình vẽ.
Do đó, khi dòng điện tần số cao tăng lên, dòng điện cảm xuất hiện trong dây dẫn chống lại sự gia tăng của dòng điện tần số cao chạy trong dây dẫn và có lợi cho dòng điện tần số cao chạy qua. trên bề mặt của sợi dây đó. Nói cách khác, dòng điện tần số cao hầu như chỉ chạy trong lớp bề mặt của dây dẫn. Trong trường hợp dòng điện cao tần giảm (hình b) cũng chứng minh kết quả tương tự.
Lý thuyết và thực nghiệm cho thấy khi cho dòng điện cao tần có tần số từ 105 Hz trở lên thì dòng điện đó chỉ chạy trong lớp bề mặt ngoài dày 0,2mm của vật dẫn. Vì lý do đó, dây dẫn rỗng được chế tạo để mang dòng điện cao tần nên tiết kiệm được rất nhiều kim loại.
Một ứng dụng quan trọng của hiệu ứng da là làm nguội kim loại ở lớp ngoài. Nhiều chi tiết máy như gờ trục máy, bánh răng… cần đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật: lớp ngoài phải thật cứng nhưng bên trong vẫn phải có độ dẻo thích hợp. Một phương pháp thuận tiện và đơn giản là tận dụng hiệu ứng da. Cách thực hiện như sau: cho dòng điện cao tần chạy qua chi tiết máy để nung nóng lớp ngoài của nó đến nhiệt độ cần thiết. Sau đó, chúng tôi nhúng bộ phận máy vào chất lỏng để kết quả là lớp bên ngoài rất cứng, trong khi bên trong bộ phận máy vẫn mềm dẻo.
Đăng bởi: THCS Ngô Thì Nhậm
Chuyên mục: Lớp 11 , Vật Lý 11
Bạn thấy bài viết Năng lượng của ống dây tự cảm tỉ lệ với
có khắc phục đươc vấn đề bạn tìm hiểu ko?, nếu ko hãy comment góp ý thêm về Năng lượng của ống dây tự cảm tỉ lệ với
bên dưới để duhoc-o-canada.com có thể thay đổi & cải thiện nội dung tốt hơn cho các bạn nhé! Cám ơn bạn đã ghé thăm Website: duhoc-o-canada.com của duhoc-o-canada.com
Chuyên mục: Giáo dục
Nhớ để nguồn bài viết này: Năng lượng của ống dây tự cảm tỉ lệ với
của website duhoc-o-canada.com