Bài giảng môn Vật lý khối 11 - Bài 24: Tự cảm

TRƯỜNG THPT BÁN CÔNG KRÔNG PẮCTỔ VẬT LÝRĐ1CAKBDĐ2L , RBÀI 24: TỰ CẢMKIEÅM TRA BAØI CUÕ1. Khái niệm từ thông?Viết biểu thức và nêu đơn vị của các đại lượng trong biểu thức.KIEÅM TRA BAØI CUÕTRẢ LỜI - Từ thông đặc trưng cho số đường cảm ứng từ xuyên qua diện tích giới hạn bởi vòng dây.Biểu thức:  = N.B.S.cosĐơn vị: 	 : Từ thông (Wb)	 	B: Cảm ứng từ (T)	 	S: Diện tích (m2)KIEÅM TRA BAØI CUÕ2. Phát biểu định nghĩa:Suất điện động cảm ứngTốc độ biến thiên của từ thông.KIEÅM TRA BAØI CUÕTRẢ LỜI :	Suất điện động cảm ứng: Là suất điện động gây ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín. Suất điện động cảm ứng trong mạch được xác định bởi biểu thức:Dấu (-) trong công thức phù hợp với định luật len-xơ: là độ biến thiên từ thông qua mạch ( C ) trong thời gian t	Tốc độ biến thiên của từ thông:Là tốc độ biến thiên từ thông qua mạch ( C) trong thời gian tTrong thí nghiệm Faraday, dòng điện cảm ứng xuất hiện là do sự biến đổi từ thông gửi qua diện tích của mạch gây ra. Từ thông đó do từ trường bên ngoài tạo nên. Bây giờ, nếu ta làm thay đổi cường độ dòng điện sẵn có trong mạch để từ thông do chính dòng điện đó sinh ra và gửi qua diện tích của mạch thay đổi, thì trong mạch cũng xuất hiện một dòng điện cảm ứng, phụ thêm vào dòng điện chính sẵn có của mạch. Dòng điện cảm ứng này gọi là dòng điện tự cảm. Hiện tượng đó được gọi là hiện tượng tự cảm. TÖÏ CAÛMI. TỪ THÔNG RIÊNG CỦA MỘT MẠCH KÍNI. TỪ THÔNG RIÊNG CỦA MỘT MẠCH KÍNII. HiỆN TƯỢNG TỰ CẢM ĐỊNH NGHĨAMỘT SỐ VÍ DỤIII. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG TỰ CẢM SuẤT ĐiỆN ĐỘNG TỰ CẢMNĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG CỦA Ống dây tự cảmMột mạch kín (C) có dòng điện i. Dòng điện i gây ra một từ trường, từ trường này gây ra một từ thông  qua ( C) gọi là từ thông riêng của mạch.Cho biết quan hệ giữa  với B?= N.B.S.cosNghĩa là  tỉ lệ với BMặt khác: Cảm ứng từ B của dòng điện có hình dạng khác nhau được tính bằng biểu thức khác nhau và B tỉ lệ với i. Nên ta viết: TÖÏ CAÛMI. TỪ THÔNG RIÊNG CỦA MỘT MẠCH KÍNMột mạch kín (C) có dòng điện i. Dòng điện i gây ra một từ trường, từ trường này gây ra một từ thông  qua ( C) gọi là từ thông riêng của mạch.I. TỪ THÔNG RIÊNG CỦA MỘT MẠCH KÍNII. HiỆN TƯỢNG TỰ CẢM ĐỊNH NGHĨAMỘT SỐ VÍ DỤIII. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG TỰ CẢM SuẤT ĐiỆN ĐỘNG TỰ CẢMNĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG CỦA Ống dây tự cảm = L.iL: độ tự cảm của ( C), phụ thuộc vào cấu tạo và kích thước của ( C)TÖÏ CAÛMI. TỪ THÔNG RIÊNG CỦA MỘT MẠCH KÍNMột ống dây chiều dài l, tiết diện S, gồm N vòng dây, có cường độ i chạy qua, độ tự cảm của ống dây là:I. TỪ THÔNG RIÊNG CỦA MỘT MẠCH KÍNII. HiỆN TƯỢNG TỰ CẢM ĐỊNH NGHĨAMỘT SỐ VÍ DỤIII. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG TỰ CẢM SuẤT ĐiỆN ĐỘNG TỰ CẢMNĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG CỦA Ống dây tự cảmL: độ tự cảm của ống dây có lõi sắtL = 4..10-7.L = .4..10-7.: Độ từ thẩm, đặc trưng cho từ tính của lõi sắt (có giá trị cỡ 104)TÖÏ CAÛMII. HiỆN TƯỢNG TỰ CẢM 1. Định nghĩa: Là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên của từ thông qua mạch được gây bởi sự biến thiên cường độ dòng điện trong mạch.I. TỪ THÔNG RIÊNG CỦA MỘT MẠCH KÍNII. HiỆN TƯỢNG TỰ CẢM ĐỊNH NGHĨAMỘT SỐ VÍ DỤIII. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG TỰ CẢM SuẤT ĐiỆN ĐỘNG TỰ CẢMNĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG CỦA Ống dây tự cảm- Trong mạch điện 1 chiều, hiện tượng tự cảm xảy ra khi đóng, ngắt mạch.- Trong mạch điện xoay chiều, hiện tượng tự cảm luôn xảy ra.VÍ Dụ 1: Quan saùt hieän töôïng khi ñoùng khoùa KTÖÏ CAÛMRĐ1CAKBDĐ2L , RVÍ Dụ 1TÖÏ CAÛM* Khi ñoùng K + Ñ1 saùng ngay + Ñ2 saùng leân töø töø, sau moät thôøi gian ñoä saùng môùi oån ñònhÑ1, Ñ2: 2 ñeøn gioáng nhau- OÁng daây L coù ñieän trôû thuaàn R* Giaûi thích + Khi ñoùng K : doøng ñieän ICD qua oáng daây L taêng  B taêng  töø thoâng qua L taêng  xuaát hieän IC choáng laïi söï taêng cuûa ICD  ICD taêng chaäm  Ñ2 saùng leân töø töø. + Coøn IAB taêng nhanh vì khoâng coù IC caûn trôû  Ñ1 saùng ngay.RĐ1CAKBDĐ2L , RĐKL*Khi ngắt K đèn Đ không tắt ngay mà bừng sáng lên rồi mới tắt hẳn.*Giải thích : Khi ngắt K : dòng điện I qua L giảm  B giảm   qua L giảm  xuất hiện IC khá lớn chống lai sự giảm của I  Ic phóng qua đèn  Đ sáng bừng lên rồi tắt.TÖÏ CAÛMVÍ Dụ 2: quan sát hiện tượng khi ngắt khóa KIII. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG TỰ CẢMTÖÏ CAÛMI. TỪ THÔNG RIÊNG CỦA MỘT MẠCH KÍNII. HiỆN TƯỢNG TỰ CẢM ĐỊNH NGHĨAMỘT SỐ VÍ DỤIII. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG TỰ CẢM SuẤT ĐiỆN ĐỘNG TỰ CẢMNĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG CỦA Ống dây tự cảm1. Khi có hiện tượng tự cảm xảy ra trong một mạch điện thì suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch được gọi là suất điện động tự cảmIII. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG TỰ CẢMTÖÏ CAÛMI. TỪ THÔNG RIÊNG CỦA MỘT MẠCH KÍNII. HiỆN TƯỢNG TỰ CẢM ĐỊNH NGHĨAMỘT SỐ VÍ DỤIII. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG TỰ CẢM SuẤT ĐiỆN ĐỘNG TỰ CẢMNĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG CỦA Ống dây tự cảmCông thức tổng quát :Với  là từ thông riêng  = L.iHay  = L. i- Suất điện động tự cảm có độ lớn tỉ lệ với tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch- Dấu trừ ( - ) phù hợp với định luật Len xơSuy ra III. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG TỰ CẢMTÖÏ CAÛMI. TỪ THÔNG RIÊNG CỦA MỘT MẠCH KÍNII. HiỆN TƯỢNG TỰ CẢM ĐỊNH NGHĨAMỘT SỐ VÍ DỤIII. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG TỰ CẢM SuẤT ĐiỆN ĐỘNG TỰ CẢMNĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG CỦA Ống dây tự cảm2. Năng lượng từ trường của ống dây tự cảm Trong thí nghiệm 2, khi ngắt k, đèn sáng bừng lên trước khi tắt. Điều này chứng tỏ trong mạch có dự trữ năng lượngIII. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG TỰ CẢMTÖÏ CAÛMI. TỪ THÔNG RIÊNG CỦA MỘT MẠCH KÍNII. HiỆN TƯỢNG TỰ CẢM ĐỊNH NGHĨAMỘT SỐ VÍ DỤIII. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG TỰ CẢM SuẤT ĐiỆN ĐỘNG TỰ CẢMNĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG CỦA Ống dây tự cảm2. Năng lượng từ trường của ống dây tự cảm Năng lượng này chính là năng lượng đã được tích lũy trong ống dây tự cảm khi có dòng điện chạy qua.III. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG TỰ CẢMTÖÏ CAÛMI. TỪ THÔNG RIÊNG CỦA MỘT MẠCH KÍNII. HiỆN TƯỢNG TỰ CẢM ĐỊNH NGHĨAMỘT SỐ VÍ DỤIII. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG TỰ CẢM SuẤT ĐiỆN ĐỘNG TỰ CẢMNĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG CỦA Ống dây tự cảm2. Năng lượng từ trường của ống dây tự cảm - Khi cuộn dây tự cảm có dòng điện cường độ i chạy qua thì trong cuộn dây tích lũy năng lượng dưới dạng năng lượng từ trườngW = L.i2 IV. ỨNG DỤNG TÖÏ CAÛMI. TỪ THÔNG RIÊNG CỦA MỘT MẠCH KÍNII. HiỆN TƯỢNG TỰ CẢM ĐỊNH NGHĨAMỘT SỐ VÍ DỤIII. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG TỰ CẢM SuẤT ĐiỆN ĐỘNG TỰ CẢMNĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG CỦA Ống dây tự cảm- Hiện tượng tự cảm có nhiều ứng dụng trong mạch điện xoay chiều. Cuộn cảm là một phần tử quan trọng trong các mạch điện xoay chiều có mạch dao động và các máy biến áp CUÕNG COÁErĐ+-KMỞ KĐÓNG KErĐ+-KLCUÕNG COÁErĐ+-KLĐÓNG KMỞ KIICUÕNG COÁErĐ+-KLĐÓNG KMỞ KIICUÕNG COÁErĐ+-KLĐÓNG KMỞ KIICUÕNG COÁ1. Chọn câu đúngPhát biểu nào dưới đây là sai?Suất điện động tự cảm của cuộn dây lớn khi:A. Dòng điện qua cuộn dây tăng nhanh.B. Dòng điện qua cuộn dây giảm nhanh.C. Dòng điện qua cuộn dây có giá trị lớnD.Dòng điện biến thiên nhanh