Dđộ tự cảm
Có thể bạn quan tâm

Ancol: Đầy đủ lý thuyết và giải bài tập chi tiết

Đọc hiểu Quả cau nho nhỏ miếng trầu hôi (Miếng trầu)

Khí hidro sunfua là gì? Ứng dụng như thế nào trong đời sống

Bạn tò mò muốn biết mặt trăng vào ngày sinh của mình như thế nào? Đây là cách xem

Phân tích vẻ đẹp của bức tranh cuộc sống trong đoạn thơ

1 Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong đoạn mạch có dòng điện biến thiên Xem: Công thức hiện tượng tự cảm

Bạn Đang Xem: Công thức tính độ tự cảm lớp 12

Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong đoạn mạch có dòng điện biến thiên Bạn đang xem: 12 dạng công thức hiện tượng tự cảm

Xem: Công thức điện cảm

Ví dụ về điện cảm

Sơ đồ mạch thí nghiệm điện cảm

Khóa k1, tắt k2, bật k3. Khi khóa k đóng thì đèn 2 sáng ngay, đèn 1 sáng chậm hơn đèn 2.

Khi đóng khóa k, cường độ dòng điện qua cuộn dây tăng đột ngột trong thời gian ngắn (cường độ dòng điện tăng từ 0 đến i => cường độ dòng điện biến thiên tăng) làm từ trường qua cuộn dây tăng => ; từ thông qua cuộn dây l tăng.

Khi thời gian g chạy qua cuộn dây thay đổi thì xuất hiện dòng điện cảm ứng tuân theo định luật Lenz, chiều dòng điện cảm ứng trong vòng dây l ngược với chiều tăng của từ thông => ; làm giảm cường độ dòng điện đi qua đèn 1 nên đèn 1 Tốc độ sáng chậm hơn đèn 2.

Không có hiện tượng dòng điện chạy qua điện trở r nên đèn 2 sáng ngay.

Hiện tượng gọi là hiện tượng tự cảm trong thí nghiệm trên chỉ xảy ra trong thời gian ngắn khi cường độ dòng điện trong mạch thay đổi (mạch kín)

Khóa k1, tắt k3, bật k2. Khi ngắt khóa k thì đèn 3 tắt đột ngột sáng lên rồi tắt, giải thích hiện tượng

Khi mở khóa k, dòng điện giảm đột ngột trong thời gian ngắn (từ cường độ dòng điện i về 0) => từ trường qua cuộn dây l giảm => từ thông qua cuộn dây l giảm.

Từ thông qua cuộn dây l giảm => xuất hiện dòng điện cảm ứng chạy qua cuộn dây ngược chiều chiều giảm => dòng điện cảm ứng này chạy qua đèn 3 làm đèn 3 nhấp nháy. Sau thời gian ngắt không có sự thay đổi từ thông => mất dòng điện cảm ứng => đèn 3 tắt.

Hiện tượng trong thí nghiệm trên gọi là hiện tượng tự cảm, chỉ xảy ra trong thời gian ngắn khi cường độ dòng điện trong mạch thay đổi (hở mạch).

Cuộn dây trong thí nghiệm gọi là cuộn cảm, độ tự cảm của cuộn dây được ghi là l.

Độ tự cảm của cuộn dây hình trụ gồm n vòng

Ở đâu:

n: số vòng

l: chiều dài ống dẫn (mét)

s: tiết diện dây (m2)

2/ Suất điện động cảm ứng:

Suất điện động cảm ứng: là suất điện động sinh ra suất điện động cảm ứng, tỉ lệ thuận với tốc độ biến thiên cường độ dòng điện trong mạch.

→ Biên độ:

e$_{tc}$: là suất điện động tự cảm (v) l: độ tự cảm của cuộn dây (h đọc là Henry) Δi: lượng thay đổi dòng điện (a) Δt: thời gian thay đổi dòng điện (s) : biến thể tỷ lệ thay đổi hiện tại (a/s)

Dấu “-” giống như công thức tính suất điện động cảm ứng của Faraday, chứng tỏ chiều xuất hiện dòng điện cảm ứng tuân theo định luật Lenz.

Về mặt sức điện động, công thức của độ tự cảm là

3/năng lượng từ trường cuộn dây:

4/Ứng dụng của hiện tượng tự cảm:

Cuộn cảm có nhiều ứng dụng trong mạch điện xoay chiều. Cuộn cảm là linh kiện quan trọng trong mạch điện xoay chiều có mạch dao động điện từ và máy biến áp.

Video bài giảng về suất điện động và hiện tượng tự cảm

Bài tập về suất điện động tự cảm và suất điện động tự cảm

Bài tập 1. Một ống dây dài l = 30 cm gồm n = 1000 vòng dây có cường độ dòng điện i = 2 a, mỗi vòng có đường kính d = 8 cm.

a) Tính hệ số tự cảm của cuộn dây.

b) Tính từ tính qua mỗi vòng dây.

c) Thời gian ngắt dòng điện là t = 0,1 s, tính suất điện động cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây.

Xem Thêm: TFTP là gì? Hướng dẫn cài đặt và sử dụng TFTP Server

Hướng dẫn

a) l = 4π.10-7µs = 4π.10-7µπ = 0,02 h.

b) Từ thông qua đường dẫn: Φ = li = 0,04 wb.

Từ thông trên mỗi vòng tròn: Φ1 = = 4.10-5 wb.

c) e$_{tc}$ = l|Δi/Δt| = 0,4 v.

Bài tập 2. Một cuộn cảm có l = 3 h nối với nguồn có suất điện động 6 v có điện trở trong không đáng kể và điện trở của cuộn dây không đáng kể. Sau bao lâu kể từ khi nối với nguồn điện thì cường độ dòng điện qua cuộn dây tăng đến giá trị 5 a? Cho rằng cường độ dòng điện tăng đều theo thời gian.

Xem Thêm: TFTP là gì? Hướng dẫn cài đặt và sử dụng TFTP Server

Hướng dẫn

e$_{tc}$ = l|Δi/Δt| =e => t = 2,5 giây.

Bài tập 3. Một cuộn cảm có tiết diện l = 50 mh mắc nối tiếp với điện trở r = 20 Ω, nối với nguồn có suất điện động 90 v, điện trở trong không đáng kể. Xác định tốc độ thay đổi của dòng điện i:

Xem Thêm : Dung tích sống là gì? Quá trình luyện tập để tăng dung tích phổi

a) Thời điểm ban đầu ứng với i = 0

b) Khi i = 2 a.Xem thêm: Chủ đề 1: Thế nào là tuổi trẻ và tương lai của đất nước, thành phần của tuổi trẻ và tương lai của đất nước

Xem Thêm: TFTP là gì? Hướng dẫn cài đặt và sử dụng TFTP Server

Hướng dẫn

Ta có: e – e$_{tc}$ = e – loi/Δt = ri => Δi/Δt = (e – ri)/l

a) Thời điểm ban đầu cho i = 0:

Δi/Δt= e/l= 1,8,103 a/s.

b) Thời gian i = 2 a:

Δi/Δt= (e-ri)/l = 103 a/s.

Bài tập 4. Trong một mạch kín có độ tự cảm 0,5.10$^{-3 }$h, tốc độ biến thiên của dòng điện là bao nhiêu nếu suất điện động của cuộn cảm là 0,25 v?

Xem Thêm: TFTP là gì? Hướng dẫn cài đặt và sử dụng TFTP Server

Hướng dẫn

Δi/Δt = e$_{tc}$/l = 500 a/s.

Bài tập 5. Tìm độ tự cảm của cuộn dây hình trụ 400 vòng, dài 20 cm, tiết diện 9 cm2 trong hai trường hợp:

a) Ống luồn dây điện không có sắt

b) Cuộn lõi sắt có độ thấm=400

Xem Thêm: TFTP là gì? Hướng dẫn cài đặt và sử dụng TFTP Server

Hướng dẫn

a) l = 4π.10-7s = 9.10-4h.

b) l = 4π.10-7µs = 0,36 h.

Bài tập 6. Một ống dây dài 50 cm có 2500 vòng dây. Đường kính của ống bằng 2 cm. Cho dòng điện biến thiên theo thời gian không đổi chạy qua cuộn dây. Sau 0,01 giây, dòng điện tăng từ 0 lên 1,5 Ampe. Tính toán EMF của cuộn cảm trong cuộn dây dẫn

l = 4π.10-7µ s = 4π.10-7µ π = 5.10-4 h;

e$_{tc}$ = l|Δi/Δt| = 0,075v

Xem Thêm: Cách dùng Will và Shall khi đưa ra yêu cầu, đề nghị

Bài tập 7. Tính độ tự cảm của cuộn dây. Biết rằng sau thời gian Δt=0,01s thì cường độ dòng điện trong cuộn dây tăng đều từ 1a đến 2,5a và suất điện động của cuộn cảm là 30v.

Xem Thêm: TFTP là gì? Hướng dẫn cài đặt và sử dụng TFTP Server

Hướng dẫn

e$_{tc}$ = l|Δi/Δt| => l = 0,2 giờ

Bài tập 8. a/ Lập công thức tính độ tự cảm của một ống dây có chiều dài l, tiết diện s, gồm tất cả n vòng dây, lõi là không khí

b/ Xét trường hợp lõi của cuộn dây trên làm bằng vật liệu sắt từ có độ từ thẩm µ. Lập công thức tính hệ số tự cảm của dây khi này.

c/ đắp l = 50cm, n = 1000 vòng, s = 10cm2 (lõi khí µ = 1)

Xem Thêm: TFTP là gì? Hướng dẫn cài đặt và sử dụng TFTP Server

Hướng dẫn

Bài tập 9. Cho cuộn dây có độ tự cảm l = 0,1h thì cường độ dòng điện qua cuộn dây giảm đều từ 2a đến 0 trong thời gian 0,4s. Tìm độ lớn suất điện động sinh ra trong khoảng thời gian trên

Xem Thêm: TFTP là gì? Hướng dẫn cài đặt và sử dụng TFTP Server

Hướng dẫn

Bài tập 10. Trong mạch điện như hình vẽ, độ tự cảm l bằng không. Đầu tiên khóa k vào vị trí a để tích điện cho cuộn cảm l, lúc này cường độ dòng điện qua l là 1,2a. Di chuyển k đến vị trí b và tính nhiệt lượng toả ra trong r. Biết độ tự cảm l = 0,2h.

Xem Thêm: TFTP là gì? Hướng dẫn cài đặt và sử dụng TFTP Server

Hướng dẫn

Bài tập 11. Ống dây có l = 0,01h mắc vào mạch điện như hình vẽ. Cho e=1.6v, r=1Ω;r=7Ω khóa k đang ngắt, khóa k lúc t=0.

a/ Khi k đóng (t = 0), tính cường độ dòng điện trong mạch

b/Sau bao lâu thì cường độ dòng điện trong mạch bằng 0,2a

Xem Thêm: TFTP là gì? Hướng dẫn cài đặt và sử dụng TFTP Server

Hướng dẫn

Bài tập 12. Một ống dây dài 1,5m, gồm 2000 vòng dây, đường kính ống là 40cm

a/Tính độ tự cảm của cuộn dây

b/ Cường độ dòng điện chạy trong cuộn dây, cường độ dòng điện tăng từ 0 đến 5a trong thời gian 1s xác định hệ số tự cảm của cuộn dây.

c/Tính cường độ cảm ứng từ do dòng điện trong cuộn dây gây ra khi cường độ dòng điện trong cuộn dây là 5a.

Xem Thêm : Mẫu giấy ủy quyền của giám đốc để ký thay hóa đơn

d/ Năng lượng từ trường bên trong cuộn dây khi dòng điện chạy qua cuộn dây là 5a

Xem Thêm: TFTP là gì? Hướng dẫn cài đặt và sử dụng TFTP Server

Hướng dẫn

Bài tập 13. Quấn cuộn dây với mật độ 2000 vòng/phút. Chiều dài ống là 2m và thể tích ống là 200cm3

a/Tính số vòng dây của cuộn dây

b/độ tự cảm của cuộn dây

c/Nếu dòng điện i=10a chạy qua cuộn dây thì từ trường của cuộn dây là bao nhiêu

d/ Nếu cường độ dòng điện trên tăng đều từ 0 đến 10a trong 2s thì độ tự cảm trong cuộn dây là bao nhiêu

e/ Năng lượng từ trường và mật độ năng lượng từ trường cực đại bên trong cuộn dây.

Hướng dẫn Bài tập 14. Cho dòng điện i = 20a chạy qua dây dẫn dài 0,5m. Năng lượng từ trường bên trong cuộn dây là 0,4j.

a/Xác định độ tự cảm của cuộn dây

Xem Thêm: Hình ảnh cánh đồng lúa đẹp – Tổng hợp hình ảnh cánh đồng lúa đẹp nhất

b/ Nếu cuộn dây có 1500 vòng dây thì bán kính của cuộn dây là bao nhiêu

Hướng dẫn Bài tập 15. Một ống dây dài 40 cm có tổng cộng 800 vòng dây, diện tích tiết diện của ống dây là 10 cm2. Ống luồn dây được nối với nguồn điện có cường độ dòng điện tăng dần từ 0 → 4a

a/Năng lượng của từ trường bên trong cuộn dây

b/ Suất điện động tự cảm của cuộn dây có độ lớn 1,2v tính thời điểm dòng điện đổi chiều.

Hướng dẫn Bài tập 16. Chiều dài của cuộn dây là 50cm, diện tích nằm ngang của ống là 10cm2 gồm 1000 vòng dây

a/Tính độ tự cảm của cuộn dây

b/ Cường độ dòng điện qua cuộn dây tăng đều từ 0 đến 10a trong thời gian 0,1s tính suất điện động tự cảm trong cuộn dây.

Hướng dẫn Bài tập 17. Khi đóng khóa k thì cường độ dòng điện thay đổi 50a/s và suất điện động cảm ứng trong cuộn dây là 0,2v. Giả sử cuộn dây có 500 vòng. Khi có dòng điện i = 5a chạy qua ống dây, hãy tính

a/độ tự cảm của cuộn dây

b/ Từ thông qua cuộn dây và từ thông qua mỗi vòng dây

c/năng lượng từ trường của cuộn dây

Hướng dẫn Bài tập 18. Độ từ thẩm của ống dây có lõi bằng vật liệu sắt từ là μ=104 và cảm ứng từ trong ống là b=0,05t. Tính mật độ năng lượng của từ trường trong cuộn dây.

Hướng dẫn Bài tập 19. Một cuộn dây dài 50 cm, bán kính 1 cm được quấn 800 vòng. Cường độ dòng điện chạy qua ống được tính bằng i = 2a (trong ống chứa đầy không khí)

a/độ tự cảm của cuộn dây

b/Từ mặt cắt ngang qua cuộn dây

c/Từ trường trong cuộn dây

Hướng dẫn Bài tập 20. Gió cuộn dài với mật độ 2000 vòng / phút. Ống có thể tích 500cm3. Ống dẫn được kết nối với mạch. Sau khi đóng công tắc, dòng điện trong cuộn dây thay đổi theo thời gian (sơ đồ). Khi thời gian đóng công tắc t=0, hãy tính độ tự cảm trong ống trong hai trường hợp

a/ Sau khi đóng công tắc, thời gian t = 0,05s

b/ Xuất phát tại thời điểm t = 0,05s.

Hướng dẫn Bài tập 21. Cho mạch điện như hình, l = 1h, e = 12v, r = 0, điện trở của biến trở là 10Ω. Điều chỉnh biến trở sao cho điện trở của biến trở giảm xuống 5Ω trong vòng 0,1 giây

a/ Tính suất điện động tự cảm do cuộn dây sinh ra trong khoảng thời gian trên.

b/ Tính cường độ dòng điện chạy qua mạch trong khoảng thời gian trên

Hướng dẫn Bài tập 22. Cho mạch điện như hình bên

e = 3v; r = 1Ω; r1 = 2Ω; r2 = 5Ω; r3 = 1Ω, c = 10µf. Bỏ qua điện trở của dây nối, khóa k

a/ Đóng khóa k và chốt 1. Tính cường độ dòng điện qua r1 và điện tích trên tụ điện c khi dòng điện ổn định.

b/ Đảo ngược khóa k từ chốt 1 sang chốt 2. Tính tổng điện tích chuyển qua điện trở r3 kể từ khi khóa ngược k. Xem thêm: Đặc điểm cấu tạo và sinh sản của hạt trần, Đặc điểm cấu tạo cơ quan sinh sản ở hạt trần

c/ Ngắt khóa k, thay tụ điện c bằng cuộn dây có độ tự cảm l=50mh. Đóng khóa k và chốt 1 thì cường độ dòng điện qua cuộn dây tăng dần. Tính tốc độ biến thiên cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây khi cường độ dòng điện là 0,35A. Bỏ qua điện trở của cuộn dây.

Xem Thêm: TFTP là gì? Hướng dẫn cài đặt và sử dụng TFTP Server

Hướng dẫn