Bài giảng Vật lí 11 - Tiết 48 - Tự cảm

TRƯỜNG THPT LÊ THẾ HIẾUBỘ MÔN: VẬT LÝCHÀO MỪNG QUÝ THẦY CÔ ĐẾN DỰ GiỜGiaùo vieân: TRƯƠNG HỮU PHONGKIEÅM TRA BAØI CUÕCaâu 1Caâu 2Tröôøng THPT Leâ Theá HieáuBoä moân Vaät LyùBAØI GIAÛNG VAÄT LYÙ 11GV: Tröông Höõu PhongKT BAØI CUÕBAØI HOÏCI.THÍ NGHIEÄMII.ÑOÄ TÖÏ CAÛMIII. SÑÑ TÖÏ CAÛMIV. NAÊNG LÖÔÏNG TÖØ TRÖÔØNGCUÛNG COÁTiết 48TỰ CẢM TỰ CẢM KT BAØI CUÕBAØI HOÏCII.THÍ NGHIEÄMI.ÑOÄ TÖÏ CAÛMIII. SÑÑ TÖÏ CAÛMIV. NAÊNG LÖÔÏNG TÖØ TRÖÔØNGVAÄN DUÏNGI. Töø thoâng rieâng cuûa moät maïch kín L: gọi là độ tự cảm của mạch kín C: Trong hệ SI, đơn vị độ tự cảm là Henry, ký hiệu HKT BAØI CUÕBAØI HOÏCII.THÍ NGHIEÄMI.ÑOÄ TÖÏ CAÛMIII. SÑÑ TÖÏ CAÛMIV. NAÊNG LÖÔÏNG TÖØ TRÖÔØNGVAÄN DUÏNG- Từ trường của dòng điện sinh ra tỉ lệ thuận với cường độ dòng điệnTa có: Do : - Gọi L là hệ số tỉ lệ ta có: - Xét mạch kín (C) có dòng điện i- Từ trường của dòng điện gây ra trong mạch kín (C) một từ thông gọi là từ thông riêng của mạch. Với phuï thuoäc vaøo daïng hình hoïc cuûa oáng daây hay phaàn cuûa maïch ñieän goïi laø ñoä töï caûm (L>0). Từ trường trong lòng ống dây: Từ thông xuyên qua lòng ống dây: ( vì maët phaúng chöùa voøng daây neân ).Haõy neâu bieåu thöùc tính töø thoâng chui qua dieän tích S cuûa ống daây?KT BAØI CUÕBAØI HOÏCI.THÍ NGHIEÄMII.ÑOÄ TÖÏ CAÛMIII. SÑÑ TÖÏ CAÛMIV. NAÊNG LÖÔÏNG TÖØ TRÖÔØNGCUÛNG COÁChú ý: Để có được ống dây có độ tự cảm lớn người ta phải quấn nhiều vòng dây và ở giữa phải có lõi thép. Vì độ tự cảm lúc đó được tính theo công thức: Với là độ từ thẩm đặc trưng cho từ thính của lõi sắt cỡ vào khoảng 104II. HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM: ErĐ+-KMỞ KĐÓNG KErĐ+-KLHình 1Hình 2Mạch điện hình 1 và 2 có gì khác nhau?- Hình 2 có mắc thêm cuộn dây L có lõi sắt ở giữa. Hãy quan sát sự cháy sáng của đèn Đ ở hai hình khi đóng khoá K?- Khi đóng khoá K, đèn Đ ở hình 1 sáng ngay, đèn Đ ở hình 2 dần dần sáng lên. Hãy quan sát sự khác nhau của đèn Đ ở hai hình khi mở khoá K?- Khi mở khoá K, đèn Đ ở hình 1 tắt ngay, đèn Đ ở hình 2 sáng loé lên rồi tắt dần. Vì sao có sự khác nhau này giữa hai mạch điện ở hình 1 và 2 ?KT BAØI CUÕBAØI HOÏCI.THÍ NGHIEÄMII.ÑOÄ TÖÏ CAÛMIII. SÑÑ TÖÏ CAÛMIV. NAÊNG LÖÔÏNG TÖØ TRÖÔØNGVAÄN DUÏNG1. Thí nghiệm: a. Thí nghiệm: b. Giải thích:ErĐ+-KLMỞ KĐÓNG KII- Khi K đóng, dòng điện chạy qua L tăng.Xuất hiện dòng điện cảm ứng IC có chiều chống lại sự tăng của dòng điện chính trong mạch. Kết quả là dòng điện I qua đèn tăng chậm.tăngtăngICINeâu bieåu thöùc töø tröôøng cuûa oáng daây sinh ra khi coù doøng ñieän I chaïy qua?Neâu bieåu thöùc xaùc ñònh töø thoâng xuyeân qua voøng daây?Caùi gì xuaát hieän khi coù söï bieán thieân töø thoâng qua dieän tích giôùi haïn bôûi voøng daây? ICIKT BAØI CUÕBAØI HOÏCI.THÍ NGHIEÄMII.ÑOÄ TÖÏ CAÛMIII. SÑÑ TÖÏ CAÛMIV. NAÊNG LÖÔÏNG TÖØ TRÖÔØNGVAÄN DUÏNGb. Giải thích:- Khi K môû, doøng điện chạy qua L giaûm nhanh.OÁng dây cũng sinh ra dòng điện cảm ứng chống lại sự giảm của dòng điện chính. Vì từ thông xuyên qua cuộn dây giảm mạnh nên dòng điện cảm ứng IC lớn, chạy qua đèn làm đèn loé sáng lên.giaûmgiaûmICIErĐ+-KLĐÓNG KMỞ KIIICIKT BAØI CUÕBAØI HOÏCI.THÍ NGHIEÄMII.ÑOÄ TÖÏ CAÛMIII. SÑÑ TÖÏ CAÛMIV. NAÊNG LÖÔÏNG TÖØ TRÖÔØNGVAÄN DUÏNG2. Định nghĩa:Hiện tượng từ 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 cường độ dòng điện trong mạch.Hiện tượng trên người ta gọi là hiện tượng tự cảm. Vậy thế nào là hiện tượng tự cảm?KT BAØI CUÕBAØI HOÏCI.THÍ NGHIEÄMII.ÑOÄ TÖÏ CAÛMIII. SÑÑ TÖÏ CAÛMIV. NAÊNG LÖÔÏNG TÖØ TRÖÔØNGVAÄN DUÏNGKhi nào thì xảy ra hiện tượng tự cảm trong đoạn mạch xoay chiều và trong đoạn mạch một chiều?III. SUAÁT ÑIEÄN ÑOÄNG TÖÏ CAÛM:Ta có Đối với ống dây nhất định L là hằng số, Vậy suất điện động tự cảm tỉ lệ với tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện chạy trong mạch đó. Vôùi Do đó: Haõy nhaéc laïi bieåu thöùc tính suaát ñieän ñoäng caûm öùng cuûa voøng daây?Haõy nhaän xeùt söï phuï thuoäc cuûa suaát ñieän ñoäng etc?KT BAØI CUÕBAØI HOÏCI.THÍ NGHIEÄMII.ÑOÄ TÖÏ CAÛMIII. SÑÑ TÖÏ CAÛMIV. NAÊNG LÖÔÏNG TÖØ TRÖÔØNGVAÄN DUÏNGIV. NAÊNG LÖÔÏNG CUÛA TÖØ TRÖÔØNG: L : ñoä töï caûm ( H)i : cöôøng ñoä doøng ñieän qua oáng daây (A)W : naêng löôïng töø tröôøng (J) Ñeøn saùng loùe leân khi ngaét khoùa K do coù doøng ñieän caûm öùng sinh ra bôûi töø tröôøng caûm öùng BC. Naêng löôïng cuûa töø tröôøng naøy chöùng minh ñöôïc laø: KT BAØI CUÕBAØI HOÏCII.THÍ NGHIEÄMI.ÑOÄ TÖÏ CAÛMIII. SÑÑ TÖÏ CAÛMIV. NAÊNG LÖÔÏNG TÖØ TRÖÔØNGVAÄN DUÏNGV. ỨNG DỤNG: Sử dụng nhiều trong các mạch điện xoay chiều. Cuộn cảm là một phần từ quan trong trong các mạch dao động, các máy thu và các máy biến áp.KT BAØI CUÕBAØI HOÏCII.THÍ NGHIEÄMI.ÑOÄ TÖÏ CAÛMIII. SÑÑ TÖÏ CAÛMIV. NAÊNG LÖÔÏNG TÖØ TRÖÔØNGVAÄN DUÏNGVAÄN DUÏNG- Khi ñoùng K, xuaát hieän doøng iC choáng laïi söï taêng cuûa doøng ñieän chaïy qua L => ñeøn saùng chaäm. - Khi môû K, xuaát hieän doøng iC choáng laïi söï giaûm cuûa doøng ñieän chaïy qua L => ñeøn saùng loùe leân. Töø thoâng xuyeân qua oáng daây: L : laø ñoä töï caûm cuûa oáng daây hay moät phaàn cuûa maïch, chæ phuï thuoäc vaøo daïng hình hoïc cuûa oáng daây hay moät phaàn cuûa maïch ñieän, L > 0, ñôn vò laø Henry (H).- Suaát ñieän ñoäng töï caûm: - Naêng löôïng töø tröôøng: MỞ KĐÓNG KErĐ+-KLKT BAØI CUÕBAØI HOÏCI.THÍ NGHIEÄMII.ÑOÄ TÖÏ CAÛMIII. SÑÑ TÖÏ CAÛMIV. NAÊNG LÖÔÏNG TÖØ TRÖÔØNGVAÄN DUÏNGCaâu 1 : Choïn caâu traû lôøi ñuùng nhaát :Ñoä töï caûm L phuï thuoäc vaøo.........a) Doøng ñieän trong oáng daây hay moät phaàn cuûa maïch ñieän. b) Daïng maïch ñieän hay moät phaàn cuûa maïch ñieän. c ) Daïng hình hoïc cuûa oáng daây hay maïch ñieän. d ) Daïng hình hoïc cuûa oáng daây hay moät phaàn cuûa maïch ñieän. XKT BAØI CUÕBAØI HOÏCI.THÍ NGHIEÄMII.ÑOÄ TÖÏ CAÛMIII. SÑÑ TÖÏ CAÛMIV. NAÊNG LÖÔÏNG TÖØ TRÖÔØNGVAÄN DUÏNGCaâu 2 : Choïn ñaùp soá ñuùng cuûa baøi toaùn sau:Trong maïch ñieän coù ñoä töï caûm L coù doøng ñieän giaûm töø I xuoáng ½ I trong thôøi gian 2 giaây thì suaát ñieän ñoäng töï caûm coù giaù trò laø:a) i L b) ½ i L c) ¼ i L d) 1/8 i LÑUÙNGSAISAISAIKT BAØI CUÕBAØI HOÏCI.THÍ NGHIEÄMII.ÑOÄ TÖÏ CAÛMIII. SÑÑ TÖÏ CAÛMIV. NAÊNG LÖÔÏNG TÖØ TRÖÔØNGCUÛNG COÁHẾTCHAÂN THAØNH CAÛM ÔN QUYÙ THAÀY COÂ ÑEÁN DÖÏCÂU 1:Nêu khái niệm từ thông? Biểu thức và các trường hợp đặc biệt của từ thông?ReturnLecture- Từ thông đặc trưng cho số đường cảm ứng từ xuyên qua diện tích giới hạn bởi vòng dây.Biểu thức: Đơn vị: : Từ thông (Wb) B : Từ trường (T) S : Diện tích (m2)Trường hợp đặc biệt: + + TRẢ LỜI:CÂU 2:Khi nào xuất hiện dòng điện cảm ứng? Làm thế nào xác định chiều của dòng điện cảm ứng này? Nêu biểu thức suất điện động cảm ứng? ReturnLectureTRẢ LỜI:- Khi có sự biến thiên của từ thông qua diện tích giới hạn bởi một mạch điện kín thì trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng.Dòng điện cảm ứng trong mạch điện kín có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra chóng lại sự biến thiên của từ thông sinh ra nó. Biểu thức: Đối với cuộn dây có n vòng: QUI TAÉT XAÙC ÑÒNH CHIEÀU DOØNG ÑIEÄN CAÛM ÖÙNG( ÑÒNH LUAÄT LENTZ) Doøng ñieän caûm öùng coù chieàu sao cho töø tröôøng maø noù sinh ra choáng laïi söï bieán thieân cuûa töø thoâng sinh ra noùICBBCSNICBBCSN