HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM
TÓM TẮT LÝ THUYẾT
Yêu cầu:
- Hiểu được hiện tượng tự cảm, công thức tính suất điện động tự cảm.
- Áp dụng hiện tượng tự cảm để giải toán.
Nội dung:
1. Hiện tượng tự cảm
Làm thí nghiệm như mô tả trong hình: Khi đóng công tắc K đèn 1 sáng lên ngay, đèn 2 sáng lên từ từ.
Giải thích: Khi đóng khóa K dòng điện trong cả hai nhánh đều tang. Dòng qua bóng 1 tăng rất nhanh nên ta thấy bóng 1 sáng ngay. Dòng qua nhánh 2 tăng làm cho từ thông qua ống dây biến đổi, nên xuất hiện dòng điện cảm ứng trong ông dây. Dòng điện cảm ứng có tác dụng chống lại nguyên nhân gây ra nó, nên dòng sẽ không tăng lên nhanh. Vì vậy bóng 2 sáng lên từ từ.
Định nghĩa: “Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ trong một mạch kín do chính sự biến đổi của dòng điện trong mạch đó gây ra”
2. Suất điện động tự cảm
2.2. Hệ số tự cảm
Từ thông qua diện tích giới hạn bởi mạch điện tỉ lệ với cường độ dòng điện trong mạch đó:
Trong đó, L là hệ số tự cảm của mạch điện (đơn vị: H).
Một ống dây đặt trong không khí có hệ số tự cảm là:
Trong đó, n là số vòng dây trên một đơn vị chiều dài, V là thể tích của ống.
2.2. Suất điện động tự cảm
Suất điện động được sinh ra do hiện tượng tự cảm gọi là suất điện động tự cảm.
BÀI TẬP MINH HỌA
Bài 1. Tính hệ số tự cảm của một ống dây dài 50 cm, diện tích tiết diện ngang của ống là 10 cm2. Cho biết ống dây có 1000 vòng dây.
Lời giải:
Theo đề bài ta có: l = 50 cm = 0,5 m; S = 10 cm2 = 0,01 m2; N = 1000
Mật độ vòng dây là: 
.
Thể tích của ống dây là: V = S.l = 0,01 x 0,5 = 0,005 m3
Hệ số tự cảm của ống dây là:
ĐS: 0,025 H
Bài 2. Một ống dây được quấn với mật độ 2000 vòng/m. Ống có thể tích 500 cm3, và được mắc vào mạch điện, sau khi đóng công tắc, dòng điện biến thiên theo thời gian như đồ thị bên hình vẽ ứng với thời gian đóng công tắc là từ 0 đến 0,05s. Tính suất điện động tự cảm trong ống trong khoảng thời gian trên.
Lời giải
Theo đề bài ta có: n = 2000 vòng/m; V = 500 cm3 = 5.10-4 m-3
Hệ số tự cảm của ống dây là:
Suất điện động tự cảm trong ống trong khoảng thời gian từ 0 đến 0,05 s có độ lớn là:
ĐS: 0,25 V
-
(1)
Cho mạch điện như hình vẽ. Chọn đáp án đúng.
Khi đóng khóa K thì:
đèn (2) sáng ngay lập tức, đèn (1) sáng từ từ
đèn (1) sáng ngay lập tức, đèn (2) sáng từ từ
đèn (1) và đèn (2) đều sáng từ từ
đèn (1) và đèn (2) đều sáng lên ngay
-
(2)
Đáp án nào sau đây là sai: suất điện động tự cảm có giá trị lớn khi:
độ tự cảm của ống dây lớn
cường độ dòng điện qua ống dây lớn
dòng điện giảm nhanh
dòng điện tăng nhanh
-
(3)
Đáp án nào sau đây là sai : Hệ số tự cảm của ống dây:
có đơn vị là Henri(H)
được tính bởi công thức L = 4π.10-7NS/l
phụ thuộc vào cấu tạo và kích thước của ống dây
càng lớn nếu mật độ vòng dây trong ống dây là lớn
-
(4)
Một mạch điện có dòng điện chạy qua biến đổi theo thời gian biểu diễn như đồ
thị hình vẽ bên. Gọi suất điện động tự cảm trong mạch trong khoảng thời gian từ 0 đến 1s là
e1, từ 1s đến 3s là e2 thì:
e1 = e2/2
e1 = 2e2
e1 = 3e2
e1 = e2
-
(5)
Cho mạch điện như hình vẽ. Hiện tượng tự cảm phát sinh khi mạch điện có hiện tượng nào sau đây:
Đóng hoặc mở khóa K hoặc di chuyển con chạy khi đang đóng khóa K
Khi khóa K đang đóng
Di chuyển con chạy khi mở khóa K
Khóa K để hở và giữ nguyên con chạy
-
(6)
Dòng điện qua một ống dây không có lõi sắt biến đổi đều theo thời gian, trong 0,01s cường độ dòng điện tăng đều từ 1A đến 2A thì suất điện động tự cảm trong ống dây là 20V. Hệ số tự cảm của ống dây là:
0,2 H
0,3 H
0,1 H
0,4 H
-
(7)
Một cuộn dây có độ tự cảm L = 30mH, có dòng điện chạy qua biến thiên đều đặn 150 A/s thì suất điện động tự cảm xuất hiện có giá trị:
4,5 V
45 V
54 V
5,4 V
-
(8)
Một ống dây dài 50cm tiết diện ngang của ống là 10cm2 gồm 100 vòng. Hệ số tự cảm của ống dây là:
25 µH
2,5 µH
0,25 µH
250 µH
-
(9)
Dòng điện chạy trong mạch giảm từ 32A đến 0 trong thời gian 0,1s. Suất điện động tự cảm xuất hiện trong mạch là 128V. Hệ số tự cảm của mạch là:
0,3 H
0,5 H
0,4 H
0,2 H
-
(10)
Dòng điện trong cuộn tự cảm giảm từ 16A đến 0 trong 0,01s, suất điện động tự cảm trong cuộn đó có giá trị trung bình 64V. Độ tự cảm của mạch đó có giá trị:
0,5 H
0,4 H
0,05 H
0,04 H
-
(11)
Một ống dây dài 50cm có 2500 vòng dây, đường kính của ống bằng 2cm. Một dòng điện biến đổi đều theo thời gian chạy qua ống dây trong 0,01s cường độ dòng điện tăng từ 0 đến 1,5A. Suất điện động tự cảm trong ống dây là:
0,52 V
0,83 V
0,65 V
0,75 V
-
(12)
Một dòng điện trong ống dây phụ thuộc vào thời gian theo biểu thức i = 0,4(5 – t); i tính bằng ampe, t tính bằng giây. Ống dây có hệ số tự cảm L = 0,005 H. Suất điện động tự cảm trong ống dây là:
0,004 V
0,001 V
0,003 V
0,002 V