Bài giảng Vật lí 11 - Bài 25: Tự cảm

CHÀO MỪNG QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC EM HỌC SINH!Giáo viên: Vũ Hồng Quân. THPT Minh Khai - Hà Nội.KIEÅM TRA BAØI CUÕCâu 1: Viết công thức xác định cảm ứng từ trong lòng khung dây tròn và trong ống dây hình trụ mang điện?KIEÅM TRA BAØI CUÕCâu 1: Viết công thức xác định độ lớn cảm ứng từ trong lòng khung dây tròn và trong ống dây hình trụ mang điện?B= 4...I= 4..n.IKIEÅM TRA BAØI CUÕCâu 2: Hiện tượng cảm ứng điện từ là gì? Công thức suất điện động cảm ứng?Khi Ф qua mạch kín biến thiên→xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch kín→Hiện tượng cảm ứng điện từSuất điện động cảm ứng trong khung dây:Câu 3. Định luật Len- Xơ về chiều dònh điện cảm ứng.Doøng ñieän caûm öùng xuất hiện trong mạch kín coù chieàu sao cho töø tröôøng cảm ứng maø noù sinh ra choáng laïi söï bieán thieân cuûa töø thoâng ban đầu qua mạch kín.ICBBCSNICBBCSN25TỰ CẢMHiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong mạch có dòng điện biến thiên theo thời gian(Tuần 26 - HK II – PPCT: 50)NỘI DUNG BÀI HỌCI. TỪ THÔNG RIÊNG CỦA MỘT MẠCH KÍNII. HIỆN TƯỢNG TỰ CẢMIII. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG TỰ CẢMIV. ỨNG DỤNGCỦNG CỐ - DẶN DÒI. Từ thông riêng của một mạch kín:-Xét mạch kín (C) có dòng điện i Xuất hiện từ trường B trong lòng khung dây: B~iTừ thông qua mạch kín (C): = BScos ~BiVới L: + Là hệ số tự cảm ( độ tự cảm) của ống dây.	+ Phụ thuộc vào dạng hình học của vòng dây	+ Đơn vị: H (Henry) Từ thông riêng:~i*Xác định độ tự cảm L của ống dây hình trụ có chiều dài l, tiết diện S, gồm N vòng dây, có dòng điện cường độ i chạy qua. Từ trường trong lòng ống dây: Từ thông xuyên qua lòng ống dây gồm N vòng dây:  = NBS Hoạt động của học sinh:* Nếu trong lòng cuộn dây có lõi sắt : µ cỡ 104 gọi là độ từ thẩm, đặc trưng cho từ tính của lõi sắt. II. HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM:-Giả sử trong mạch kín C có dòng điện với cường độ i.1. Định nghĩa-Nếu có 1 nguyên nhân nào đó cường độ i biến thiên-Khi đó từ thông riêng của mạch như thế nào?- Khi đó từ thông riêng của mạch thay đổi.- Vì từ thông riêng của mạch thay đổi do đó trong C xảy ra hiện tượng gì?- Trong mạch xảy ra hiện tượng cảm ứng điện từ- Hiện tượng cảm ứng điện từ trong mạch C ở đây có sự biến thiên từ thông qua mạch C được gây ra bởi chính sự biến đổi cường độ dòng điện trong mạch C đó. Hiện tượng cảm ứng điện từ này gọi là hiện tượng tự cảm.II. HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM:-Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên của từ thông trong mạch gây ra bởi sự biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch đó1. Định nghĩa2. Một số ví dụ về hiện tượng tự cảm.Thí nghiệm 1.-K1, K2: đóngK3: mở-Hiện tượng:đèn sáng lên ngay, đèn sáng lên từ từ.Giải thích:Khi đóng khóa K, dòng điện chạy qua ống dây L và đèn Đ1 tăng đột ngột.Do đó dòng điện qua L và đèn Đ1 tăng lên từ từ. =>Trong ống dây xảy ra hiện hiện tượng tự cảm.- Vì dòng điện i qua ống dây tăng=> Từ thông qua ống dây tăng- Theo định luật Len-xơ để chống lại sự tăng => => ( do chiều dòng điện phù hợp với chiều từ trường theo quy tắc nắm tay phải)Thí nghiệm 2.K, K1, K3: đóngK2: mởĐ1: đang sáng-Hiện tượng: đèn Ne sáng bừng lên rồi tắt.Giải thích:-Khi ngắt khóa K, dòng điện trong cuộn dây iL giảm nhanh về 0.dòng điện cảm ứng này chạy qua đèn nê on (vì khóa K đã ngắt) làm cho đèn Ne sáng lên rồi tắt.=>Trong ống dây xảy ra hiện tượng tự cảm.=> qua ống dây giảm- Vì dòng điện i qua ống dây giảm- Theo định luật Len-xơ để chống lại sự giảm => => ( do chiều dòng điện phù hợp với chiều từ trường theo quy tắc nắm tay phải)- Vì k ngắt đột ngột=> khá lớn ( >>)III. SUAÁT ÑIEÄN ÑOÄNG TÖÏ CAÛM:1. suất điện động tự cảm- Hãy thiết lập công thức tính ? -Khi trong mạch có hiện tượng tự cảm thì có dòng điện cảm ứng trong mạch( dòng điện tự cảm)- Vì trong mạch xuất hiện dòng điện tự cảm chứng tỏ trong mạch tồn tại gì?=> Trong mạch tồn tại 1 nguồn điện- Nguồn điện này có suất điện động gọi là suất điện động tự cảm()III. SUAÁT ÑIEÄN ÑOÄNG TÖÏ CAÛM:Vậy suất điện động tự cảm tỷ lệ với độ biến thiên cường độ dòng điện trong mạch đóSuất điện động tự cảm có công thức1. Suất điện động tự cảmΦ là từ thông riêng đươc cho bởi: Vì L không đổi nên:-Độ lớn: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: 2. Năng lượng từ trường của ống dây ( tự đọc SGK)III. SUAÁT ÑIEÄN ÑOÄNG TÖÏ CAÛM:IV. ỨNG DỤNG Hiện tượng tự cảm có nhiều ứng dụng trong các mạch điện xoay chiều, các mạch dao động và máy biến áp BÀI TẬP – CỦNG CỐBài 1. (trắc nghiệm)Bài 2. (trắc nghiệm)Bài 3. (trắc nghiệm)Bài 4. (bài toán)Bài 5. (trắc nghiệm)Ghi nhớCủng cốCâu 1:Từ thông riêng của một mạch kín phụ thuộc vào:A. cường độ dòng điện qua mạch.B. điện trở của mạch.C. chiều dài của dây dẫn.D. tiết diện dây dẫn.Biểu thức tính từ thông riêng của mạch kín:Câu 2:Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ do sự biến thiên từ thông qua mạch gây ra bởi:A. sự biến thiên của chính cường độ dòng điện trong mạch.B. sự chuyển động của nam châm với mạch.C. sự chuyển động của mạch với nam châm.D. sự biến thiên của từ trường Trái Đất.Củng cốCâu 3: Suất điện động tự cảm của mạch điện có độ lớn tỉ lệ với:A. điện trở của mạch.B. từ thông cực đại qua mạch.C. từ thông cực tiểu qua mạch.D. tốc độ biến thiên cường độ dòng điện qua mạch.Củng cốCâu 4. Một ống dây dẫn hình trụ có chiều dài 50cm, gồm 1000 vòng dây, mỗi vòng có đường kính 20cm. Tính độ tự cảm của ống dây đó. Caâu 5: 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 LCủng cốCâu 5. Dòng điện trong ống dây phụ thuộc vào thời gian theo biểu thức i = 0,2(10-t), trong đó i tính bằng Ampe (A) và t tính bằng giây (s). Ống dây có hệ số tự cảm L = 5mH. Tính suất điện động tự cảm trong ống dây. Ghi nhớ:Làm bài tập từ 1-7 (SGK.157)Ôn tập. Chuẩn bị kiểm tra 1 tiết ở Chương V. Cảm ứng điện từChúc các em học giỏi.Chân thành cảm ơn quý thầy, cô và các em học sinh! Chúc các em học giỏi.Chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô! Phát biểu định nghĩa:Suất điện động cảm ứng. Viết biểu thức và đơn vị đo các đại lượng trong biểu thức suất điện động cảm ứng.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-xơLà tốc độ biến thiên từ thông qua mạch (C) trong thời gian tec (V là Vôn)t (s là giây)Φ (Wb đọc là vêbe)KIỂM TRA BÀI CŨQUI TAÉC 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 noùICBBCSNICBBCSNThí nghiệm 3.K, K2, K3: đóngK1: mởĐ2: đang sángBài 25. TỰ CẢMTÓM TẮTTa có biểu thức từ thông riêng:Suất điện động tự cảm có công thức: