Bài giảng Vật lý đại cương 2 - Chương 6: Cảm ứng điện từ - Đỗ Quốc Huy

Nội dung text: Bài giảng Vật lý đại cương 2 - Chương 6: Cảm ứng điện từ - Đỗ Quốc Huy

1. BÀI GIẢNG VLĐC 2 Chương 6: CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Th.S Đỗ Quốc Huy doquochuy.hui.edu.vn CẬP NHẬT NGÀY 4/4/2009
2. MỤC TIÊU Sau khi học xong chương này, SV phải : Nêu được định luật Lenz, định luật Faraday. Xác định được chiều của dòng điện cảm ứng, suất điện động cảm. Tính được năng lượng từ trường.
3. NỘI DUNG I – Thí nghiệm của Faraday về c/ứ điện – từ II – Các định luật về cảm ứng điện từ III – Hiện tượng tự cảm IV – Hiện tượng hỗ cảm V – Năng lượng từ trường
4. I – T/N CỦA FARADAY VỀ C/Ứ ĐIỆN - TỪ: Hiện tượng xuất hiện dđ trong mạch kín khi từ thông qua nó biến thiên được gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ. Dđ điện đó được gọi là dđ c/ứ.
5. II – CÁC ĐL VỀ CẢM ỨNG ĐIỆN - TỪ: 1 – Định luật Lenz (về chiều của dđc/ứ): Dđ cảm ứng phải có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra chống lại sự biến thiên của từ thông qua mạch. → Bc I C IC → → → B B Bc
6. II – CÁC ĐL VỀ CẢM ỨNG ĐIỆN - TỪ: Ví dụ xác định chiều của dđc/ứ: Nxét: →→ Nếu m giảm thì BBC  →→ Nếu m tăng thì BBC 
7. II – CÁC ĐL VỀ CẢM ỨNG ĐIỆN - TỪ: Ví dụ xác định chiều của dđc/ứ:
8. II – CÁC ĐL VỀ CẢM ỨNG ĐIỆN - TỪ: 2 – Định luật Faraday (về suất điện động c/ứ): Suất điện động cảm ứng tỉ lệ với tốc độ biến thiên của từ thông qua mạch: d  = − m dt Từ trường đều d(BScos )  = − dt Có mấy cách làm cho từ thông thay đổi?
9. II – CÁC ĐL VỀ CẢM ỨNG ĐIỆN - TỪ: Khung dây chuyển động trong từ trường tĩnh: Khung dây quay đều trong từ trường đều: d(BS.cos )  = −N. dt  =NBS  .sin(  t + )  =E0 sin(  t + )
10. II – CÁC ĐL VỀ CẢM ỨNG ĐIỆN - TỪ: Khung dây chuyển động trong từ trường tĩnh: Máy phát điện một chiều:  I = R tm
11. II – CÁC ĐL VỀ CẢM ỨNG ĐIỆN - TỪ: Khung dây chuyển động trong từ trường tĩnh: Thanh kim loại tịnh tiến trong từ trường đều: =Bv  =Bv .sin 
12. II – CÁC ĐL VỀ CẢM ỨNG ĐIỆN - TỪ: Khung dây chuyển động trong từ trường tĩnh: Thanh kim loại quay trong từ trường đều: | | = Bv.dr = B  rdr 1 | | = B  rdr = B  2 2 0
13. II – CÁC ĐL VỀ CẢM ỨNG ĐIỆN - TỪ: Khung dây chuyển động trong từ trường tĩnh: Đĩa kim loại quay trong từ trường đều: FBE= F qBv = qE dU== Edr Bvdr dU= B rdr R 1 U= B  rdr = B  R 2 2 0 - U +
14. II – CÁC ĐL VỀ CẢM ỨNG ĐIỆN - TỪ: Khung dây đứng yên trong từ trường biến thiên:
15. III – HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM: 1 – Khái niệm: Là hiện tượng phát sinh suất điện động cảm ứng trong mạch do chính sự biến thiên của dòng điện trong mạch đó gây ra.
16. III – HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM: 2 – Suất điện động tự cảm: Từ thông qua mạch: mmI  = LI L: hệ số tự cảm hay độ tự cảm của mạch (H: henry) Suất đđ tự cảm: d d(LI) L = const dI  = −m = −  = −L tc dt dt tc dt
17. III – HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM: 3 – Hệ số tự cảm của ống dây soneloid: NN2 m =NBS = N  o IS =  o IS Hệ số tự cảm của ống dây soneloid:   SN2 L=mo = =  n2 V I o n: mật độ vòng dây V: thể tích không gian trong ống dây
18. III – HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM: 4 – Dòng điện Foucault: → B Khối KL đặt trong từ trường biến thiên thì trong lòng nó xuất hiện dòng điện Foucault.
19. III – HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM: Ứng dụng của dòng điện Foucault: Luyện kim. Hãm dao động. Phanh tàu hỏa.
20. III – HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM: 5 – Hiệu ứng bề mặt (h/ứ da): j j khi không có I I hiệu ứng bề mặt j trong lõi S S 0 T/4 t Itc Itc (C) (C) j mặt ngoài I tăng I giảm Khi tải dòng cao tần chỉ cần dùng dây rỗng. Dùng dòng cao tần để tôi, luyện bề mặt KL
21. IV – HIỆN TƯỢNG HỖ CẢM: Nếu một trong hai dòng điện thay đổi thì từ thông gởi qua cả hai mạch đều thay đổi, kết quả là trong cả hai mạch đều xuất hiện các dòng điện cảm ứng. Hiện tượng này được gọi là hiện tượng hỗ cảm . Suất điện động hỗ cảm d dI dI  = −m1 = −MM 2 = − 2 hc1dt 21 dt dt M: hệ số d dI dI hỗ cảm  = −m2 = −MM 1 = − 1 hc2dt 12 dt dt
22. V – NĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG: I 1 Trong ống dây soneloid (từ trường đều): W== Lidi LI2 2 2 0 Mà: L=  0 n V 2 Vậy: 12 1 2 2 1 B W= LI = 0m n I V = V =  V 2 2 2 0 2 1 B BH là mật độ năng lượng trong đó: m = = 220 từ trường. 1 Từ trường không đều: W=  dV = BH.dV m 2 (V)(V)