Bài giảng Tĩnh điện học: Phần XII - ĐHBK TP.HCM

Bài giảng Tĩnh điện học - Phần XII: Hiện tượng tự cảm, giới thiệu các kiến thức về định nghĩa hiện tượng tự cảm, hệ số tự cảm, suất điện động tự cảm, hệ số hỗ cảm, năng lượng từ trường. Đây là tài liệu học tập và giảng dạy dành cho sinh viên và giảng viên ngành Điện.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Tĩnh điện học: Phần XII - ĐHBK TP.HCM Trường Đai học Quốc Gia TpHCM Đại học Bách Khoa Hiện tượng tự cảm Nội dungv Ø Định nghĩa hiện tượng tự cảm Ø Hệ số tự cảm. Ø Suất điện động tự cảm Ø Hệ số hỗ cảm ØNăng lượng từ trường 1 Trường Đai học Quốc Gia TpHCM Đại học Bách Khoa Hiện tượng tự cảmØHiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng diệntừ mà từ trường biến thiên do chính mạch đósinh raØXét một đoạn cuộn dây có dòng điện I đi qua,ống dây sinh ra từ trường B xung quanh nó.ØTừ trường B này tỉ lệ thuận với I , do đó từthông xuyên qua ống dây này cũng tỉ lệ với I L : là hệ số tự cảm của ống dấy chỉ phụ thuộc vào dạng hình học 2 Trường Đai học Quốc Gia TpHCM Đại học Bách Khoa Hiện tượng tự cảmØTính giá trị L tổng quát : không thểØXét trường hợp lý tưởng cuộn dây có N vòngdây. Khi đó từ thông qua N vòng dây : A: diện tích của mặt cắt vòng dây 3 Trường Đai học Quốc Gia TpHCM Đại học Bách Khoa Hiện tượng tự cảmØ Khi đó độ tự cảm của Ống dây được biểu diễn: Với hệ số 4 Trường Đai học Quốc Gia TpHCM Đại học Bách Khoa Hiện tượng tự cảmØKhi cường độ dòng điện qua cuộn dây thay đổilàm cho từ thông biến thiên :ØĐịnh luật Farady cho ta:ØNhư vậy, xuật điện động tự cảm tỉ lệ với tốc độbiến thiên cường độ dòng điện qua mạch 5 Trường Đai học Quốc Gia TpHCM Đại học Bách Khoa Hiện tượng hỗ cảmØXét hai mạch điện có dòng điện trong mạchđặt gần nhau.Ø Nếu ta làm biến thiên cường độ dòng điệncủa một trong hai mạch thì trong hai mạch sẽxuất hiện suất điện động cảm ứng. Hiệntượng này gọi là hiện tượng hỗ cảm. 6 Trường Đai học Quốc Gia TpHCM Đại học Bách Khoa Hiện tượng hỗ cảm Từ thông đi qua mạch thứ nhật và thứ hai được tính bởi công thứcỞ đây M2,1=M1,2: là hệsố hỗ cảm của mạchhai mạch đối với nhau 7 Trường Đai học Quốc Gia TpHCM Đại học Bách Khoa Hiện tượng tự cảmSuất điện động cảm ứng trên hai mạch này đượctính như sau: dφm1 ε1 = − dt dφm 2 ε2 = − dt 8 Trường Đai học Quốc Gia TpHCM Đại học Bách Khoa Năng lượng từ trường Xét một mạch điện như sau:Ở thời điểm t=0, khoá K mởdo đó trong mạch không códòng điện.Khi đóng khoá K thì trongmạch xuất hiện i và tăngnhanh, khi đó ta có: (Theo Định luật Kirchoff) 9 Trường Đai học Quốc Gia TpHCM Đại học Bách Khoa Năng lượng từ trườngNhân I vào hai vế ta có:gọi Um : là năng lượng của cuộn dây, ta có:Lấy tích phân từ t=0 đến vô cùng ta có: 10 Trường Đai học Quốc Gia TpHCM Đại học Bách Khoa Năng lượng từ trườngNhư vậy năng lượng từ trường được tích trữtrong cuộn dây sẽ làNăng lượng từ trường trong cuộn dây có n vòng 11