Chương 12: Cảm ứng điện từ

Mời các bạn cùng tham khảo Chương 12: Cảm ứng điện từ để nắm bắt các kiến thức căn bản về cảm ứng điện từ như:Các định luật về hiện tượng cảm ứng điện từ, hiện tượng tự cảm, hiện tượng hỗ cảm, năng lượng từ trường, cùng với một số bài tài ứng dụng. Tài liệu rất thích hợp với các bạn quan tâm đến lĩnh vực điện, điện tử.

Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 12: Cảm ứng điện từ Chương 12 CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ12.1 Các định luật về hiện tượng cảm ứng điện từ12.1.1 Thí nghiệm Faraday Thí nghiệm gồm nam châm vĩnh cửu, ống dây điện được nối với điện kế G thành mộtmạch điện kín. Thí nghiệm được bố trí như hình 12-1. S S N N G G B’ IC IC B’ B B a. Khi đưa nam châm vào b. Khi đưa nam châm ra trong lòng ống dây khỏi ống dây Hình 12-1Thí nghiệm chứng tỏ: - Nếu đưa thanh nam châm vào trong lòng ống dây thì kim điện kế sẽ lệch: trong ống dây xuất hiện dòng điện. Đó là dòng điện cảm ứng. - Nếu đưa thanh nam châm ra dòng điện cảm ứng Ic sẽ có chiều ngược lại. - Di chuyển thanh nam châm càng nhanh thì Ic càng lớn.Qua thí nghiệm Faraday đã rút ra những kết luận tổng quát sau: a. Sự biến đổi φm qua mạch kín là nguyên nhân sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch. b. Dòng điện cảm ứng chỉ tồn tại trong thời gian φm gửi qua mạch thay đổi. c. Dòng điện cảm ứng tỉ lệ với tốc độ biến thiên của φm. d. Chiều của dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào φm gửi qua mạch tăng hay giảm. 13712.1.2 Định luật Lenx Nghiên cứu hiện tượng cảm ứng điện từ, Lenx đã tìm ra định luật tổng quát vềchiều của dòng điện cảm ứng, gọi là định luật Lenx: Dòng điện cảm ứng phải có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra có tác dụngchống lại nguyên nhân đã sinh ra nó. Ta vận dụng định luật này để xác định chiều của dòng điện cảm ứng trong haitrường hợp ở hình 12-1. - Trường hợp hình 12-1a, nguyên nhân gây ra dòng điện cảm ứng là do dịchchuyển cực bắc của thanh nam châm vào trong lòng ống dây, làm cho từ thông gửi quaống dây theo chiều từ trên xuống tăng. Theo định luật Lenx, dòng điện cảm ứng Ic phải G Gcó chiều sao cho từ trường B do nó sinh ra chống lại sự tăng đó: tức là B phải ngược G Gchiều với từ trường B của nam châm. Biết B , dùng quy tắc vặn đinh ốc ta có thể xácđịnh được chiều của dòng điện cảm ứng Ic như trên hình 12-1a. - Trường hợp hình 12-1b, nguyên nhân gây ra dòng điện cảm ứng là do dịchchuyển cực bắc của thanh nam châm ra xa ống dây, làm cho từ thông gửi qua ống dâytheo chiều từ trên xuống giảm. Theo định luật Lenx, dòng điện cảm ứng Ic phải có G Gchiều sao cho từ trường B do nó sinh ra chống lại sự giảm đó: tức là B phải cùng G Gchiều với từ trường B của nam châm. Biết B , dùng quy tắc vặn đinh ốc ta có thể xácđịnh được chiều của dòng điện cảm ứng Ic như trên hình 12-1b.12.1.3 Định luật cơ bản của hiện tượng cảm ứng điện từ: Sự xuất hiện của dòng điện cảm ứng trong mạch chứng tỏ trong mạch có một suấtđiện động. Suất điện động ấy gọi là suất điện động cảm ứng. Dịch chuyển một vòng dây kín (C) trong từ trường, giả sử trong khoảng thờigian dt từ thông qua (C) biến thiên một lượng dφm: có dòng Ic trong vòng dây (C)(hình 12-2). G n Ic t+dt + G n t + Hình 12-2 138 Công của lực từ tác dụng lên Ic là: dA = IcdφmdA là công cản. Để dịch chuyển (C) ta tốn một công dA’ = -dA = -Icdφm. Theo địnhluật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng: dA’ biến thành năng lượng của dòng điện Ic:ecIcdt với ec là suất điện động cảm ứng, ta có: ecIcdt = -Icdφm dφ mSuy ra: ec = − (12-1) dtĐịnh luật: Suất điện động cảm ứng luôn bằng về trị số nhưng trái dấu với tốc độ biếnthiên của từ thông qua diện tích của mạch điện.12.1.4 Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều Dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ, khi cho khung dây quay trong một từtrường đều thì trong khung ...