Hiện tượng cảm ứng điện từ
1. Thí nghiệm của Faraday. Định luật cơ bản của điện từ
cảm ứng.
1. Thí nghiệm của Faraday. Định luật cơ bản của cảm ứng điện từ.
Năm 1831, M. Faraday thông qua nhiều thí nghiệm đã chứng minh được rằng trong một mạch dẫn kín, khi từ thông thay đổi qua bề mặt bị giới hạn bởi mạch này thì sẽ xuất hiện một dòng điện. 
Cảm ứng điện từ (EMI)- hiện tượng xuất hiện dòng điện trong mạch dẫn kín khi từ thông thay đổi qua bề mặt được giới hạn bởi mạch điện này.
Sự xuất hiện của dòng điện (gọi là dòng điện cảm ứng) trong mạch dẫn kín khi từ trường xuyên qua mạch thay đổi chứng tỏ tác dụng của ngoại lực không có nguồn gốc tĩnh điện trong mạch hoặc khi xuất hiện lực điện gây ra.
Độ lớn của dòng điện cảm ứng được xác định bởi tốc độ biến thiên của từ thông F, nghĩa là giá trị và không phụ thuộc vào cách thay đổi từ thông F. Khi dấu thay đổi thì chiều của dòng điện cảm ứng cũng thay đổi. 
Nguyên tắc chung để xác định chiều của dòng điện cảm ứng và là hệ quả của định luật bảo toàn và biến đổi năng lượng đã được E.Kh. Lenz.
Quy tắc Lenz: Dòng điện cảm ứng trong mạch dẫn kín luôn có hướng sao cho từ trường do nó tạo ra ngăn cản sự biến đổi của từ thông bên ngoài gây ra dòng điện cảm ứng này. Hay nói tóm lại: dòng điện cảm ứng luôn có chiều chống lại nguyên nhân gây ra nó.
Dòng điện cảm ứng, giống như bất kỳ dòng điện nào, chỉ có thể chạy trong mạch nếu có một suất điện động trong mạch. Faraday đã chứng minh rằng độ lớn của lực điện động cảm ứng tỷ lệ thuận với tốc độ biến thiên của từ thông.
Định luật EMR cơ bản của Faraday: suất điện động cảm ứng trong mạch dẫn tỉ lệ thuận với tốc độ biến thiên của từ thông qua bề mặt giới hạn bởi mạch:
Dấu trừ đóng vai trò là biểu thức toán học của định luật Lenz, nghĩa là nó chỉ ra rằng lực điện động chống lại sự thay đổi đang diễn ra của từ thông.
Nếu mạch tạo ra EMF bao gồm N các vòng giống hệt nhau thì EMF của mạch như vậy sẽ bằng tổng EMF cảm ứng trong mỗi vòng riêng biệt:
Cơ chế xuất hiện emf cảm ứng:
- tác dụng của lực Lorentz lên các điện tích trong dây dẫn chuyển động;
- Tác dụng của điện trường xoáy lên các điện tích trong dây dẫn.
Sức điện động cảm ứng xuất hiện trong một dây dẫn tuyến tính chuyển động trong từ trường:
Dòng điện cảm ứng không chỉ phát sinh trong dây dẫn tuyến tính mà còn trong dây dẫn rắn lớn. Dòng điện này được đóng bên trong dây dẫn và do đó được gọi là xoáy nước dòng chảy hoặc dòng chảy Foucault.
Dòng điện xoáy, do điện trở của dây dẫn rắn thấp, có thể đạt cường độ rất cao. Hiệu ứng nhiệt của chúng được sử dụng trong lò nung cảm ứng để gia nhiệt khi làm cứng các bộ phận. Dòng điện Foucault tuân theo định luật Lenz, do đó các vật dẫn tốt chuyển động trong từ trường mạnh sẽ bị hãm lại mạnh do sự tương tác của dòng điện xoáy với từ trường. Điều này được sử dụng để làm dịu các bộ phận chuyển động của điện kế và các dụng cụ khác. Trong nhiều trường hợp, dòng điện Foucault là không mong muốn và cần phải thực hiện các biện pháp đặc biệt để chống lại chúng (ví dụ, lõi máy biến áp được làm bằng các tấm mỏng).
2. Tự cảm ứng. Cảm ứng lẫn nhau.
Hiện tượng tự cảm ứng là trường hợp đặc biệt của cảm ứng điện từ. Hiện tượng này bao gồm sự xuất hiện của lực điện động cảm ứng trong một dây dẫn do sự thay đổi từ thông gây ra bởi dòng điện trong cùng một dây dẫn.
Tự cảm ứng- hiện tượng xuất hiện lực điện động cảm ứng trong dây dẫn khi cường độ dòng điện trong nó thay đổi.
Dòng điện trong mạch tạo ra một từ trường xung quanh nó, cảm ứng TRONG theo định luật Biot-Savart-Laplace, với độ thấm từ không đổi, hình dạng và hướng không thay đổi của đường viền trong không gian, tỷ lệ thuận với cường độ dòng điện TÔI:
B~TÔI.
từ thông F qua mạch tỉ lệ thuận với định nghĩa cảm ứng TRONG: F ~ V.
Do đó, từ thông qua khung dây tỷ lệ thuận với cường độ dòng điện trong khung:
Hệ số tỷ lệ L gọi điện độ tự cảm của mạch. Độ tự cảm phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của dây dẫn, tính thấm từ của môi trường nơi nó đặt. Trong hệ SI:
Emf tự gây ra, xuất hiện trong mạch điện có độ tự cảm L, theo định luật EMR bằng:
Emf tự cảm tỷ lệ thuận với độ tự cảm và tốc độ thay đổi của dòng điện trong mạch. Dấu trừ thể hiện quy luật Lenz: khi dòng điện tăng thì suất điện động tự cảm hướng về phía nó, còn khi giảm thì dòng điện vẫn giữ nguyên chiều.
Hiện tượng tự cảm biểu hiện ở bất kỳ sự thay đổi nào về cường độ dòng điện và do đó đóng vai trò rất quan trọng trong các mạch điện xoay chiều và trong các quá trình dao động điện từ.
Hiện tượng tự cảm ứng có thể được quan sát bằng cách lắp ráp mạch điện sau.
Khi bật nguồn hiện tại, đèn L 1 sẽ nhấp nháy ngay lập tức và đèn L 2 sẽ nhấp nháy sau một khoảng thời gian nhất định.
Khi nguồn hiện tại bị tắt, cả hai đèn L 1 và L 2 đều tắt sau một khoảng thời gian nhất định.
Dòng điện tự cảm xuất hiện trong mạch điện một chiều tại thời điểm đóng và mở mạch gọi là dòng điện đóng cửa bổ sung Và khai mạc.
Khi mạch kín thì cường độ dòng điện thay đổi theo định luật:
và khi mạch hở - theo định luật:
Ở đâu R– điện trở mạch điện, – dòng điện ở trạng thái ổn định.
Khi tắt nguồn, dòng điện trong mạch xuất hiện dưới tác dụng của suất điện động tự cảm. Nguồn năng lượng toả ra trong mạch điện là từ trường của cuộn dây. Năng lượng của từ trường bằng công mà dòng điện tiêu tốn để tạo ra trường này:
Kể từ đây, năng lượng từ trường sẽ bằng:
Hiện tượng cảm ứng lẫn nhau là một trường hợp đặc biệt khác của cảm ứng điện từ.
Cảm ứng lẫn nhau- hiện tượng xuất hiện suất điện động cảm ứng trong mạch điện nằm trong từ trường của mạch điện khác có dòng điện xoay chiều.
Khi dòng điện chạy trong mạch 1 TÔI 1 Trong mạch 2, xuất hiện lực điện động cảm ứng:
Tương tự, khi dòng điện chạy trong mạch 2 TÔI 2 Trong mạch 1, xuất hiện lực điện động cảm ứng:
Các hệ số tỷ lệ, Gnđược gọi là độ tự cảm lẫn nhau của các mạch. Chúng phụ thuộc vào kích thước, hình dạng, vị trí của các mạch và tính thấm từ của môi trường nơi đặt các mạch.
Nguyên lý hoạt động của máy biến áp dựa trên hiện tượng cảm ứng lẫn nhau.
Máy biến áp- một thiết bị dùng để tăng hoặc giảm điện áp xoay chiều (P.N. Yablochkov, 1878).
Cuộn sơ cấp Cuộn thứ cấp
N 1 ← số lượt → N 2
Thái độ đó được gọi là tỷ lệ chuyển đổi.
Tại k 1 máy biến áp là tăng dần, và khi nào k – đi xuống.
3. Nguyên lý hoạt động của máy phát điện.
Máy phát điện hiện tại- một thiết bị được thiết kế để chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng điện.
Nguyên lý hoạt động của máy phát điện dựa trên hiện tượng EMR có thể được xem xét bằng ví dụ về một khung phẳng quay trong từ trường đều giữa các cực của nam châm.
Từ thông qua một diện tích S khuôn khổ:
, ω - tốc độ góc quay của khung.
EMF cảm ứng trong khung:
– biên độ dao động của EMF.
Để nâng cao hiệu ứng, các khung có số lượt quay lớn được sử dụng N. Sau đó:
Lực điện động cảm ứng thay đổi theo định luật sin.
Kết quả bài học
Câu hỏi bảo mật
1. Hiện tượng cảm ứng điện từ là gì? Phân tích thí nghiệm của Faraday.
2. Nguyên nhân nào gây ra suất điện động cảm ứng trong mạch dẫn kín?
3. Tại sao nên sử dụng dây dẫn kín ở dạng cuộn dây để phát hiện dòng điện cảm ứng thay vì ở dạng một vòng dây?
4. Xây dựng quy tắc Lenz, minh họa nó bằng ví dụ.
5. Dòng điện xoáy (dòng Foucault) là gì? Chúng có hại hay có lợi?
6. Tại sao lõi máy biến áp không được làm rắn?
7. Hiện tượng tự cảm ứng và cảm ứng lẫn nhau là gì?
8. Đại lượng vật lý nào được biểu thị bằng henry? Xác định Henry.
9. Máy phát điện là gì?
10. Viết biểu thức biểu thức suất điện động cảm ứng trong một khung phẳng quay đều trong từ trường đều. Làm thế nào nó có thể được tăng lên?
Hiện tượng cảm ứng điện từ được Faraday phát hiện vào năm 1831. Các thí nghiệm của Faraday cho thấy rằng trong bất kỳ mạch dẫn kín nào, khi số lượng thay đổi
dòng cảm ứng từ đi qua nó thì xuất hiện dòng điện. Dòng điện này được đặt tên dòng điện cảm ứng. Ví dụ, tại thời điểm nam châm được đưa vào và tại thời điểm nó được kéo ra khỏi cuộn dây, người ta quan sát thấy sự lệch của kim điện kế. Độ lệch của mũi tên khi di chuyển vào và ra là ngược nhau. Nam châm chuyển động càng nhanh thì độ lệch càng lớn. Nếu bạn di chuyển nam châm vào cuộn dây bằng cực kia thì độ lệch của kim sẽ ngược với độ lệch ban đầu.
Trong một thí nghiệm khác, một cuộn dây K1 nằm trong một cuộn dây K2 khác. Khi dòng điện qua cuộn dây K1 được bật hoặc tắt, hoặc khi nó thay đổi, hoặc khi các cuộn dây chuyển động tương đối với nhau, thì kim điện kế sẽ bị lệch nếu dòng điện chạy qua K1.
Tổng số đường cảm ứng từ đi qua diện tích đường viền là từ thông. Như vậy, Nguyên nhân xuất hiện dòng điện cảm ứng là do từ thông trong mạch thay đổi . Nếu mạch nằm trong từ trường đều, cảm ứng bằng B thì từ thông qua mạch có diện tích là S
:Φ = B ·Scosα (3.10)
Ở đâu α góc giữa vectơ TRONG và bình thường Nđến bề mặt đường viền.
Từ thông là một đại lượng vô hướng. Nếu các đường vectơ TRONG ra khỏi nền tảng, từ thông được coi là dương; nếu họ đi vào nó, từ thông được coi là âm. Đơn vị của từ thông trong hệ SI là weber (Wb).
Một weber là một từ thông được tạo ra bởi một từ trường đều có cảm ứng 1 T xuyên qua diện tích 1 mét vuông vuông góc với các đường cảm ứng. 1Wb = 1T m2.
Sự xuất hiện của dòng điện cảm ứng có nghĩa là khi từ thông Φ thay đổi trong mạch sẽ xuất hiện một suất điện động cảm ứng. Nó được xác định bởi tốc độ thay đổi của từ thông, tức là
e = – ΔΦ / Δt (3.11)
Công thức (3.11) thể hiện định luật Faraday. Dấu trừ là biểu thức toán học của quy tắc Lenz, trong đó phát biểu rằng Dòng điện cảm ứng luôn có chiều chống lại nguyên nhân gây ra nó .
Nói cách khác:
Dòng điện cảm ứng tạo ra một từ thông ngăn cản sự thay đổi của từ thông gây ra emf cảm ứng. .
LUẬT ĐIỆN TỪ CẢM ỨNG. QUY TẮC CỦA LENZ
Năm 1831, nhà vật lý người Anh M. Faraday đã phát hiện ra hiện tượng cảm ứng điện từ trong các thí nghiệm của mình. Sau đó nhà khoa học người Nga E.Kh. đã nghiên cứu hiện tượng này. Lenz và B. S. Jacobi.
Hiện nay, nhiều thiết bị hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, ví dụ như trong động cơ hoặc máy phát điện, trong máy biến áp, máy thu sóng vô tuyến và nhiều thiết bị khác.
Cảm ứng điện từ là hiện tượng xuất hiện dòng điện trong một dây dẫn kín khi có từ thông đi qua nó.
Tức là nhờ hiện tượng này mà chúng ta có thể chuyển hóa cơ năng thành điện năng. Trước khi phát hiện ra hiện tượng này, người ta chưa biết đến các phương pháp tạo ra dòng điện, ngoại trừ mạ điện.
Khi một dây dẫn tiếp xúc với từ trường, một lực điện động xuất hiện trong nó, có thể biểu thị định lượng thông qua định luật cảm ứng điện từ.
Định luật cảm ứng điện từ
suất điện động cảm ứng trong mạch dẫn bằng tốc độ biến thiên của từ thông ghép với mạch đó.
Trong một cuộn dây có nhiều vòng dây, tổng sức điện động phụ thuộc vào số vòng dây n:
EMF được kích thích trong mạch sẽ tạo ra dòng điện. Ví dụ đơn giản nhất về sự xuất hiện của dòng điện trong dây dẫn là một cuộn dây có nam châm vĩnh cửu đi qua. Chiều của dòng điện cảm ứng có thể được xác định bằng quy tắc Lenz.
Quy tắc Lenz
Dòng điện gây ra bởi sự thay đổi của từ trường truyền qua mạch ngăn cản sự thay đổi này bằng từ trường của nó.
Trong trường hợp khi ta đưa một nam châm vào cuộn dây, từ thông trong mạch tăng lên, nghĩa là từ trường do dòng điện cảm ứng tạo ra, theo định luật Lenz, có hướng chống lại sự tăng của từ trường của nam châm. Để xác định chiều dòng điện, bạn cần nhìn nam châm từ cực Bắc. Từ vị trí này, chúng ta sẽ vặn gimlet theo hướng từ trường của dòng điện, tức là hướng về cực Bắc. Dòng điện sẽ di chuyển theo hướng quay của gimlet, tức là theo chiều kim đồng hồ.
Trong trường hợp khi ta lấy nam châm ra khỏi cuộn dây thì từ thông trong mạch giảm đi, nghĩa là từ trường do dòng điện cảm ứng tạo ra có hướng chống lại sự giảm của từ trường của nam châm. Để xác định hướng của dòng điện, bạn cần tháo vít của gimlet; hướng quay của gimlet sẽ cho biết hướng của dòng điện trong dây dẫn - ngược chiều kim đồng hồ.
Máy phát điện là thiết bị trong đó các dạng năng lượng không dùng điện (cơ, hóa, nhiệt) được chuyển hóa thành năng lượng điện.
Phân loại máy phát điện cơ điện
Theo loại động cơ chính:
Máy phát điện tua bin - máy phát điện được điều khiển bởi động cơ tua bin hơi nước hoặc tua bin khí;
Máy phát điện - máy phát điện chạy bằng tuabin thủy lực;
Máy phát điện diesel - máy phát điện chạy bằng động cơ diesel;
Máy phát điện gió - máy phát điện chuyển đổi động năng của gió thành điện năng;
Theo loại dòng điện đầu ra
Máy phát điện ba pha có cuộn dây hình sao
Có cuộn dây tam giác đi kèm
Theo phương pháp kích thích
Bị kích thích bởi nam châm vĩnh cửu
Với kích thích bên ngoài
Tự hào hứng
Với sự kích thích tuần tự
Với sự kích thích song song
Với sự phấn khích xen lẫn
Theo nguyên lý hoạt động, máy phát điện có thể đồng bộ hoặc không đồng bộ.
Máy phát điện không đồng bộ có cấu trúc đơn giản và chi phí sản xuất thấp, đồng thời có khả năng chống dòng điện ngắn mạch và quá tải cao hơn. Máy phát điện không đồng bộ là lý tưởng để cung cấp năng lượng cho các tải hoạt động: đèn sợi đốt, lò sưởi điện, thiết bị điện tử, đầu đốt điện, v.v. Nhưng ngay cả tình trạng quá tải ngắn hạn cũng không thể chấp nhận được đối với chúng, do đó, khi kết nối động cơ điện, máy hàn không điện tử, dụng cụ điện và các tải cảm ứng khác, nguồn điện dự trữ phải ít nhất là ba lần và tốt nhất là bốn lần.
Máy phát điện đồng bộ hoàn hảo cho người tiêu dùng cảm ứng có dòng điện khởi động cao. Chúng có khả năng chịu được dòng điện quá tải gấp năm lần trong một giây.
Nguyên lý hoạt động của máy phát điện hiện tại
Máy phát điện hoạt động dựa trên định luật Faraday về cảm ứng điện từ - suất điện động (EMF) được cảm ứng trong một vòng hình chữ nhật (khung dây) quay trong từ trường đều.
EMF cũng xuất hiện trong một khung hình chữ nhật đứng yên nếu có một nam châm quay trong đó.
Máy phát điện đơn giản nhất là một khung hình chữ nhật đặt giữa 2 nam châm có cực khác nhau. Để loại bỏ điện áp khỏi khung quay, người ta sử dụng vòng trượt.
Máy phát điện ô tô bao gồm một vỏ và hai nắp có lỗ thông gió. Rôto quay trong 2 ổ trục và được dẫn động bởi một ròng rọc. Về cốt lõi, rôto là một nam châm điện gồm một cuộn dây. Dòng điện được cung cấp cho nó bằng hai vòng đồng và chổi than chì, được kết nối với bộ điều khiển rơle điện tử. Anh ta có trách nhiệm đảm bảo điện áp do máy phát điện cung cấp luôn nằm trong giới hạn cho phép là 12V với độ lệch cho phép và không phụ thuộc vào tốc độ quay của ròng rọc. Bộ điều chỉnh rơle có thể được tích hợp bên trong vỏ máy phát điện hoặc đặt bên ngoài nó.
Stator gồm ba cuộn dây đồng nối với nhau thành hình tam giác. Một cầu chỉnh lưu gồm 6 điốt bán dẫn được nối với các điểm kết nối của chúng, giúp chuyển đổi điện áp từ AC sang DC.
Máy phát điện chạy xăng bao gồm một động cơ và một máy phát điện dẫn động trực tiếp nó, có thể đồng bộ hoặc không đồng bộ.
Động cơ được trang bị các hệ thống: khởi động, phun nhiên liệu, làm mát, bôi trơn, ổn định tốc độ. Độ rung và tiếng ồn được hấp thụ bởi bộ giảm thanh, bộ giảm chấn và bộ giảm chấn.
Dòng điện xoay chiều
Rung động điện từ, giống như rung động cơ học, có hai loại: tự do và cưỡng bức.
Dao động điện từ tự do, dao động luôn tắt dần. Vì vậy, trong thực tế chúng hầu như không bao giờ được sử dụng. Trong khi rung động cưỡng bức được sử dụng ở mọi nơi và mọi nơi. Hàng ngày bạn và tôi có thể quan sát những biến động này.
Tất cả các căn hộ của chúng tôi đều được thắp sáng bằng dòng điện xoay chiều. Dòng điện xoay chiều không gì khác hơn là những dao động điện từ cưỡng bức. Dòng điện và điện áp sẽ thay đổi theo thời gian theo định luật điều hòa. Ví dụ, các dao động về điện áp có thể được phát hiện bằng cách đặt điện áp từ ổ cắm vào máy hiện sóng.
Một sóng hình sin sẽ xuất hiện trên màn hình máy hiện sóng. Có thể tính được tần số dòng điện xoay chiều. Nó sẽ bằng tần số dao động điện từ. Tần số tiêu chuẩn cho dòng điện xoay chiều công nghiệp được giả định là 50 Hz. Tức là trong 1 giây chiều dòng điện trong ổ cắm thay đổi 50 lần. Mạng công nghiệp của Hoa Kỳ sử dụng tần số 60 Hz.
Sự thay đổi điện áp ở hai đầu mạch sẽ gây ra sự thay đổi cường độ dòng điện trong mạch dao động. Vẫn nên hiểu rằng sự thay đổi điện trường trong toàn bộ mạch không xảy ra ngay lập tức.
Nhưng vì thời gian này nhỏ hơn đáng kể so với chu kỳ dao động điện áp ở hai đầu mạch nên người ta thường tin rằng điện trường trong mạch ngay lập tức thay đổi khi điện áp ở hai đầu mạch thay đổi.
Điện áp xoay chiều ở ổ cắm được tạo ra bởi máy phát điện trong các nhà máy điện. Máy phát điện đơn giản nhất có thể được coi là một khung dây quay trong từ trường đều.
Từ thông xuyên qua mạch sẽ liên tục thay đổi và sẽ tỉ lệ với cosin của góc giữa vectơ cảm ứng từ và pháp tuyến của khung. Nếu khung quay đều thì góc sẽ tỉ lệ với thời gian.
Do đó từ thông sẽ thay đổi theo định luật điều hòa:
Ф = B*S*cos(ω*t)
Tốc độ thay đổi của từ thông, lấy dấu ngược lại, theo định luật EMR, sẽ bằng suất điện động cảm ứng.
Ei = -Ф’ = Em*sin(ω*t).
Nếu một mạch dao động được nối với khung, tốc độ góc quay của khung sẽ xác định tần số dao động điện áp ở các phần khác nhau của mạch và cường độ dòng điện. Trong phần tiếp theo chúng ta sẽ chỉ xét các dao động điện từ cưỡng bức.
Chúng được mô tả bằng các công thức sau:
u = Um*sin(ω*t),
u = Um*cos(ω*t)
Ở đây Um là biên độ dao động điện áp. Điện áp và dòng điện thay đổi có cùng tần số ω. Nhưng dao động điện áp không phải lúc nào cũng trùng với dao động dòng điện, vì vậy tốt hơn nên sử dụng công thức tổng quát hơn:
I = Im*sin(ω*t +φ), trong đó Im là biên độ dao động dòng điện và φ là độ lệch pha giữa dao động dòng điện và điện áp.
Thông số dòng điện và điện áp xoay chiều
Độ lớn của dòng điện xoay chiều, giống như điện áp, liên tục thay đổi theo thời gian. Các chỉ số định lượng để đo lường và tính toán sử dụng các tham số sau:
Khoảng thời gian T là khoảng thời gian trong đó một chu kỳ thay đổi dòng điện hoàn chỉnh xảy ra theo cả hai hướng so với giá trị 0 hoặc giá trị trung bình.
Tần số f là nghịch đảo của một chu kỳ, bằng số chu kỳ trong một giây. Một chu kỳ trên giây là một hertz (1 Hz).
f = 1/T
Tần số tuần hoàn ω - tần số góc bằng số chu kỳ trong 2π giây.
ω = 2πf = 2π/T
Thường được sử dụng trong tính toán dòng điện và điện áp hình sin. Sau đó, trong khoảng thời gian, người ta không thể xem xét tần số và thời gian mà thực hiện các phép tính theo radian hoặc độ. T = 2π = 360°
Pha ban đầu ψ là giá trị của góc từ 0 (ωt = 0) đến đầu chu kỳ. Đo bằng radian hoặc độ. Được thể hiện trong hình là biểu đồ dòng điện hình sin màu xanh lam. Pha ban đầu có thể là giá trị dương hoặc âm, tương ứng ở bên phải hoặc bên trái của số 0 trên biểu đồ.
Giá trị tức thời - giá trị của điện áp hoặc dòng điện được đo tương đối bằng 0 tại bất kỳ thời điểm t đã chọn nào.
tôi = tôi(t); u = u(t)
Trình tự của tất cả các giá trị tức thời trong bất kỳ khoảng thời gian nào có thể được coi là hàm của sự thay đổi dòng điện hoặc điện áp theo thời gian. Ví dụ, dòng điện hoặc điện áp hình sin có thể được biểu thị bằng hàm:
i = Iampsin(ωt); u = Uampsin(ωt)
Có tính đến giai đoạn đầu:
i = Iampsin(ωt + ψ); u = Uampsin(ωt + ψ)
Ở đây Iamp và Uamp là các giá trị biên độ của dòng điện và điện áp.
Giá trị biên độ là giá trị tức thời tuyệt đối tối đa trong khoảng thời gian.
Iamp = max|i(t)|; Uamp = max|u(t)|
Có thể dương hoặc âm tùy thuộc vào vị trí của nó so với 0. Thông thường, thay vì giá trị biên độ, thuật ngữ biên độ dòng điện (điện áp) được sử dụng - độ lệch tối đa so với giá trị 0.
D/z
Báo cáo về chủ đề (do học sinh lựa chọn)
Sản xuất và truyền tải điện
Máy biến áp. Truyền tải điện đi xa
Tiết kiệm năng lượng trong đời sống Thí nghiệm đầu tiên về truyền tải điện đi xa Hiệu suất máy biến áp. Thiết kế và vận hànhSử dụng điệnMáy phát điện tua bin. Thiết kế và vận hành
Máy tạo hydro. Thiết kế và vận hành
Máy phát điện Diesel. Thiết kế và vận hành
Máy phát điện gió. Thiết kế và vận hành
Vấn đề cần giải quyết độc lập
Định luật cảm ứng EM của Faraday.
1. Từ thông bên trong một cuộn dây có số vòng bằng 400 thay đổi từ 0,1 Wb thành 0,9 Wb trong 0,2 s. Xác định suất điện động cảm ứng trong cuộn dây.
2. Xác định từ thông đi qua một hình chữ nhật có cạnh 20 x 40 cm nếu nó được đặt trong một từ trường đều có cảm ứng 5 Tesla hợp với các đường cảm ứng từ của trường một góc 60°.
3. Cuộn dây phải có bao nhiêu vòng sao cho khi từ thông bên trong nó thay đổi từ 0,024 đến 0,056 Wb trong 0,32 s thì sẽ tạo ra một suất điện động trung bình trong cuộn dây. 10V?
Lực điện động cảm ứng trong dây dẫn chuyển động.
1. Xác định lực điện động cảm ứng ở hai đầu cánh máy bay An-2 có chiều dài 12,4 m nếu tốc độ của máy bay bay ngang là 180 km/h và thành phần thẳng đứng của vectơ cảm ứng là từ trường của Trái Đất là 0,5·10-4 T.
2. Tìm lực điện động cảm ứng trên cánh của máy bay Tu-204 dài 42 m bay ngang với tốc độ 850 km/h nếu thành phần thẳng đứng của vectơ cảm ứng của từ trường Trái đất là 5· 10-5 T.
Emf tự gây ra
1. Một từ thông 0,015 Wb xuất hiện trong một cuộn dây khi có dòng điện 5,0 A chạy qua các vòng dây của nó. Cuộn dây có bao nhiêu vòng nếu độ tự cảm của nó là 60 mH?
2. Độ tự cảm của cuộn dây không có lõi sẽ thay đổi bao nhiêu lần nếu số vòng dây tăng lên gấp đôi?
3. suất điện động là gì? tự cảm sẽ xảy ra trong một cuộn dây có độ tự cảm 68 mH nếu dòng điện 3,8 A biến mất trong đó sau 0,012 s?
4. Xác định độ tự cảm của cuộn dây nếu khi dòng điện trong nó yếu đi 2,8 A thì suất điện động trung bình xuất hiện trong cuộn dây sau 62 ms. tự cảm ứng 14 V.
5. Mất bao lâu để một cuộn dây có độ tự cảm 240 mH tăng dòng điện từ 0 lên 11,4 A nếu xảy ra suất điện động trung bình? tự cảm ứng 30 V?
Năng lượng trường điện từ
1. Một dòng điện 20 A chạy qua một cuộn dây có độ tự cảm 0,6 H. Năng lượng từ trường của cuộn dây là bao nhiêu? Năng lượng này sẽ thay đổi như thế nào khi dòng điện tăng gấp 2 lần? 3 lần?
2. Cần phải chạy bao nhiêu dòng điện chạy qua cuộn dây của một cuộn cảm có độ tự cảm 0,5 H để năng lượng trường bằng 100 J?
3. Năng lượng từ trường của cuộn dây nào lớn hơn và gấp bao nhiêu lần nếu cuộn dây thứ nhất có đặc tính: I1=10A, L1=20 H, cuộn dây thứ hai: I2=20A, L2=10 H?
4. Xác định năng lượng từ trường của cuộn dây trong đó, khi có dòng điện 7,5 A thì từ thông là 2,3·10-3 Wb. Số vòng dây của cuộn dây là 120.
5. Xác định độ tự cảm của cuộn dây nếu ở dòng điện 6,2 A, từ trường của nó có năng lượng 0,32 J.
6. Từ trường của một cuộn dây có độ tự cảm 95 mH có năng lượng 0,19 J. Cường độ dòng điện trong cuộn dây là bao nhiêu?