Suất điện động xoay chiều

1. Hiện tượng cảm ứng điện từ

  • Vấn đề này không mới, vì ở lớp 11 chúng ta đã được học rồi. Hoc24 xin nhắc lại để bạn hiểu làm thế nào chúng ta có thể tạo ra một dòng điện xoay chiều.
  •  
  • Khi khung dây đặt trong từ trường \(\vec{B}\) thì các đường sức từ xuyên qua khung dây, thông lượng của đường sức từ qua khung gọi là từ thông, giá trị này được tính là: \(\phi=N.B.S.\cos\alpha\)
    • N là số vong dây của khung
    • B là độ lớn cảm ứng từ
    • S là diện tích khung dây
    • \(\alpha\) góc tạo bởi véc tơ pháp tuyến của khung \(\vec{n}\) và cảm ứng từ \(\vec{B}\)
  • Hiện tượng cảm ứng điện từ: Từ thông qua khung dây biến thiên thì trong khung dây xuất hiện dòng điện cảm ứng, với suất điện động cảm ứng được xác định: \(e_{cư}=-\frac{\Delta\phi}{\Delta t}\) (dấu "-" để phù hợp với quy tắc len-xơ).
    • Giá trị tức thời của \(e_{cư}\)được xác định khi cho thời gian \(\Delta t\rightarrow0\), khi đó theo định nghĩa đạo hàm, ta có: \(e_{cư}=-\phi'_{\left(t\right)}\)

2. Bài toán khung dây quay trong từ trường

  • Bài toán này chính là hiện tượng mô tả ở video trên, biết rằng khung dây quay đều trong từ trường đều gồm N vòng dây, tiết diện S, ban đầu véc tơ pháp tuyến của khung hợp với véc tơ cảm ứng từ \(\vec{B}\) một góc là \(\varphi\). Tốc độ quay của khung là \(\omega\) (rad/s).
  • Như vậy, ta có:
    • x x' B S n φ B n φ ω
    • Tại thời điểm t, \(\alpha=\left(\vec{n},\vec{B}\right)=\omega t+\varphi\)
    • Từ thông qua khung dây: \(\phi=NBS.\cos\alpha=NBS.\cos\left(\omega t+\varphi\right)\)
    • Theo hiện tượng cảm ứng điện từ, suất điện động cảm ứng ở hai đầu khung dây: \(e_{cư}=-\phi'_{\left(t\right)}=\omega NBS.\sin\left(\omega t+\varphi\right)\)
    • Đặt: \(E_0=\omega NBS\), là suất điện động cực đại 2 đầu khung dây.
      • \(\Rightarrow e_{cư}=E_0\sin\left(\omega t+\varphi\right)\)

3. Kết luận

  • Suất điện động cảm ứng xuất hiện ở hai đầu khung dây có biểu thức: \(e_{cư}=E_0\sin\left(\omega t+\varphi\right)\)
    • \(E_0=\omega NBS\)
    • \(\varphi=\left(\vec{n},\vec{B}\right)\)ở thời điểm ban đầu (t = 0)
  • \(e_{cư}\)là một đại lượng biến thiên điều hòa theo thời gian.

​4. Bài tập ví dụ

Hỏi đáp

Câu 4 (Gửi bởi Thùy Linh)
Trả lời
1
Hỏi đáp, trao đổi bài Gửi câu hỏi cho chủ đề này
Luyện trắc nghiệm Trao đổi bài

Tài trợ


Tính năng này đang được xây dựng...