Bài 25. Tự cảm

TỰ CẢM

I. Từ thông riêng qua một mạch kín

Từ thông riêng của một mạch kín có dòng điện chạy qua tỉ lệ với cảm ứng từ do \(i\) gây ra, nghĩa là tỉ lệ với \(i\)

 \(\phi =Li\)

\(L\) là một hệ số, chỉ phụ thuộc vào cấu tạo và kích thước của mạch kín (C), gọi là độ tự cảm của (C), gọi là độ tự cảm.

Đơn vị của độ tự cảm là henri (H).

Xét một ống dây điện chiều dài \(l\), tiết diện \(S\), gồm \(N\) vòng dây. Cảm ứng từ \(B\) trong lòng ống dây do dòng điện \(i\) gây ra là

\(B=4\pi.10^{-7}\frac{N}{l}.i\)

Độ tự cảm của ống dây là

 \(L=4\pi {{.10}^{-7}}\mu \frac{{{N}^{2}}}{l}S\)

Ống dây có độ tự cảm \(L\) đáng kể được gọi là ống dây tự cảm hay cuộn cảm.

II. Hiện tượng tự cảm

Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên của từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch.

• Trong các mạch điện một chiều, hiện tượng tự cảm thường xảy ra khi đóng mạch (dòng điện tăng đột ngột) và khi ngắt mạch (dòng điện giảm xuống 0).
• Trong các mạch điện xoay chiều, luôn luôn xảy ra hiện tượng tự cảm, vì cường độ dòng điện xoay chiều biến thiên liên tục theo thời gian.

III. Suất điện động tự cảm

1. Suất điện động tự cảm:

Suất điện động cảm ứng trong mạch xuất hiện do hiện tượng tự cảm gọi là suất điện động tự cảm.

\({{e}_{tc}}=-L\frac{\Delta i}{\Delta t}\)

Suất điện động tự cảm có độ lớn tỉ lệ với tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch.

2. Năng lượng từ trường của ống dây tự cảm:

Khi có dòng điện cường độ \(i\)  chạy qua ống dây tự cảm thì ống dây tích lũy được một năng lượng cho bởi

\(W=\frac{1}{2}L{{i}^{2}}\)

IV. Ứng dụng

Hiện tượng tự cảm có nhiều ứng dụng trong các mạch điện xoay chiều.

Cuộn cảm là một phần tử quan trọng trong các mạch điện xoay chiều có mạch dao động và máy biến áp...