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

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...