Công thức tính suất điện động cảm ứng, tự cảm – Bài tập ví dụ

Bạn đang đau đầu với những bài toán về suất điện động cảm ứng và tự cảm? Đừng lo lắng, bài viết này Tài Liệu Trọn Đời sẽ giải đáp giúp các bạn học sinh các công thức tính suất điện động cảm ứng, tự cảm!

Suất điện động là gì?

• Suất điện động là lực mạnh để đẩy một hạt mang điện tích dương đi trong một điện trường từ cực âm tới cực dương của dòng điện.
• Ký hiệu của suất điện động là ℰ và đơn vị đo là vôn (V).
• 1 V = 1 J/C

Công thức tính suất điện động cảm ứng

Định nghĩa: Suất điện động cảm ứng là suất điện động tạo ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín.

Công thức tính suất điện động cảm ứng:

Trong môi trường là mạch kín, suất điện động cảm ứng tỉ lệ thuận với sự thay đổi của từ thấp đi qua mạch kín đó.

Suất điện động cảm ứng và định luật len – xơ

Sự xuất hiện dấu (-) trong công thức (24.3) là để tuân theo định luật Len – xơ

Mạch kín (C) cần phải được xác định hướng. Dựa vào chiều hiện tại trên (C), chọn chiều dòng dương để tính từ thấp Φ đi qua mạch kín (C) (Φ là một giá trị số học)

• Nếu Φ tăng thì ec < 0: chiều của suất điện động cảm ứng (chiều dòng điện cảm ứng) đi ngược lại với chiều của mạch
• Nếu Φ giảm thì ec > 0: chiều của suất điện động cảm ứng (chiều dòng điện cảm ứng) theo chiều của mạch.

Công thức tính suất điện động tự cảm

Định nghĩa: Suất điện động tự cảm xuất hiện trong mạch khi có hiện tượng tự cảm xảy ra còn được gọi là suất điện động tự cảm.

Suất điện động tự cảm được tính bằng công thức: Suất điện động tự cảm tỷ lệ thuận với tốc độ thay đổi của cường độ dòng điện i trong mạch.

Trong đó:

• etc là suất điện động tự cảm (đơn vị là V)
• L là hệ số tự cảm cuộn dây (H)
• Δi là biến đổi của cường độ dòng điện (A)
• Δt là khoảng thời gian cường độ dòng điện thay đổi (s)
• Δi/Δt là tốc độ biến đổi của cường độ dòng điện (A/s)

Năng lượng từ trường của ống dây tự cảm

Năng lượng từ trường của cuộn dây là năng lượng tích tụ trong ống dây tự cảm khi có dòng điện chạy qua. Công thức tính năng lượng mà ống dây lưu trữ là:

Trong đó:

• W là năng lượng từ trường của cuộn dây (J)
• L là ký hiệu hệ số tự cảm của cuộn dây (H)
• i là cường độ dòng điện tự cảm (A)

Bài tập ví dụ

Ví dụ 1: Một ống dây có chiều dài 1,5 m, bao gồm 2000 vòng dây, đường kính ống dây là 40 cm.

a) Xác định hệ số tự cảm của ống dây.

b) Dòng điện chạy trong ống dây, cường độ dòng tăng từ 0 lên 5A trong thời gian 1s, xác định suất điện động tự cảm của ống dây.

c) Tính cảm ứng từ dòng điện sinh ra trong ống dây khi dòng điện trong ống dây là 5 A?

d) Năng lượng từ trường bên trong ống dây khi dòng điện qua ống dây có giá trị là 5 A?

Lời giải