Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài 25: Tự cảm (Bản đẹp)

Nhiệt liệt chào mừng các thầy cô về dự giờ, thăm lớp 
Welcome to 11A 
Nhiệt liệt chào mừng các thầy cô giáo về dự hội giảng 2 / 2011. 
Câu 1 Thế nào là hiện tượng cảm ứng điện từ? Phát biểu định luật Len-xơ về chiều dòng điện cảm ứng? 
Câu 2 Nêu định nghĩa suất điện động cảm ứng? Viết biểu thức của suất điện động cảm ứng? 
* Hiện tượng cảm ứng điện từ: Khi từ thông qua một mạch kín (C) biến thiên thì trong mạch kín (C) xuất hiện dòng điện cảm ứng 
* Định luật Len-xơ: Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông ban đầu qua mạch kín 
* Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín. 
* Biểu thức suất điện động cảm ứng: 
Kiểm tra bài cũ 
N 
S 
(C 1 ) 
i 
(C 2 ) 
 Tự cảm 
Bài 25 
I ./ Từ thông riêng của một mạch kín : 
 Từ thông qua mạch C 1 : Do từ trường ngoài gây ra ( Từ trường của nam châm ) 
 Từ thông qua mạch C 2 : Do từ trường của dòng đ iện trong mạch gây ra Đư ợc gọi là từ thông riêng của mạch 
 Tự cảm 
Bài 25 
I ./ Từ thông riêng của một mạch kín : 
1. Đ ịnh nghĩa : 
Một mạch kín (C) có dòng đ iện cường độ i. Dòng đ iện i gây ra một từ trường , từ trường này gây ra một từ thông  qua (C) đư ợc gọi là từ thông riêng của mạch 
2. Biểu thức : 
 = L.i 
L : Độ tự cảm của (C), phụ thuộc vào cấu tạo và kích thước của (C) 
Đơn vị độ tự cảm : Henry (H) 
Ví dụ : Một ống dây chiều dài l , tiết diện S, gồm N vòng dây , có cường độ i chạy qua, độ tự cảm của ống dây là: 
 Tự cảm 
Bài 25 
I ./ Từ thông riêng của một mạch kín : 
1. Đ ịnh nghĩa : 
2. Biểu thức : 
 = L.i 
Ví dụ : Một ống dây chiều dài l , tiết diện S, gồm N vòng dây , có cường độ i chạy qua, độ tự cảm của ống dây là: 
 : Độ từ thẩm ( Đ ặc trưng cho từ tính của lõi sắt) 
* Nếu ống dây có lõi sắt: 
L 
* Kí hiệu của cuộn cảm trong các sơ đ ồ mạch đ iện : 
C 1 
 Tự cảm 
Bài 25 
I ./ Từ thông riêng của một mạch kín : 
II./ Hiện tượng tự cảm : 
1. Đ ịnh nghĩa : 
Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng đ iện từ xảy ra trong một mạch có dòng đ iện mà sự biến thiên từ thông qua mạch đư ợc gây ra bởi sự biến thiên của cường độ dòng đ iện trong mạch 
2. Một số ví dụ về hiện tượng tự cảm : 
 Trong mạch đ iện một chiều hiện tượng tự cảm thường xảy ra khi đ óng , ngắt mạch. 
 Trong các mạch đ iện xoay chiều luôn luôn xảy ra hiện tượng tự cảm . 
 thí nghiệm: 
Đ 1 
MỞ K 
ĐểNG K 
L 
Đ 2 
L 
Đóng k 
Mở k 
Đ 3 
Đ 1 
+ - 
+ - 
K 1 
K 1 
K 2 
K 
K 3 
K 
R 
a) Thí nghiệm 1: 
b) Thí nghiệm 2: 
Nhóm 1,3 
Nhóm 2,4 
Hiện tượng 
Khi K đóng đèn nào sáng lên ngay đèn nào sáng lên từ từ? 
Giải thích 
- Khi K đóng dòng điện trong mạch tăng lên hay giảm đi? 
- Trong cuộn L xảy ra hiện tượng gì? 
- Hiện tượng này có tác dụng như thế nào với dòng điện trong mạch? 
Hiện tượng 
Khi K mở đèn nào sáng bừng lên trước khi tắt? 
Giải thích 
- Khi K mở dòng điện trong mạch tăng lên hay giảm đi? 
- Trong cuộn L xảy ra hiện tượng gì? 
- Hiện tượng này có tác dụng như thế nào với dòng điện trong mạch? 
 thí nghiệm: 
Đ 1 
MỞ K 
ĐểNG K 
L 
Đ 2 
L 
Đóng k 
Mở k 
Đ 3 
Đ 1 
+ - 
+ - 
K 1 
K 1 
K 2 
K 
K 3 
K 
R 
a) Thí nghiệm 1: 
b) Thí nghiệm 2: 
=> Khi đóng khoá K đèn Đ 2 sáng lên ngay còn đèn Đ 1 sáng lên từ từ 
=> Khi ngắt khoá K đèn Đ 3 sáng bừng lên trước khi tắt 
GT: Khi đóng khoá K dòng điện qua ống dây tăng lên làm trong ống dây xảy ra hiện tượng tự cảm. Suất điện động cảm ứng xuất hiện có tác dụng cản trở sự tăng của dòng điện qua L do đó dòng điện qua L tăng lên từ từ không tăng nhanh như dòng điện qua đèn 2. 
GT: Khi ngắt khoá K dòng điện i L qua L giảm, trong ống dây xảy ra hiện tượng tự cảm có tác dụng chống lại sự giảm của i L , do đó trong ống xuất hiện dòng điện cảm ứng cùng chiều với i L . Vì K ngắt nhanh nên dòng điện này cũng khá lớn và chạy qua Đ 3 làm cho đèn này sáng bừng lên trước khi tắt. 
Nhóm 1,3 
Nhóm 2,4 
 Tự cảm 
Bài 25 
I ./ Từ thông riêng của một mạch kín : 
II./ Hiện tượng tự cảm : 
III./ Suất đ iện đ ộng tự cảm : 
1. Đ ịnh nghĩa : 
Khi có hiện tượng tự cảm xảy ra trong một mạch kín th ì suất đ iện đ ộng cảm ứng xuất hiện trong mạch đư ợc gọi là suất đ iện đ ộng tự cảm 
 Nhận xét : Suất đ iện đ ộng tự cảm có độ lớn tỉ lệ với tốc độ biến thiên của cường độ dòng đ iện trong mạch 
TN2 
 Tự cảm 
Bài 25 
I ./ Từ thông riêng của một mạch kín : 
II./ Hiện tượng tự cảm : 
III./ Suất đ iện đ ộng tự cảm : 
1. Đ ịnh nghĩa : 
2. Năng lượng từ trường của ống dây tự cảm : 
IV./ ứng dụng : 
Hiện tượng tự cảm có nhiều ứng dụng trong các mạch đ iện xoay chiều . 
 VD: Mạch dao đ ộng , các máy biến áp  
C3 Chứng tỏ rằng 2 vế của biểu thức có cùng đơn vị là jun (J) ? 
C3: Vế phải = H.A 2 = H.A.A = Wb.A = J = Vế trái 
C 2 
Điền vào chỗ trống 
Ghi nhớ 
 Từ thông riêng của một mạch kín: 
 Độ tự cảm của ống dây dẫn hình trụ có lõi sắt: 
 Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên từ thông qua mạch được gây ra bởi 
 Khi trong mạch điện có cường độ dòng điện biến thiên thì trong mạch xuất hiện suất điện động tự cảm: 
 Năng lượng từ trường của ống dây tự cảm: 
(1) 
(2) 
(3) 
(4) 
(5) 
 = L .i 
sự biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch. 
 Tự cảm 
Bài 25 
Hướng dẫn về nhà 
* Học phần ghi nhớ 
* Lấy một vài ví dụ về ứng dụng hiện tượng tự cảm 
* Làm các bài tập 1 - 8 (SGK Trang 157) 
* Nghiên cứu phần tổng kết chương V 
* Đ ọc SGK phần II Quang hình học . Bài 26 Khúc xạ á nh sáng 
 Tự cảm 
Bài 25 
Bài tập vận dụng 
I ./ Từ thông riêng của một mạch kín : 
II./ Hiện tượng tự cảm : 
III./ Suất đ iện đ ộng tự cảm : 
IV./ ứng dụng : 
Một ống dây hình trụ có chiều dài 0,5 m gồm 1000 vòng dây , mỗi vòng có đư ờng kính 20 cm. Độ tự cảm của ống dây là: 
A. 80 H B. 0.8 H C. 0.08 H D. 0.08 V 
Gợi ý : áp dụng công thức 
Trong đ ó : 
( Với d = 20cm = 0.2m) 
xin chân thành cảm ơn 
chúc các thầy , cô giáo mạnh khoẻ và công tác tốt , các em học tốt . 
Các thầy cô giáo và các em học sinh 
+ - 
L 
R 
a 
b 
K 
C 2 : Trong mạch điện khoá K đang đóng ở vị trí a. Nếu chuyển khoá K sang vị trí b thì điện trở R nóng lên. Hãy giải thích? 
Gợi ý: Khi khoá K ở vị trí a dòng điện qua L đã tích luỹ một năng lượng từ trường. Khi khoá K chuyển sang vị trí b năng lượng từ trường của cuộn L đã chuyển hoá thành nhiệt lượng toả ra trên R. 
 Tự cảm 
Bài 25 
I ./ Từ thông riêng của một mạch kín : 
Đ 1 
L 
Đ 2 
+ - 
K 1 
K 2 
K 
R 
L 
Đ 3 
Đ 1 
+ - 
K 1 
K 3 
K 
Đ 1 
L 
Đ 2 
K 1 
K 3 
K 
R 
K 2 
Đ 3 
K 1 ,K 2 đ óng , 
K 3 mở 
K 1 ,K 3 đ óng , 
K 2 mở 
+ - 
II./ Hiện tượng tự cảm : 
 Tự cảm 
Bài 25 
I ./ Từ thông riêng của một mạch kín : 
1. Đ ịnh nghĩa : 
2. Biểu thức : 
 = L.i 
Ví dụ : Một ống dây chiều dài l , tiết diện S, gồm N vòng dây , có cường độ i chạy qua, độ tự cảm của ống dây là: 
C 1 : Hãy thiết lập công thức tính độ tự cảm của ống dây ? 
Mà 
Đ 1 
L 
Đ 2 
K 1 
K 3 
K 
R 
K 2 
Đ 3 
+ - 
Hãy phân tích sơ đồ mạch điện? 
 
Dòng điện xoay chiều trong cuộn sơ cấp làm phát sinh trong lõi sắt một từ trường biến thiên 
Nối cuộn sơ cấp với nguồn điện xoay chiều 
Cuộn sơ cấp (N 1 ) 
Cuộn thứ cấp (N 2 ) 
Trong cuộn thứ cấp xuất hiện suất điện động cảm ứng. Nếu mạch kín sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng 
Nguyên tắc hoạt động của máy biến áp 
Từ thông qua cuộn sơ cấp và thứ cấp sẽ biến thiên điều hoà theo thời gian: 
 1 = N 1  0 cost 
 2 = N 2  0 cost