Công Thức Suất Điện Động Cảm Ứng, Từ Thông Và Suất Điện Động

suất điện động cảm ứng là một trong những kiến thức quan trọng trong chương trình học Vật lý lớp 11. Khi đã nắm vững kiến thức này và các định luật liên quan, các bài tập về điện sẽ trở nên dễ dàng hơn rất nhiều. Trong bài viết dưới đây, Team x-lair.com Education đã trình bày lý thuyết và kiến thức cơ bản suất điện động cảm ứngĐịnh luật Faraday và định luật Lenz giúp các em dễ ghi nhớ hơn.

Bạn đang xem: Công Thức Suất Điện Động Cảm Ứng, Từ Thông Và Suất Điện Động

Bạn đang xem: Công Thức Suất Điện Động Cảm Ứng

Học Online Live Stream Toán - Lý - Hóa - Văn - Anh - Sinh Đột phá điểm 2022 - 2023 tại x-lair.com

Suất điện động cảm ứng là gì?

Trong một mạch kín (kí hiệu là C), suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng. Suất điện động cảm ứng trong vật lý được ký hiệu là ec, đơn vị đo là vôn (V).

Nội dung định luật Faraday

Mạch kín (C) có từ trường không đổi, cường độ dòng điện biến thiên làm từ thông qua mạch biến thiên một lượng ∆Φ trong khoảng thời gian ∆t. Trong trường hợp này:

Lực tương tác tác dụng lên đoạn mạch (C) sinh ra công ∆A. Công thức: ∆A = i∆Φ (i là suất điện động cảm ứng). Dựa vào định luật Lenz, để gây ra sự biến thiên từ thông trong mạch thì công ngoài sinh ra sẽ là ∆A' = -∆ A = -i∆Φ (1). .Công "∆A'" có độ lớn bằng năng lượng bên ngoài cung cấp cho đoạn mạch (C) và chuyển hóa thành điện năng của đoạn mạch. suất điện động cảm ứng vân vân Được: ∆A ' ' = eci∆t (2).

Kết hợp 2 phương trình (1) và (2) ta có công thức tính suất điện động cảm ứng là:

ec = -∆Φ t (3)

Nếu chúng ta chỉ xem xét kích thước, thì |ec| = |∆Φ ∆t|

Từ các công thức trên có thể hiểu định luật Faraday là: Độ lớn suất điện động cảm ứng xảy ra trong mạch kín nào thì tỉ lệ thuận với tốc độ biến thiên của từ thông sinh ra trong mạch kín đó.

Phương pháp học tốt Vật Lý 11, Giải bài tập Vật Lý 11 SGK Công Phá Điểm Số

Mối liên hệ giữa định luật Lenz và suất điện động cảm ứng

Trong trường hợp này, trước tiên bạn phải định hướng mạch kín (C). Sau đó, các em căn cứ vào pháp tuyến dương để tính từ thông Φ qua mạch kín (C) (Φ là một đại lượng đại số).

Trường hợp Φ tăng thì ec. Mặt khác, nếu đang giảm, thì ec > 0. Khi đó, hướng của suất điện động cảm ứng cùng chiều với chiều của đoạn mạch (C).

Chuyển hóa năng lượng trong cảm ứng điện từ

Xem thêm: sirius đỏ đen có tốt không

Giả sử ta có một mạch điện kín có từ trường không đổi, muốn tạo ra sự biến thiên từ thông thì phải tác dụng vào mạch một ngoại lực để tạo ra chuyển vị trong mạch. Khi đó ngoại lực này sẽ sinh ra công cơ học. Lúc này công cơ học của ngoại lực này đã tạo nên hình dáng suất điện động cảm ứng trong một mạch hay nói cách khác là tạo ra điện. Trong thí nghiệm này, chuyển đổi năng lượng là quá trình chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng điện.

Ứng dụng của cảm ứng điện từ

máy phát điện một chiều

máy phát điện xoay chiều

Bài tập áp dụng

Bài tập 1: Một mạch điện kín hình vuông cạnh 10 cm được đặt vuông góc với một từ trường đều có độ lớn biến thiên theo thời gian. Tính tốc độ biến thiên của từ trường, biết suất điện động cảm ứng i = 2 A và điện trở của mạch r = 5 Ω.

Câu trả lời:

\begin{align}& \text{Ta có:}\\& e_c = ri = 5.2 = 10 V\\& e_c = |\frac{ΔΦ}{Δt}| = \frac{ΔB}{Δt}.S\\⇔\ &\frac{ΔB}{Δt} = \frac{e_c}{S} = \frac{10}{0,1^2} = 10^3 \T/s\end{align}
Bài tập 2: Một khung dây dẫn hình vuông, cạnh a = 10 cm, đặt cố định trong từ trường đều, có véc tơ cảm ứng từ vuông góc với mặt khung. Trong khoảng thời gian = 0,05 s, cường độ sinh ra tăng đều từ 0 đến 0,5 T. Xác định độ lớn suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung.

Đặc tính vật lý của âm thanh

Câu trả lời:

\begin{align}& \text{Ta có:}\\& ΔΦ = ΔBS = ΔBa^2\\& |e_c| = |\frac{ΔΦ}{Δt}| = \frac{0.5}{0.05}.0.1^2 = 0.1 \V\end{align}
bài tập 3. Một khung dây phẳng diện tích 20 cm2 gồm 10 vòng dây đặt trong từ trường đều. Vectơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng khung dây một góc 30o và có độ lớn 2.10−4T. Từ trường được tạo ra để giảm đều đến 0 trong 0,01 s. Tính suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây trong thời gian từ trường thay đổi.

Câu trả lời:

\begin{align}& \text{Ta có:}\\& Φ_1 = NBScosα = 10.2.10^{-4}.20.cos(90^o-30^o) = 2.10^{-6} \V \\&Φ_2 = 0\\⟹\ & ΔΦ = Φ_1 - Φ_2 = 2.10^{-6} \ V\\&|e_c| = |\frac{ΔΦ}{Δt}| = \frac{2.10^{-6}}{0.01} = 2.10^{-4} \V\end{align}
Bài tập 4: Một mạch kín hình tròn (C) bán kính R, đặt trong từ trường đều, trong đó vectơ cảm ứng từ B ban đầu có phương song song với mặt phẳng chứa (C) (Hình 24.4). Cho (C) quay quanh một trục cố định Δ đi qua tâm của (C) và nằm trong mặt phẳng chứa (C); tốc độ quay là ω không đổi. Xác định suất điện động cảm ứng cực đại xuất hiện trong (C).