Lý thuyết suất điện động cảm ứng
Lý thuyết:
SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG
I . SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG TRONG MẠCH KÍN
1.Định nghĩa
Sự xuất hiện dòng cảm ứng trong một mạch kín (C) chứng tỏ tồn tài một nguồn điện trong mạch đó. Suất điện động của nguồn này được gọi là suất điện động cảm ứng. Vậy có thể định nghĩa:
Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín.
2. Định luât Fa – ra – đây
Giả sử mạch kín (C) đặt trong một từ trường, từ thông qua mạch biến thiên một đại lượng ∆Φ trong một khoảng thời gian ∆t. Giả sử sự biến thiên từ thông này được thực hiện qua một dịch chuyển nào đó của mạch. Trong dịch chuyển này, lực tương tác tác dụng lên mạch (C) đã sinh ra một công ∆A. Người ta đã chứng minh được rằng ∆A = i∆Φ
Với I là cường độ dòng điện cảm ứng. Theo định luật len – xơ, lực từ tác dụng lên mạch (C) luôn cản trở chuyển động tạo ra biến thiên từ thông. Do đó ∆A là một công cản.Vậy, để thực hiện sự dịch chuyển của (C) (nhằm tạo ra sự biến thiên của Φ) phải có ngoại lực tác dụng lên (C) và trong chuyển dời nói trên, ngoại lực này sinh công thắng công cản của lực từ.
∆A’ = -∆A = -i∆Φ (24.1)
Công ∆A’ có độ lớn bằng tổng phần năng lượng do bên ngoài cung cấp cho mạch (C) và được chuyển hóa thành điện năng của suất điện động cảm ứng ec (tương tự như điện năng do một nguồn điện sản ra) trong khoảng thời gian ∆t.
Theo công thức (7.3) ta có:
∆A’ = eci∆t (24.2)
So sánh hai công thức của ∆A’ ta suy ra công thức của suất điện động cảm ứng:
|ec| = \(|\frac{\Delta \Phi }{\Delta t}|\) (24.3)
Nếu chỉ xét độ lớn của ec (không kể dấu) thì :
Thương số \(|\frac{\Delta \Phi }{\Delta t}|\) biểu thị độ biến thiên từ thông qua mạch (C) trong một đơn vị thời gian, thương số này được gọi là tốc độ biến thiên từ thông qua mạch. Vậy công thức (24.4) được phát biểu như sau :
Độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín đó.
Phát biểu này được gọi là định luật cơ bản của hiện tượng cảm ứng điện từ - định luật Fa –ra đây.
II. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG VÀ ĐỊNH LUẬT LEN – XƠ
Sự xuất hiện dấu (-)trong công thức (24.3) là để phù hợp với định luật Len – xơ
Trước hết mạch kín (C) phải được định hướng. Dựa vào chiều đã chọn trên (C) , ta chọn chiều pháp tuyến dương để tính từ thông Φ qua mạch kín (C) (Φ là một đại lượng đại số).
Nếu Φ tăng thì ec < 0: chiều của suất điện động cảm ứng (chiều của dòng điện cảm ứng) ngược với chiều của mạch
Nếu Φ giảm thì ec > 0: chiều của suất điện động cảm ứng (chiều của dòng điện cảm ứng) là chiều của mạch
III- QUY TẮC BÀN TAY PHẢI
Đặt bàn tay phải hứng các đường sức từ, ngón cái choãi ra 900 hướng theo chiều chuyển động của đoạn dây, khi đó đoạn dây dẫn đóng vai trò như một nguồn điện, chiều từ cổ tay đến bốn ngón tay chỉ chiều từ cực âm sang cực dương của nguồn điện đó
+ Khi mạch được nối kín thì trong mạch có dòng điện cảm ứng iC
+ Bên trong nguồn điện, dòng điện có chiều từ cực âm sang cực dương, bên ngoài thì ngược lại.
IV- BIỂU THỨC SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG TRONG ĐOẠN DÂY
\(\left| {{e_C}} \right| = Blv\sin \theta \)
Trong đó:
+ eC : suất điện động cảm ứng của đoạn dây (V)
+ B: cảm ứng từ (T)
+ \(l\) : chiều dài đoạn dây (m)
+ v: vận tốc của đoạn dây
+ \(\theta {\rm{ = }}\left( {\overrightarrow v ,\overrightarrow B } \right)\)
Dây dẫn chuyển động trong từ trường được coi như một nguồn điện. Khi đó, lực lorenxơ tác dụng lên các electron đóng vai trò lực lạ tạo thành dòng điện
V.CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG TRONG HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
Trong hiện tượng cảm ứng điện từ trên đây, để tạo ra sự biến thiên từ thông qua mạch (C), phải có ngoại lực tác dụng vào (C) và ngoại lực này sinh ra một công cơ học. Công cơ học này làm xuất hiện suất điện động cảm ứng trong mạch, nghĩa là đã tạo ra điện năng. Vậy bản chất của hiện tượng cảm ứng điện từ đã nêu trên là quá trình chuyển hóa cơ năng thành điện năng.
Fa- ra – đây là người đầu tiên khám phá ra hiện tượng cảm ứng điện từ và định luật cơ bản về hiện tượng này. Đóng góp của Fa- ra – đây đã mở ra một triển vọng to lớn trong thế kỉ XIX về một phượng thức sản xuất điện năng mới, làm cơ sở cho công cuộc điện khí hóa.
VI- MÁY PHÁT ĐIỆN
- Là ứng dụng quan trọng và quen thuộc của hiện tượng cảm ứng điện từ trong các đoạn dây chuyển động
+ Máy phát điện xoay chiều:
+ Máy phát điện một chiều:
Sơ đồ tư duy về suất điện động cảm ứng
Xem thêm lời giải SGK Vật lí lớp 11
CHƯƠNG I. ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƯỜNG
- 👉 Bài 1. Điện tích, định luật Cu-lông
- 👉 Bài 2. Thuyết electron - Định luật bảo toàn điện tích
- 👉 Bài 3. Điện trường và cường độ điện trường - Đường sức điện
- 👉 Bài 4. Công của lực điện
- 👉 Bài 5. Điện thế - Hiệu điện thế
- 👉 Bài 6. Tụ điện
- 👉 Đề kiểm tra 15 phút – Chương 1 – Vật lý 11
- 👉 Đề kiểm tra 45 phút (1 tiết) – Chương 1 – Vật lý 11
CHƯƠNG II. DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI
- 👉 Bài 7. Dòng điện không đổi, nguồn điện
- 👉 Bài 8. Điện năng - Công suất điện
- 👉 Bài 9. Định luật ôm đối với toàn mạch
- 👉 Bài 10. Ghép các nguồn điện thành bộ
- 👉 Bài 11. Phương pháp giải một số bài toán về toàn mạch
- 👉 Bài 12. Thực hành: Xác định suất điện động và điện trở trong của một pin điện hóa
CHƯƠNG III. DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG
- 👉 Bài 13. Dòng điện trong kim loại
- 👉 Bài 14. Dòng điện trong chất điện phân
- 👉 Bài 15. Dòng điện trong chất khí
- 👉 Bài 16. Dòng điện trong chân không
- 👉 Bài 17. Dòng điện trong chất bán dẫn
- 👉 Bài 18. Thực hành: Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của điôt bán dẫn và đặc tính khuếch đại của tranzito
- 👉 Đề kiểm tra 15 phút – Chương 2 + 3 – Vật lý 11
- 👉 Đề kiểm tra 45 phút (1 tiết) – Chương 2 + 3 – Vật lý 11
ĐỀ THI HỌC KÌ 1 MỚI NHẤT CÓ LỜI GIẢI
CHƯƠNG IV. TỪ TRƯỜNG
- 👉 Bài 19. Từ trường
- 👉 Bài 20. Lực từ - Cảm ứng từ
- 👉 Bài 21. Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt
- 👉 Bài 22. Lực Lo-ren-xơ
- 👉 Đề kiểm tra 15 phút – Chương 4 – Vật lý 11
- 👉 Đề kiểm tra 45 phút (1 tiết) – Chương 4 – Vật lý 11
CHƯƠNG V. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
- 👉 Bài 23. Từ thông, cảm ứng điện từ
- 👉 Bài 24. Suất điện động cảm ứng
- 👉 Bài 25. Tự cảm
- 👉 Đề kiểm tra 15 phút – Chương 5 – Vật lý 11
- 👉 Đề kiểm tra 45 phút (1 tiết) – Chương 5 – Vật lý 11
CHƯƠNG VI. KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
- 👉 Bài 26. Khúc xạ ánh sáng
- 👉 Bài 27. Phản xạ toàn phần
- 👉 Đề kiểm tra 15 phút – Chương 6 – Vật lý 11
- 👉 Đề kiểm tra 45 phút (1 tiết) – Chương 6 – Vật lý 11
CHƯƠNG VII. MẮT. CÁC DỤNG CỤ QUANG
- 👉 Bài 28. Lăng kính
- 👉 Bài 29. Thấu kính mỏng
- 👉 Bài 30. Giải bài toán về hệ thấu kính
- 👉 Bài 31. Mắt
- 👉 Bài 32. Kính lúp
- 👉 Bài 33. Kính hiển vi
- 👉 Bài 34. Kính thiên văn
- 👉 Bài 35. Thực hành: Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì
- 👉 Đề kiểm tra 15 phút – Chương 7 – Vật lý 11
- 👉 Đề kiểm tra 45 phút (1 tiết) – Chương 7 – Vật lý 11
ĐỀ KIỂM TRA HỌC KÌ 2 (ĐỀ THI HỌC KÌ 2) - VẬT LÍ 11
Xem Thêm
Lớp 11 | Các môn học Lớp 11 | Giải bài tập, đề kiểm tra, đề thi Lớp 11 chọn lọc
Danh sách các môn học Lớp 11 được biên soạn theo sách giáo khoa mới của bộ giáo dục đào tạo. Kèm theo lời giải sách bài tập, sách giáo khoa, đề kiểm tra 15 phút, 45 phút (1 tiết), đề thi học kì 1 và học kì 2 năm học 2024 ngắn gọn, chi tiết dễ hiểu.
Toán Học
- Đề thi, đề kiểm tra Toán lớp 11
- SBT Toán lớp 11 Nâng cao
- SBT Toán 11 Nâng cao
- SGK Toán 11 Nâng cao
- SBT Toán lớp 11
- SGK Toán lớp 11
Vật Lý
- SBT Vật lí 11 Nâng cao
- SGK Vật lí lớp 11 Nâng cao
- SBT Vật lí lớp 11
- SGK Vật lí lớp 11
- Giải môn Vật lí lớp 11
Hóa Học
- Đề thi, đề kiểm tra Hóa lớp 11
- SBT Hóa học 11 Nâng cao
- SGK Hóa học lớp 11 Nâng cao
- SBT Hóa lớp 11
- SGK Hóa lớp 11
Ngữ Văn
Lịch Sử
Địa Lý
Sinh Học
- Đề thi, đề kiểm tra Sinh lớp 11
- SGK Sinh lớp 11 Nâng cao
- SBT Sinh lớp 11
- SGK Sinh lớp 11
- Giải môn Sinh học lớp 11
GDCD
Tin Học
Tiếng Anh
- Đề thi, đề kiểm tra Tiếng Anh 11 mới
- SBT Tiếng Anh lớp 11
- SGK Tiếng Anh lớp 11
- SBT Tiếng Anh lớp 11 mới
- SGK Tiếng Anh lớp 11 Mới