Bài giảng Tĩnh điện học - Chương 12: Hiện tượng tự cảm

1Hiện tượng tự cảm
Trường Đai học Quốc Gia TpHCM
Đại học Bách Khoa
Nội dung
v
Ø Định nghĩa hiện tượng tự cảm
Ø Hệ số tự cảm.
Ø Suất điện động tự cảm
Ø Hệ số hỗ cảm
ØNăng lượng từ trường
2Hiện tượng tự cảm
ØHiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng diện 
từ mà từ trường biến thiên do chính mạch đó
sinh ra
ØXét một đoạn cuộn dây có dòng điện I đi qua, 
ống dây sinh ra từ trường B xung quanh nó.
ØTừ trường B này tỉ lệ thuận với I , do đó từ
thông xuyên qua ống dây này cũng tỉ lệ với I
Trường Đai học Quốc Gia TpHCM
Đại học Bách Khoa
L : là hệ số tự cảm của ống dấy
chỉ phụ thuộc vào dạng hình học
3Hiện tượng tự cảm
ØTính giá trị L tổng quát : không thể
ØXét trường hợp lý tưởng cuộn dây có N vòng 
dây. Khi đó từ thông qua N vòng dây :
Trường Đai học Quốc Gia TpHCM
Đại học Bách Khoa
A: diện tích của mặt cắt vòng dây
4Hiện tượng tự cảm
Ø Khi đó độ tự cảm của Ống dây được biểu diễn:
Trường Đai học Quốc Gia TpHCM
Đại học Bách Khoa
Với hệ số
5Hiện tượng tự cảm
ØKhi cường độ dòng điện qua cuộn dây thay đổi 
làm cho từ thông biến thiên :
Trường Đai học Quốc Gia TpHCM
Đại học Bách Khoa
ØĐịnh luật Farady cho ta:
ØNhư vậy, xuật điện động tự cảm tỉ lệ với tốc độ
biến thiên cường độ dòng điện qua mạch
6Hiện tượng hỗ cảm
ØXét hai mạch điện có dòng điện trong mạch 
đặt gần nhau.
Ø Nếu ta làm biến thiên cường độ dòng điện 
của một trong hai mạch thì trong hai mạch sẽ
xuất hiện suất điện động cảm ứng. Hiện 
tượng này gọi là hiện tượng hỗ cảm.
Trường Đai học Quốc Gia TpHCM
Đại học Bách Khoa
7Hiện tượng hỗ cảm
Từ thông đi qua mạch thứ nhật và thứ hai được 
tính bởi công thức 
Trường Đai học Quốc Gia TpHCM
Đại học Bách Khoa
Ở đây M2,1=M1,2: là hệ
số hỗ cảm của mạch 
hai mạch đối với nhau
8Hiện tượng tự cảm
Suất điện động cảm ứng trên hai mạch này được 
tính như sau:
Trường Đai học Quốc Gia TpHCM
Đại học Bách Khoa
1
1
2
2
m
m
d
dt
d
dt
f
e
f
e
= -
= -
9Năng lượng từ trường
Xét một mạch điện như sau:
Trường Đai học Quốc Gia TpHCM
Đại học Bách Khoa
Ở thời điểm t=0, khoá K mở 
do đó trong mạch không có 
dòng điện. 
Khi đóng khoá K thì trong 
mạch xuất hiện i và tăng 
nhanh, khi đó ta có: 
(Theo Định luật Kirchoff)
10
Năng lượng từ trường
Nhân I vào hai vế ta có:
Trường Đai học Quốc Gia TpHCM
Đại học Bách Khoa
gọi Um : là năng lượng của cuộn dây, ta có:
Lấy tích phân từ t=0 đến vô cùng ta có:
11
Năng lượng từ trường
Như vậy năng lượng từ trường được tích trữ
trong cuộn dây sẽ là
Trường Đai học Quốc Gia TpHCM
Đại học Bách Khoa
Năng lượng từ trường trong cuộn dây có n vòng