Công thức tính độ tự cảm của cuộn dây Công thức Vật lí 11

Giới thiệu Tải về Bình luận

Công thức tính độ tự cảm của cuộn dây là tài liệu vô cùng hữu ích tổng hợp kiến thức về khái niệm độ tự cảm của ống dây, công thức tính kèm theo ví dụ minh họa, cách đổi đơn vị Henry chính xác và bài tập cụ thể. Thông qua tài liệu này các bạn có thêm nhiều tài liệu học tập nhanh chóng ghi nhớ kiến thức để biết cách giải các bài tập Vật lí.

Độ tự cảm chính là thước đo của cuộn cảm cảm ứng đối với sự thay đổi của dòng điện chạy qua mạch và giá trị của nó ở Henries càng lớn, tốc độ thay đổi dòng điện càng thấp. Chúng ta biết từ hướng dẫn trước về Cuộn cảm, rằng cuộn cảm là thiết bị có thể lưu trữ năng lượng của chúng dưới dạng từ trường. Vậy dưới đây là toàn bộ kiến thức về Công thức tính độ tự cảm của cuộn dây mời các bạn cùng theo dõi.

Công thức tính độ tự cảm của cuộn dây

1. Độ tự cảm của ống dây là gì?

Một mạch kín (C), trong đó có đòng điện cường độ i. Dòng điện i gây ra một từ trường, từ trường này gây ra một từ thông Φ qua (C) được gọi là từ thông riêng của mạch.

Từ thông riêng của một mạch kín có dòng điện chạy qua:

Φ = Li

Trong đó, L là một hệ số, chỉ phụ thuộc vào cấu tạo và kích thước của mạch kín (C) gọi là độ tự cảm của (C).

2. Công thức độ tự cảm của ống dây

Độ tự cảm của một ống dây:

$\mathrm{L}=4 \pi 10^{-7} \frac{\mathrm{N}^{2}}{l} \mathrm{~S} .$

Trong đó:

+ L là hệ số tự cảm của ống dây;

+ N là số vòng dây;

+ l là chiều dài ống dây, có đơn vị mét (N);

+ S là diện tích tiết diện của ống dây, có đơn vị mét vuông (m²).

Đơn vị của độ tự cảm là henri (H)

$1H=\ \frac{1Wb}{1A}$

Henry (ký hiệu H), là đơn vị đo độ tự cảm của cuộn dây, được lấy từ tên nhà vật lý góp phần khám phá ra hiện tượng cảm ứng điện từ Joseph Henry (1797-1878). 1 Henry (kí hiệu là H) được tính bằng giá trị cảm ứng điện từ của một cuộn dây khi có sự thay đổi độ mạnh yếu của dòng điện 1 Ampe (A) trong 1 giây, phát ra suất điện động bằng 1 Volt (V).

3. Mở rộng

Có thể suy ra công thức N, l, S từ công thức tính hệ số tự cảm như sau:

$\begin{aligned} \mathrm{L}=4 \pi 10^{-7} \frac{\mathrm{N}^{2}}{l} \mathrm{~S}=>\mathrm{S}=\frac{4 \pi \cdot 10^{-7} \mathrm{~N}^{2}}{\mathrm{~L} \cdot l} \\ =& l=\frac{4 \pi \cdot 10^{-7} \cdot \mathrm{N}^{2} \cdot \mathrm{S}}{\mathrm{L}} \\ \Rightarrow & \mathrm{N}=\sqrt{\frac{\mathrm{L} l}{4 \pi \cdot 10^{-7} \cdot \mathrm{S}}} \end{aligned}$

Khi đặt vào trong ống dây một vật liệu sắt từ có độ từ thẩm μ thì độ tự cảm có công thức :

$\mathrm{L}=4 \pi 10^{-7} \mu \frac{\mathrm{N}^{2}}{l} \mathrm{~S} .$

Gọi $n=\frac{N}{l}$ là số vòng dây trên mỗi đơn vị chiều dài ống dây, và V = S.l là thể tích của ống dây, hệ số tự cảm có thể được tính bởi công thức

$\mathrm{L}=4 \pi 10^{-7} \frac{\mathrm{N}^{2}}{l} \mathrm{~S}=4 \pi 10^{-7} \frac{\mathrm{N}^{2}}{l^{2}} \cdot \mathrm{S} \cdot l=4 \pi 10^{-7} \cdot \mathrm{n}^{2} \cdot \mathrm{V}$

4. 1 Henry bằng bao nhiêu?

1 H = 10⁹ Nanohenry (nH)
1 H = 10⁶ Microhenry (µH)
1 H = 10³ Millihenry (mH)
1 H = 10^-3 Kilohenry (kH)
1 H = 10^-6 Megahenry (MH)
1 H = 10^-9 Gigahenry (GH)
1 H = 10⁹ Abhenry (abH)
1 H = 1 Weber trên ampe (Wb/A)

5. Bài tập độ tự cảm của ống dây

Bài 1: Cho ống dây hình trụ có chiều dài l = 0,5m có 1000vòng, đường kính mỗi vòng dây là 20 cm. Tính độ tự cảm của ống dây.

Bài 2: Một ống dây dài 40 (cm) có tất cả 800 vòng dây. Diện tích tiết diện ngang của ống dây bằng 10 (cm ² ). Tính độ tự cảm của ống dây.

Bài 3

Một ống dây dài được quấn với mật độ 2000 vòng/m. Ống có thể tích 500cm3. Ống dây được mắc vào một mạch điện. Sau khi đóng công tắc, dòng điện trong ống biến đổi theo thời gian như đồ thị trên hình 41.5. lúc đóng công tắc ứng với thời điểm t = 0. Tính suất điện động tự cảm trong ống.

a) Từ sau khi đóng công tắc đến thời điểm t = 0,05s.

b) Tử thời điểm t = 0,05s về sau.

Gợi ý đáp án