Vật lí lớp 11 Công thức tính suất điện động cảm ứng nằm trong Vật lí lớp 11 Cảm ứng điện từ.
Suất điện động cảm ứng tuân theo định luật Faraday do nhà vật lí Michael Faraday đưa ra vào năm 1830. Suất điện động cảm ứng được hiểu là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng.
Công thức tính suất điện động cảm ứng
\[E_{c}= – \dfrac{\Delta \Phi }{\Delta t}\]
→ độ lớn \[E_{c}=\left |\dfrac{\Delta \Phi }{\Delta t} \right |\]
Trong đó:
- $E_{c}$: suất điện động cảm ứng (V)
- ΔΦ: độ biến thiên từ thông (Wb)
- Δt: thời gian từ thông biến thiên qua mạch kín (s)
- ΔΦ/Δt: gọi là tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín (Wb/s)
Dấu “-” trong công thức, Faraday đưa vào để giải thích chiều của dòng điện cảm ứng, nó phù hợp với định luật Lenxơ
Nhà vật lí Michael Faraday người mở đường cho nhân loại bước vào thời đại văn minh sử dụng điện
Bài tập vật lí vận dụng công thức suất điện động cảm ứng
Bài tập 1. Một khung dây phẳng diện tích 20 cm2, gồm 10 vòng được đặt trong từ trường đều. Véc tơ cảm ứng từ làm thành với mặt phẳng khung dây góc 30o và có độ lớn bằng 2.10$^{-4 }$T. Người ta làm cho từ trường giảm đều đến 0 trong thời gian 0,01 s. Tính suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây trong thời gian từ trường biến đổi.
Φ1 = NBScosα = 2.10-6 V; Φ2 = 0 => ΔΦ = Φ2 – Φ1
e$_{c}$ = |\[\dfrac{\Delta \Phi}{\Delta t}\]|= 2.10-4 V.
Bài tập 2. Một khung dây tròn bán kính 10 cm gồm 50 vòng dây được đặt trong từ trường đều. Cảm ứng từ hợp với mặt phẳng khung dây một góc 60o. Lúc đầu cảm ứng từ có giá trị bằng 0,05 T. Tìm suất điện động cảm ứng trong khung nếu trong khoảng 0,05 s:
a/ Cảm ứng từ tăng gấp đôi.
b/ Cảm ứng từ giảm đến 0.
a/ ΔΦ = Φ2 – Φ1 = Φ1 = NBScosα
=> e$_{c}$ = |\[\dfrac{\Delta \Phi}{\Delta t}\]|= 1,36 V.
b/ ΔΦ = Φ2 – Φ1 = -Φ1 = -NBScosα
=> e$_{c}$ = |\[\dfrac{\Delta \Phi}{\Delta t}\]|= 1,36 V.
Bài tập 3. Một khung dây dẫn hình chữ nhật có diện tích 200 cm2, ban đầu ở vị trí song song với các đường sức từ của một từ trường đều có độ lớn B = 0,01 T. Khung quay đều trong thời gian Δt = 0,04 s đến vị trí vuông góc với các đường sức từ. Xác định suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung.
mặt phẳng khung song song với đường sức → \[\vec{B}\] ⊥ \[\vec{n}\] => α = 90o => Φ1 = 0
mặt phẳng khung vuông góc với đường sức → \[\vec{B}\] // \[\vec{n}\] => α = 0 => Φ2 = BS
ΔΦ = Φ2 – Φ1 = BS
=> e$_{c}$ = |\[\dfrac{\Delta \Phi}{\Delta t}\]|= 5.10-3 V
Bài tập 4. Một khung dây hình chữ nhật kín gồm N = 10 vòng dây, diện tích mỗi vòng S = 20 cm2 đặt trong một từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ \[\vec{B}\] hợp với pháp tuyến \[\vec{n}\] của mặt phẳng khung dây góc α = 60o, độ lớn cảm ứng từ B = 0,04 T, điện trở khung dây R = 0,2 Ω. Tính suất điện động cảm ứng và cường độ dòng điện xuất hiện trong khung dây nếu trong thời gian Δt = 0,01 giây, cảm ứng từ:
a/ Giảm đều từ B đến 0.
b/ Tăng đều từ 0 đến 0,5B.
ΔΦ = Φ2 – Φ1 = NS(B2 – B1)
a/ e$_{c}$ = |\[\dfrac{\Delta \Phi}{\Delta t}\]|= 0,04 V
i = e$_{c}$/R = 0,2 A.
b/ e$_{c}$ = |\[\dfrac{\Delta \Phi}{\Delta t}\]|= 0,02 V
i = e$_{c}$/R = 0,1 A.