Vật lí lớp 11 Hiện tượng tự cảm (Self Inductance) thuộc chủ đề Vật lí lớp 11 Cảm ứng điện từ. Hiện tượng tự cảm cơ bản cũng là hiện tượng cảm ứng điện từ, tuy nhiên nó cũng có nhiều điểm khác biệt với hiện tượng cảm ứng điện từ đã học ở bài trước
Hiện tượng tự cảm là gì?
Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong mạch có dòng điện. Sự biến thiên dòng điện trong mạch sinh ra từ thông qua mạch. Hiện tượng tự cảm xảy ra đối với các dây cuốn thành vòng tròn (cuộn dây)
Thí nghiệm vật lí về hiện tượng tự cảm
Sơ đồ thí nghiệm như hình vẽ
Giải thích hiện tượng vật lí trong thí nghiệm TN1
Khi đóng khóa K, dòng điện qua ống dây tăng lên đột ngột trong khoảng thời gian ngắn (cường độ dòng điện tăng từ 0 lên I => cường độ dòng điện biến thiên tăng) làm cho từ trường qua ống dây tăng lên => từ thông qua cuộn dây L tăng lên.
Trong khoảng thời gian Từ thông qua cuộn dây biến thiên sinh ra dòng điện cảm ứng theo định luật Lenxơ, Dòng điện cảm ứng trong cuộn dây L có chiều chống lại sự tăng tăng của từ thông => nó làm giảm cường độ dòng điện qua đèn 1, làm đèn 1 sáng chậm hơn đèn 2.
Dòng điện qua điện trở R không có hiện tượng gì nên đèn 2 sáng lên ngay.
Hiện tượng trong thí nghiệm trên được gọi là hiện tượng tự cảm chỉ xảy ra trong thời gian ngắn lúc cường độ dòng điện trong mạch biến thiên tăng (đóng mạch)
Giải thích hiện tượng vật lí trong thí nghiệm TN2
Khi ngắt khóa K, dòng điện đột ngột giảm trong khoảng thời gian ngắn (từ cường độ I về 0) => từ trường qua cuộn dây L giảm => từ thông qua cuộn dây L biến thiên giảm.
Từ thông qua cuộn dây L biến thiên giảm => sinh ra dòng điện cảm ứng qua cuộn dây có chiều chống lại sự giảm => dòng điện cảm ứng này đi qua đèn 3 làm đèn 3 sáng vụt lên. Sau khoảng thời gian ngắt mạch không còn sự biến thiên từ thông => dòng điện cảm ứng mất đi => đèn 3 vụt tắt.
Hiện tượng trong thí nghiệm trên được gọi là hiện tượng tự cảm chỉ xảy ra trong thời gian ngắn lúc cường độ dòng điện trong mạch biến thiên giảm (ngắt mạch).
Ứng dụng của hiện tượng tự cảm:
Hiện tượng tự cảm có nhiều ứng dụng trong các mạch điện xoay chiều. Cuộn cảm là một phần tử quan trọng trong các mạch điện xoay chiều có mạch dao động điện từ và các máy biến áp.
So sánh hiện tượng cảm ứng điện từ và hiện tượng tự cảm
| Hiện tượng cảm ứng điện từ | Hiện tượng tự cảm |
| Từ thông biến thiên qua mạch kính → sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch | Là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong mạch có dòng điện. |
| Xảy ra trong mạch không có điện | Xảy ra trong mạch có dòng điện |
| Từ thông qua mạch biến thiên nhờ sự thay đổi của B hoặc S hoặc α | Từ thông biến thiên nhờ sự thay đổi cường độ dòng điện trong mạch |
| Chiều dòng điện cảm ứng tuân theo định luật Lenxơ | Chiều dòng điện tự cảm tuân theo định luật Lenxơ |