A. TỔNG QUAN KIẾN THỨC VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
I. Tóm tắt kiến thức
1. Hiện tượng cảm ứng điện từ
- Có nhiều cách dùng nam châm để tạo ra dòng điện trong một cuộn dây dẫn kín. Dòng điện được tạo ra theo cách đó gọi là dòng điện cảm ứng.
- Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.
2. Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng
- Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng trong một dây dẫn kín là số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây biến thiên.
- Một cách tổng quát, dòng điện cảm ứng xuất hiện khi thỏa mãn các điều kiện sau:
- Khi mạch điện kín hay một phần mạch điện kín chuyển động trong từ trường và cắt các đường cảm ứng từ.
- Khi mạch điện kín không chuyển động trong từ trường nhưng từ trường xuyên qua mạch điện đó là từ trường biến đổi theo thời gian.
3. Dòng điện xoay chiều
- Dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín đổi chiều khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây đang tăng mà giảm hoặc ngược lại, đang giảm mà tăng.
- Khi cho cuộn dây dẫn kín quay trong từ trường của nam châm hay cho nam châm quay trước cuộn dây dẫn thì trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều
4. Máy phát điện xoay chiều
- Máy phát điện xoay chiều có hai bộ phận chính là nam châm và cuộn dây dẫn. Một trong hai bộ phận đó đứng yên gọi là stato, bộ phận còn lại quay gọi là rôto.
5. Tác dụng của dòng điện xoay chiều
- Dòng điện xoay chiều có tác dụng như dòng điện một chiều: tác dụng nhiệt, tác dụng phát sáng, tác dụng từ …
- Lực điện từ (tác dụng từ) đổi chiều khi dòng điện đổi chiều.
6. Đo cường độ dòng điện và hiệu điện thế xoay chiều.
- Dùng ampe kế và vôn kế xoay chiều có kí hiệu AC (hay ~) để đo giá trị hiệu dụng của CĐDĐ và HĐT xoay chiều. Khi mắc ampe kế và vôn kế xoay chiều vào mạch điện xoay chiều không cần phân biệt chốt (+) hay (-)..
II. Phương pháp giải
1. Cách nhận biết sự xuất hiện dòng điện cảm ứng
- Dùng ampe kế, điện kế để nhận biết.
- Dùng nam châm thử để nhận biết.
- Có thể dùng bóng đèn để nhận biết.
2. Cách xác định chiều của dòng điện cảm ứng
- Căn cứ vào: Chiều dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây phải có chiều sao cho đường sức từ do nó sinh ra ngược với chiều của đường sức từ sinh ra nó.
- Như vậy, muốn xác định chiều dòng điện cảm ứng thì:
+ Xác định chiều đường sức từ sinh ra nó (quy tắc bàn tay phải)
+ Xác định chiều đường sức từ do nó sinh ra (ngược với chiều của đường sức từ sinh ra nó).
+ Xác định chiều dòng điện cảm ứng (quy tắc bàn tay phải).
- Dòng điện cảm ứng có chiều luân phiên thay đổi gọi là dòng điện xoay chiều.
- Các công thức của dòng điện một chiều có thể áp dụng cho các giá trị hiệu dụng của cường độ và HĐT của dòng điện xoay chiều.
B. Bài tập & Lời giải
Bài 1: Cho khung dây dẫn ABCD nằm vuông góc với đường sức từ như hình vẽ.
Cho khung dịch chuyển với vận tốc v sao cho khung dây vẫn vuông góc với đường sức từ (Dấu chấm). Cạnh DC nằm ngoài từ trường.
a, Có dòng điện chạy qua thanh DC không? Vì sao?
b, Nếu cho khung chuyển động với vận tốc hướng xuống dưới thì có dòng điện chạy qua thanh DC không?
Bài 2: Hai cuộn dây L1 và L2 được đặt cạnh nhau như hình vẽ, trong cuộn dậy L2 được nối với điện kế chỉ số 0 nằm ở chính giữa mặt số.
a, Mô tả hiện tượng xảy ra khi khóa K đóng lại trong vài giây rồi lại được mở ra. Giải thích.
b, Hiện tượng gì xảy ra khi cho lõi sắt qua ruột hai cuộn dây?
c, Hiện tượng gì xảy ra nếu tăng số vòng của cuộn L2?
Xem lời giải
Bài 3: Một khung dây dẫn kín đặt trong một từ trường như hình:
Hãy cho biết trong trường hợp nào sau đây trong khung dây xuất hiện dòng điện xoay chiều? Giải thích?
a, Khung dây quay quanh trục PQ nằm ngang.
b, Khung dây quay quanh trục AB thẳng đứng.
Bài 4: Treo một thanh nam châm ở đầu một sợi dây và cho dao động quanh vị trí cân bằng O phía trên của một cuộn dây kín C như hình sau. Hỏi trong cuộn dây C có dòng điện cảm ứng hay không? Nếu có thì đó là dòng điện xoay chiều hay không đổi?
Bài 5: Đặt một kim nam châm trước một nam châm điện. Nếu dòng điện qua cuộn dây là dòng điện xoay chiều thì có hiện tượng gì sẽ xảy ra?
