Cho một lõi thép hình vành khăn, có một khe hở, làm bằng thép kỹ thuật điện, cuộn dây dẫn dòng một chiều; D1=29cm; D2=32 cm; bề dày b=2,5cm; Φ= 2.10−4Vs; Hi=0,08(A/cm); từ dẫn khe hở không khí 10-7Vs/A; số vòng dây N=1000. Cường độ dòng điện trong cuộn dây là:

Để giải bài toán này, ta cần áp dụng định luật Ampere cho mạch từ có khe hở không khí. 1. **Tính chiều dài đường trung bình của lõi thép:** - Đường kính trung bình: D = (D1 + D2) / 2 = (29 + 32) / 2 = 30.5 cm - Chiều dài đường trung bình: l_thép = π * D = π * 30.5 ≈ 95.84 cm 2. **Tính chiều dài khe hở không khí:** - Bài toán không cho trực tiếp chiều dài khe hở, nhưng ta có thể suy luận rằng nó rất nhỏ so với chiều dài lõi thép, và thường được bỏ qua nếu không có thông tin cụ thể. Tuy nhiên, để tính toán chính xác, ta cần giả sử một giá trị khe hở không khí δ (ví dụ δ=1mm=0.1cm). Trong trường hợp này, ta sẽ coi như có một khe hở nhỏ để tính toán. 3. **Tính từ trở của lõi thép và khe hở không khí:** - Cảm từ trong lõi thép: B = Φ / S, với S là diện tích tiết diện ngang của lõi thép. S = b * h, trong đó h là chiều cao của lõi thép. Vì không có h, ta bỏ qua ảnh hưởng của hỗ cảm và từ trở lõi thép. - Từ trở khe hở: R_δ = δ / (μ_0 * S), với μ_0 = 4π * 10^-7 H/m là độ từ thẩm của không khí. 4. **Áp dụng định luật Ampere:** - N * I = H_i * l_thép + H_δ * δ, trong đó H_i là cường độ từ trường trong lõi thép, và H_δ là cường độ từ trường trong khe hở. Vì ta bỏ qua từ trở lõi thép nên N*I = H_δ * δ - Ta có Φ = B*S = 2 * 10^-4 Vs. Mặt khác, B = μ_0 * H_δ. Từ đó, H_δ = B / μ_0 = (2 * 10^-4) / (S * 4π * 10^-7) = (2 * 10^3) / (4π*b) (A/m) = (0.5*10^3)/(π*b) (A/m) - Ta có từ dẫn khe hở λ = 10^-7 Vs/A = Φ / (N*I). Vậy N*I = Φ / λ = (2*10^-4) / (10^-7) = 2000 A - I = 2000 / N = 2000 / 1000 = 2 A Vậy cường độ dòng điện trong cuộn dây là 2A.