Lực điện từ xoay chiều có dạng là:

Công thức tính số vòng dây của cuộn dòng trong nam châm điện một chiều là N = F/I, trong đó:
- N là số vòng dây.
- F là từ thông (magnetic flux).
- I là dòng điện (current).

Do đó, đáp án A là đáp án chính xác.

Nam châm điện có thời gian tác động (thời gian từ khi có dòng điện đến khi tạo ra từ trường ổn định, hoặc ngược lại) liên quan đến độ tự cảm của cuộn dây. Để giảm thời gian này, ta cần giảm độ tự cảm hoặc tăng tốc độ thay đổi dòng điện.

* Phương án A, B: Tụ điện không trực tiếp ảnh hưởng đến thời gian tác động của nam châm điện trong trường hợp này. Tụ điện thường được sử dụng trong các mạch dao động hoặc mạch lọc, không phải để giảm thời gian tác động của nam châm điện.
* Phương án C: Nối thêm điện trở phụ song song với cuộn dây sẽ làm giảm độ tự cảm hiệu dụng của mạch điện. Điều này làm giảm hằng số thời gian của mạch RL, từ đó giảm thời gian tác động của nam châm điện. Điện trở song song đóng vai trò như một đường dẫn khác cho dòng điện, làm giảm dòng điện qua cuộn dây và từ đó giảm từ trường.
* Phương án D: Phương án này không cung cấp thông tin cụ thể.

Vậy, phương án C là đáp án đúng.

Để giải bài toán này, ta cần tính toán sức từ động (F) dựa trên thông tin đã cho về lõi thép hình vành khăn có khe hở. Công thức tính sức từ động như sau:

F = H * l + Φ / Λ

Trong đó:
- H là cường độ từ trường trong lõi thép (A/cm), đã cho là 0,08 A/cm.
- l là chiều dài đường trung bình của lõi thép (cm).
- Φ là từ thông (Vs), đã cho là 2.10^-4 Vs.
- Λ là từ dẫn của khe hở không khí (Vs/A), đã cho là 10^-7 Vs/A.

Bước 1: Tính chiều dài đường trung bình của lõi thép (l).

Đường kính trung bình D = (D1 + D2) / 2 = (29 + 32) / 2 = 30.5 cm
Chiều dài đường trung bình l = π * D = π * 30.5 ≈ 95.84 cm

Bước 2: Tính sức từ động cần thiết để duy trì từ thông trong lõi thép.

Sức từ động cho lõi thép: F_core = H * l = 0.08 A/cm * 95.84 cm ≈ 7.67 A
Sức từ động cho khe hở không khí: F_gap = Φ / Λ = (2 * 10^-4 Vs) / (10^-7 Vs/A) = 2000 A

Bước 3: Tính tổng sức từ động.

F_total = F_core + F_gap = 7.67 + 2000 ≈ 2007.67 A

Giá trị này gần nhất với đáp án D.2008 A.vòng. Do đó, đáp án chính xác là D.

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.

Công thức tính chu vi trung bình của hình vành khăn là: L = π * D_tb, trong đó D_tb là đường kính trung bình.

Ta có D_tb = (D1 + D2)/2 = (29 + 31)/2 = 30 cm = 0.3 m.

Vậy, L = π * 0.3 ≈ 0.942 m.

Do đó, đáp án đúng là C. 0,942(m).