Một ống dây đồng hình trụ dài 25 cm gồm nhiều vòng dây quấn sít nhau và có điện trở 0,20 Ω. Dây đồng có tiết diện 1,0 mm2 và điện trở suất 1,7.10-8 Ω.m. Từ thông qua mỗi vòng dây đồng và năng lượng từ trường trong ống dây khi có dòng điện cường độ 2,5 A chạy trong ống dây đồng là:
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiĐường kính d của dây đồng có tiết diện S0 = 1,0 mm2 là:
\( {S_0} = \frac{{\pi {d^2}}}{4} \to d = \sqrt {\frac{{4{S_0}}}{\pi }} = \sqrt {\frac{{{{4.1.10}^{ - 6}}}}{\pi }} = {1,13.10^{ - 3}}m = 1,13mm\)
Suy ra số vòng dây đồng quấn trên ống dây có độ dài l = 25 cm là: \( N = \frac{l}{d} = \frac{{{{25.10}^{ - 2}}}}{{{{1,13.10}^{ - 3}}}} = 221\) (vòng)
Công thức tính điện trở của dây dẫn: \( R = \frac{{\rho {l_0}}}{S} \to {l_0} = \frac{{RS}}{\rho }\)
Từ công thức tính điện trở của dây dẫn ta tính được chiều dài tổng cộng của N vòng dây đồng quấn trên ống dây:
\( R = \frac{{\rho {l_0}}}{S} \to {l_0} = \frac{{RS}}{\rho } = \frac{{{{0,2.1.10}^{ - 6}}}}{{{{1,7.10}^{ - 8}}}} = 11,76m\)
Suy ra chu vi C của mỗi vòng dây: \( C = \frac{{{l_0}}}{N} = \frac{{11,76}}{{221}} = 0,0532m = 53,2mm\)
Đường kính D của ống dây là: \( C = \pi D \to D = \frac{C}{\pi } = \frac{{53,2}}{{3,14}} = 17mm\)
Diện tích tiết diện S của ống dây là: \( S = \frac{{\pi {D^2}}}{4} = \frac{{\pi {{17}^2}}}{4} = 227m{m^2}\)
Độ tự cảm của ống dây: \( L = 4\pi {.10^{ - 7}}\frac{{{N^2}}}{l}S = 4\pi {.10^{ - 7}}\frac{{{{221}^2}}}{{{{25.10}^{ - 2}}}}{.227.10^{ - 6}} = {5,57.10^{ - 5}}H\)
Vì từ thông qua ống dây đồng có trị số \(Φ=L.i\)
Nên từ thông qua mỗi vòng dây khi dòng điện chạy trong ống dây có cường độ i = I = 2,5A sẽ bằng :
\( {\Phi _0} = \frac{\Phi }{N} = \frac{{L.i}}{N} = \frac{{{{5,57.10}^{ - 5}}.2,5}}{{221}} = {6,3.10^{ - 7}}{\rm{W}}b = 0,63\mu {\rm{W}}b\)
Năng lượng từ trường tích luỹ trong ống dây: \( {\rm{W}} = \frac{{L{i^2}}}{2} = \frac{{{{5,57.10}^{ - 5}}{{.2,5}^2}}}{2} = {1,74.10^{ - 4}}J\)
Câu hỏi liên quan
-
Một ống dây dẫn hình trụ không có lõi sắt có đường kính d, có chiều dài l, có N vòng dây và có dòng điện có cường độ I chạy qua các vòng dây. Độ tự cảm của ống dây không phụ thuộc vào
-
Tìm độ tự cảm của một ống dây hình trụ gồm 400 vòng, dài 20 cm, tiết diện ngang 9 cm2 trong hai trường hợp Ống dây có lõi sắt với độ từ thẩm µ = 400:
-
Cho mạch điện như hình vẽ. Chọn đáp án đúng. Khi đóng khóa K thì:
-
Một ống dây dài l = 30 cm gồm N = 1000 vòng dây, đường kính mỗi vòng dây d = 8 cm có dòng điện với cường độ i = 2 A đi qua. Tính độ tự cảm của ống dây.
-
Tính độ tự cảm của một ống dây. Biết sau thời gian Δt = 0,01 s, cường độ dòng điện trong ống dây tăng đều từ 1 A đến 2,5 A thì suất điện động tự cảm là 30 V.
-
Tính độ tự cảm của cuộn dây biết sau thời gian ∆t = 0,01 s, dòng điện trong mạch tăng đều từ 2 đến 2,5 A và suất điện động tự cảm là 0,10 V?
-
Ống dây điện hình trụ có số vòng dây tăng hai lần thì độ tự cảm
-
Khi đưa vào trong lòng ống dây một vật liệu có độ từ thẩm μ, lấp đầy ống dây thì độ tự cảm của nó
-
Trong một mạch kín có độ tự cảm 0,3.10−3H, nếu suất điện động tự cảm bằng 0,9 V thì tốc độ biến thiên của dòng điện bằng bao nhiêu?
-
Trong hệ SI đorn vị của hệ số tự cảm là
-
Một ống dây dài l = 30 cm gồm N = 1000 vòng dây, đường kính mỗi vòng dây d = 8 cm có dòng điện với cường độ i = 2 A đi qua. Thời gian ngắt dòng điện là t = 0,1 giây, tính suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống dây.
-
Một ống dây hình trụ có độ tự cảm L. Nếu cắt nang ống dây thành hai phần giống hệt nhau thì độ tự cảm của mỗi phần là
-
Trong một mạch điện có một bộ acquy, một ống dây và một công tắc thì:
-
Một đèn Neon được mắc vào mạch điện như hình vẽ, nguồn điện có suất điện động 1,6 V, điện trở 1 Ω, R = 7 Ω và cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 10 mH. Khi khóa K bóng đèn không sáng. Nếu hiệu điện thế giữa hai cực của đèn đạt tới 80 V thì đèn lóe sáng do hiện tượng phóng điện. Xác định khoảng thời gian ngắt khóa k để cắt nguồn điện, tạo ra suất điện động tự cảm làm đèn Neon sáng.
-
Cho mạch điện như hình vẽ, (L = 1H;E = 12V;r = 0 ), điện trở của biến trở là \(10\Omega\) . Điều chỉnh biến trở để trong 0,1s điện trở của biến trở giảm còn \(5\Omega\) . Suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống dây trong khoảng thời gian trên có giá trị:
-
Cho mạch điện như hình vẽ. Hiện tượng tự cảm phát sinh khi mạch điện có hiện tượng nào sau đây:
-
Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn có suất điện động (E =1,5V ), điện trở trong ( \({\rm{r = 0}}{\rm{,1}}\Omega \) ), thanh (MN ) có chiều dài (1m ) có điện trở \(R = 5\Omega\). Từ trường có phương thẳng đứng hướng xuống, vuông góc với mặt phẳng khung như hình vẽ, độ lớn (B=0,1T )Ampe kế chỉ bao nhiêu khi (MN ) đứng yên?
Ampe kế chỉ bao nhiêu khi MN đứng yên?
-
Một cuộn tự cảm có L = 50 mH cùng mắc nối tiếp với một điện trở R = 20 Ω, nối vào một nguồn điện có suất điện động 90 V, có điện trở trong không đáng kể. Xác định tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện tại thời điểm mà I = 2 A.
-
Hai ống dây hình trụ có cùng số vòng dây như nhau, đường kính ống dây thứ hai gấp 3 lần đường kính ống dây thứ nhất. Khi so sánh độ tự cảm của hai ống dây, biểu thức nào sau đây là đúng?
-
Gọi N là số vòng dây,
