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
-
Suất điện động tự cảm xuất hiện trong một mạch điên có độ tự cảm L, có giá trị lớn khi
-
Một ống dây có hệ số tự cảm L=0,1( H ). Khi có dòng điện chạy qua ống, ống dây có năng lượng (0,08J ). Cường độ dòng điện trong ống dây bằng:
-
Đáp án nào sau đây là sai: Suất điện động tự cảm có giá trị lớn khi:
-
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 từ thông qua vòng dây.
-
Cho mạch điện như hình vẽ. Chọn đáp án đúng. Khi đóng khóa K thì:
-
Một mạch kín (C) không biến dạng đặt trong từ trường đều, trong trường hợp nào thì trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng
-
Một cuộn tự cảm có L = 3 H được nối với nguồn điện có suất điện động 6 V, điện trở trong không đáng kể, điện trở của cuộn dây cũng không đáng kể. Hỏi sau thời gian bao lâu kể từ lúc nối vào nguồn điện, cường độ dòng điện qua cuộn dây tăng đến giá trị 5 A? giả sử cường độ dòng điện tăng đều theo thời gian.
-
Suất điện động tự cảm được xác định bởi biểu thức nào sau đây?
-
Đáp án nào sau đây là sai: Suất điện động tự cảm có giá trị lớn khi:
-
Biểu thức tính hệ số tự cảm của ống dây dài là
-
Cho dòng điện chạy vào ống dây có độ tự cảm L = 0,015 H. Hình vẽ biểu thị chiều (chiều dương) dòng điện i trong ống dây ở thời điểm t = 0. Sau đó dòng điện biến thiên theo thời gian như đồ thị trên hình.
Đồ thị biểu diễn sự biến đổi theo thời gian của suất điện động tự cảm trong ống dây là hình:
-
Gọi N là số vòng dây,
-
Trong hệ SI đorn vị của hệ số tự cảm là
-
Một ống dây hình trụ dài 40cm, gồm 1000 vòng dây, diện tích mỗi vòng dây là 200cm2. Độ tự cảm của ống dây khi đặt trong không khí là
-
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.
-
Phát biểu nào sau đây là sai? Suất điện động tự cảm có giá trị lớn nhất khi
-
Gọi N là số vòng dây,
-
Phát biểu nào sau đây là đúng?
-
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.
-
Biết độ tự cảm của một ống dây 20mH và suất điện động tự cảm là 30 V. Sau thời gian bao lâu thì cường độ dòng điện trong ống dây tăng đều từ 1 A đến 2,5A.
