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:
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
-
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:
-
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.
-
Biểu thức tính suất điện động tự cảm là
-
Trong mạch điện như hình vẽ, cuộn cảm L có điện trở bằng không. Lúc đầu đóng khóa K về vị trí a để nạp năng lượng cho cuộn cảm L, khi đó dòng điện qua L bằng 1,2A. Chuyển K sang vị trí b, nhiệt lượng tỏa ra trong R là bao nhiêu? Biết cuộn dây có độ tự cảm L = 0,2H
-
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
-
Một ống dây dài 50 cm có 2500 vòng dây. Đường kính của ống bằng 2 cm. Cho một dòng điện biến đổi đều theo thời gian chạy qua ống dây. Sau thời gian 0,01 s dòng điện tăng từ 0 đến 1,5 A. Tính suất điện động tự cảm trong ống dây.
-
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 điện có một bộ acquy, một ống dây và một công tắc thì:
-
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.
-
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?
-
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:
-
Một ống dây có chiều dài 1,5m, gồm 2000 vòng dây, ống dây có đường kính là 40cm. Cho dòng điện chạy qua ống dây, dòng điện tăng 0 đến 5A trong thời gian 1s. Độ tự cảm của ống dây và độ lớn suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống dây là
-
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 không có lõi sắt:
-
Đáp án nào sau đây là sai: Hệ số tự cảm của ống dây:
-
Một ống dây dài 50 cm có 2500 vòng dây. Đường kính của ống bằng 2 cm. Cho một dòng điện biến đổi đều theo thời gian chạy qua ống dây. Với suất điện động tự cảm trong ống dây 0,075V thì độ biến thiên cường độ dòng điện là bao nhiêu sau thời gian 0,01 s.
-
Chọn phát biểu sai. Suất điện động tự cảm có giá trị lớn khi cường độ dòng điện chạy qua mạch có giá trị
-
Suất điện động tự cảm được xác định bởi biểu thức nào sau đây?
-
Đặt một điện áp không đổi u vào hai đầu một ống dây có độ tự cảm L = 250 mH và điện trở R = 0,3Ω. Thời gian từ lúc có dòng điện đến khi cường độ dòng điện trong ống đạt được 25% giá trị ổn định bằng
-
Suất điện động tự cảm xuất hiện trong một mạch điên có độ tự cảm L, có giá trị lớn khi
-
Cho mạch điện như hình vẽ. Hiện tượng tự cảm phát sinh khi mạch điện có hiện tượng nào sau đây:
