Công thức tính độ tự cảm của ống dây hay nhất - Vật lý lớp 11

Công thức tính độ tự cảm của ống dây - Vật lý lớp 11

1. Định nghĩa

Một mạch kín (C), trong đó có đòng điện cường độ i. Dòng điện i gây ra một từ trường, từ trường này gây ra một từ thông Φ qua (C) được gọi là từ thông riêng của mạch.

Từ thông riêng của một mạch kín có dòng điện chạy qua:

F = Li

Trong đó, L là một hệ số, chỉ phụ thuộc vào cấu tạo và kích thước của mạch kín (C) gọi là độ tự cảm của (C).

2. Công thức – đơn vị đo

Độ tự cảm của một ống dây:

L = 4p10^-7 $\frac{N^2}{l}$S.

Trong đó:

+ L là hệ số tự cảm của ống dây;

+ N là số vòng dây;

+ l là chiều dài ống dây, có đơn vị mét (N);

+ S là diện tích tiết diện của ống dây, có đơn vị mét vuông (m²).

Đơn vị của độ tự cảm là henri (H)

1H = $\frac{1Wb}{1A}$.

3. Mở rộng

Có thể suy ra công thức N, l, S từ công thức tính hệ số tự cảm như sau:

L = 4p10^-7$\frac{N^2}{l}$S => $\mathrm{S}{\text{}}_{}=\frac{4\pi .{10}^{-7}{N}^2}{L.l}$

=> $l=\frac{4\pi .{10}^{-7}.N^2.S}{L}$

=> N = $\sqrt{\frac{\mathrm{L}.l}{4\pi {.10}^{-7}.\mathrm{S}}}$

Khi đặt vào trong ống dây một vật liệu sắt từ có độ từ thẩm μ thì độ tự cảm có công thức :

L = 4p10^-7m $\frac{N^2}{l}$S.

Gọi n =$\frac{\mathrm{N}}{l}$ là số vòng dây trên mỗi đơn vị chiều dài ống dây, và V = S.l là thể tích của ống dây, hệ số tự cảm có thể được tính bởi công thức

L = 4p10^-7 $\frac{N^2}{l}$S = 4p10^-7 $\frac{N^2}{l^2}$.S.l = 4p10^-7.n².V

4. Bài tập ví dụ

Bài 1: Cho ống dây hình trụ có chiều dài l = 0,5m có 1000vòng, đường kính mỗi vòng dây là 20 cm. Tính độ tự cảm của ống dây.

Bài giải:

Bán kính vòng dây là r = 20:2 = 10 cm = 0,1m.

Độ tự cảm cuả ống dây:

L =4p10^-7 $\frac{N^2}{l}$S = 4p10^-7 $\frac{{1000}^2}{\mathrm{0,5}}.\left(\pi {\mathrm{.0,1}}^2\right)$= 0,079 (H)

Đáp án: 0,079 H

Bài 2: Một ống dây dài 40 (cm) có tất cả 800 vòng dây. Diện tích tiết diện ngang của ống dây bằng 10 (cm²). Tính độ tự cảm của ống dây.

Bài giải:

Độ tự cảm cuả ống dây:

L =4p10^-7 $\frac{N^2}{l}$S = 4p10^-7 $\frac{{800}^2}{\mathrm{0,4}}.\left({10.10}^{-4}\right)$= 0,02 (H)

Đáp án: 0,02 H

Xem thêm tổng hợp công thức môn Vật lý lớp 11 đầy đủ và chi tiết khác:

Công thức tính suất điện động tự cảm

Công thức tính năng lượng từ trường của ống dây

Công thức tính từ thông

Công thức tính từ thông cực đại

Công thức tính suất điện động cảm ứng