Ví dụ về các câu hỏi và công thức cho định luật Ampere về suất điện động cảm ứng trong máy biến áp.
Định luật Ampere
1. Theo H.C. Oersted, dòng điện tạo ra từ trường. Phát triển lý thuyết này, một cuộn dây mang dòng điện cũng tạo ra từ trường. Một cuộn dây, khi mang dòng điện, tạo ra từ trường tương tự như từ trường do nam châm thanh tạo ra là...
A. hình xuyến
B. cuộn dây điện từ
C. dây cuộn
D. cuộn dây hình chữ nhật
Cuộc thảo luận
Nam châm thanh có hai cực: cực bắc và cực nam. Từ trường do nam châm thanh tạo ra được biểu diễn bằng các đường sức từ, xuất phát từ cực bắc và đi vào cực nam.
Từ trường do một nam châm thanh tạo ra tương tự như từ trường do một ống dây tạo ra, như trong hình bên cạnh.
Ống dây là một cuộn dây dài có nhiều vòng quấn. Hình ảnh bên dưới cho thấy một ví dụ về việc tạo ra nam châm bằng cách quấn một cuộn dây dẫn điện xung quanh nó. Hướng của các cực từ có thể được xác định bằng quy tắc bàn tay phải.
Duỗi thẳng bàn tay phải, đặt lòng bàn tay hướng về phía mặt. Duỗi ngón cái và uốn cong bốn ngón tay còn lại về phía mặt. Hướng uốn cong của bốn ngón tay tương ứng với hướng dòng điện trong cuộn dây, trong khi ngón cái hướng về cực bắc của từ trường. Ngón cái hướng về trục N, vì vậy N đại diện cho cực bắc của nam châm và M đại diện cho cực nam của nam châm.
Đáp án đúng là B.
Hình xuyến
2. Từ trường do một hình xuyến mang dòng điện tạo ra có hướng…
A. vuông góc với mặt phẳng của hình xuyến
B. hình tròn
C. qua lại
D. phụ thuộc vào thời gian
Cuộc thảo luận
Hình xuyến là một ống dây hình tròn, vì vậy theo quy tắc bàn tay phải, từ trường do hình xuyến tạo ra có hướng tròn.
Đáp án đúng là B.
Điện áp cảm ứng
3. Nếu di chuyển một nam châm vào trong một cuộn dây, một suất điện động cảm ứng sẽ xuất hiện giữa hai đầu của cuộn dây. Hiện tượng này là do...
A. Có sự thay đổi hướng của từ trường làm cắt cuộn dây.
B. Có sự thay đổi cực từ làm cắt cuộn dây.
C. Có sự thay đổi về số lượng đường sức từ cắt ngang cuộn dây.
D. Số lượng đường sức từ cắt ngang cuộn dây giảm đi.
Cuộc thảo luận
Suất điện động cảm ứng được tạo ra bởi từ trường biến đổi. Độ lớn của suất điện động cảm ứng không phụ thuộc vào tốc độ biến đổi của từ trường mà phụ thuộc vào tốc độ biến đổi của từ thông. Từ thông là số đường sức từ đi qua một cuộn dây. Công thức toán học của từ thông là ΦB = BA cos θ. Nếu các đường sức từ vuông góc với diện tích bề mặt của cuộn dây, thì góc tạo thành giữa các đường sức từ và đường pháp tuyến là 0.o, trong đó cosin bằng 0o = 1. Nếu các đường sức từ song song với diện tích bề mặt của cuộn dây thì góc tạo thành là 90 độ.o, trong đó cosin bằng 90o = 0. Vì vậy, từ thông có giá trị nhỏ nhất khi các đường sức từ song song với diện tích bề mặt của cuộn dây và giá trị lớn nhất khi các đường sức từ vuông góc với diện tích bề mặt của cuộn dây.
Độ lớn của suất điện động cảm ứng được tính bằng công thức định luật cảm ứng điện từ Faraday:
Dấu âm cho biết suất điện động cảm ứng tạo ra dòng điện theo hướng ngược lại với hướng thay đổi từ thông. Phát biểu này được gọi là định luật Lenz.
Đáp án đúng là C.
4. Suất điện động cảm ứng sinh ra trong cuộn dây tăng tuyến tính theo thời gian. Nếu diện tích bề mặt của cuộn dây không đổi và từ trường vuông góc với bề mặt của cuộn dây, thì đồ thị từ trường có thể có trong điều kiện này là…
Cuộc thảo luận
Độ lớn của suất điện động cảm ứng được tính bằng công thức định luật cảm ứng điện từ Faraday:
Nếu điện trường vuông góc với bề mặt của cuộn dây thì:
Thông tin :
Nếu từ trường vuông góc với bề mặt của cuộn dây, công thức tính từ thông là:
B = từ trường, A = diện tích bề mặt của cuộn dây.
Diện tích bề mặt của cuộn dây có giá trị cố định và từ trường vuông góc với bề mặt của cuộn dây, do đó từ trường cũng có giá trị cố định.
Dựa trên công thức trên, có thể kết luận rằng yếu tố ảnh hưởng đến giá trị suất điện động cảm ứng là tốc độ thay đổi của từ thông; nếu tốc độ thay đổi của từ thông càng lớn thì suất điện động cảm ứng càng lớn.
Đáp án đúng là B.
Máy biến áp
5. Hãy chú ý đến câu nói sau!
1. Số cuộn dây sơ cấp ít hơn số cuộn dây thứ cấp.
2. Điện áp sơ cấp lớn hơn điện áp thứ cấp.
3. Dòng điện sơ cấp lớn hơn dòng điện thứ cấp
4. Công suất sơ cấp nhỏ hơn công suất thứ cấp
Câu phát biểu tương ứng với đặc tính của máy biến áp tăng áp là…
A. Phát biểu 1 và 2
B. Phát biểu 1 và 3
C. Phát biểu 2 và 3
D. phát biểu 2 và 4
Cuộc thảo luận
Máy biến áp là thiết bị dùng để thay đổi điện áp của dòng điện xoay chiều (AC). Có hai loại máy biến áp: máy biến áp tăng áp và máy biến áp giảm áp. Máy biến áp tăng áp làm tăng điện áp, trong khi máy biến áp giảm áp làm giảm điện áp.
Biến áp tăng áp có chức năng tăng điện áp sao cho các đặc tính của nó là:
1. Điện áp sơ cấp nhỏ hơn, điện áp thứ cấp lớn hơn.
2. Dòng điện sơ cấp lớn hơn, dòng điện thứ cấp nhỏ hơn.
3. Số lượt rẽ chính ít hơn, số lượt rẽ phụ nhiều hơn.
Đặc tính của máy biến áp hạ áp là chức năng giảm điện áp, do đó các đặc tính của nó là:
1. Điện áp sơ cấp lớn hơn, điện áp thứ cấp nhỏ hơn.
2. Dòng điện sơ cấp nhỏ hơn, dòng điện thứ cấp lớn hơn.
2. Số lượt rẽ chính càng nhiều thì số lượt rẽ phụ càng ít.
Công suất điện là năng lượng điện được sử dụng trong một khoảng thời gian xác định. Năng lượng được bảo toàn, do đó công suất cũng được bảo toàn. Vì vậy, năng lượng điện trong cuộn sơ cấp bằng năng lượng điện trong cuộn thứ cấp, và do đó công suất điện cũng bằng nhau.
Công thức tính công suất điện:
P = VI
Mô tả: P = công suất điện, V = điện áp, I = dòng điện
Công suất không đổi, do đó dựa trên công thức này, có thể kết luận rằng nếu điện áp lớn thì dòng điện nhỏ, sao cho tích của điện áp và dòng điện có giá trị không đổi.
Đáp án đúng là B.
