K50 ĐHSP HÓA CHÚNG TA LÀ ANH EM MỘT NHÀ
 
Trang ChínhPortalCalendarTrợ giúpTìm kiếmThành viênNhómĐăng kýĐăng Nhập

Share | 
 

 BÀI DK VẬT LÍ II mọi người vào copy tham khao nha

Xem chủ đề cũ hơn Xem chủ đề mới hơn Go down 
Tác giảThông điệp
Admin
Admin


Tổng số bài gửi : 401
Join date : 03/10/2010
Age : 28
Đến từ : LỚP K50 ĐHSP HÓA

Bài gửiTiêu đề: BÀI DK VẬT LÍ II mọi người vào copy tham khao nha   Mon Oct 18, 2010 8:41 pm


VẬT LÍ ĐẠI CƯƠNG II


BÀI ĐIỀU KIỆN





TÊN SINH VIÊN : Khương Văn Nam

LỚP : K50 ĐHSP Hóa

















Sơn La, Ngày 13 Tháng 10 Năm 2010

I, Hiện tượng cảm ứng điện từ là gì và giải thích hiên tượng xuất điện động tự cảm, vì sao nói độ tự cảm đặc trưng cho mức quán tính của mạch ?
Trả lời:
- Hiện tượng cảm ứng điện từ như ta đã biết dòng điện sinh ra từ trường. Ngược lại từ trường có sinh ra dòng điện không ? Bằng thí nghiệm của mình nhà bác học Faraday đã phát hiện ra rằng: Mỗi khi từ thông qua mạch kín biến thiên thì trong mạch suất hiện dòng điện. Dòng điện đó gọi là dòng điện cảm ứng và hiện tượng phát sinh ra dòng điện cảm ứng gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.
- Như ta đã biết xung quanh dòng điện có từ trường và sự suất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch kín, chứng tỏ trong mạch phải tồn tại một suất điên động gội là suất điện động cảm ứng. Vậy khi dòng điện chạy trong một mạch kín thì có từ thông do chính dòng điện này gởi qua mạch kín đó. Nếu cường độ dòng điện trong mạch biến thiên thì từ thông qua mạch cũng biến thiên và trong mạch sẽ suất hiện suất điện động cảm ứng. ta gọi đó là hiện tượng tự cảm. Suất điện động cảm ứng trong trường hợp này được gọi là suất điện động tự cảm. Hiện tượng tư cảm chính là trường hợp riêng của hiện tương cảm ứng điện từ, do đó nó tuân theo các định luật tổng quát về cảm ứng điện từ, Vì mạch kín nên trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng, gọi là dòng điện tự cảm. Chiều dòng điện tự cảm tuân theo định luật Lentz, nghĩa là nó luôn có xu hướng làm cho dòng điện trong mạch đạt trạng thái ổn định.
Suất điện động tự cảm được tính theo công thức (1):



Ta có từ thông dΦm tỉ lệ với cảm ứng từ B, mà cảm ứng từ B lại tỉ lệ với cường độ dòng điện trong mạch (nếu mạch điện đặt trong môi trường không có sắt từ). Do đó ta có:

Φm = LI (2)

Trong đó hệ số tỉ lệ L được gọi là độ tự cảm của mạch điện. Từ đó ta có suất điện đông tự cảm:



Công thức (1) và (2) chỉ đúng khi mạch điện đặt trong môi trương không có sắt từ
Từ (3) suy ra nếu độ tự cảm của mạch điện càng lớn thì xuất điện động tự cảm càng lớn và mạch có khả năng chống lại sự biến thiên của dòng điện trong mạch càng nhiều, hay nói cách khác, quán tính của mạch càng lớn.


II, Dòng điện Foucault là gì ? Nêu các ứng dụng thực tiễn của dòng Foucault?
Trả lời:
- Dòng điện Foucalt, hay dòng điện xoáy, là hiện tượng dòng điện sinh ra khi ta đặt một vật dẫn điện vào trong một từ trường biến đổi theo thời gian hay vật dẫn chuyển động cắt ngang từ trường. Nhà vật lý người Pháp Léon Foucault (1819-1868) là người đầu tiên đã chứng minh sự tồn tại của các dòng điện cảm ứng trong vật dẫn nhờ tác dụng của một từ thông biến thiên
Nguyên nhân vật lý gây nên dòng điện Foucault chính là lực Lorentz hay lực điện tương đối tính tác động lên các hạt tích điện có thể chuyển động tự do trong vật dẫn.
Dòng điện Foucault luôn chống lại nguyên nhân gây ra nó, theo định luật Lenz. Nó tạo ra một cảm ứng từ có từ thông ngược nhằm chống lại sự biến thiên của từ thông đã tạo ra nó; hoặc tương tác với từ trường tạo ra nó gây ra lực cơ học luôn chống lại chuyển động của vật dẫn.
Dòng điện Foucault cũng là một hiệu ứng vật lí, nó là trường hợp riêng của hiện tượng cảm ứng điện từ, có nhiều ứng dụng hay ý nghĩa thực tiễn. Nó cũng có chung bản chất với hiệu ứng bề mặt trong các dây dẫn điện xoay chiều.
- Ứng dụng thực tiễn của dòng Foucault
+ Đệm từ trường: Đặt một vật dẫn trên một từ trường tăng dần từ cao xuống thấp, khi vật rơi xuống bởi trọng lực sẽ có từ thông qua nó tăng lên, tạo dòng Foucault phản kháng lại sự rơi này. Nếu vật làm bằng chất siêu dẫn, có điện trở bằng không, tạo ra dòng điện Foucault hoàn hảo (hiệu ứng Meissner), sinh ra lực điện phản kháng đủ lớn để có thể triệt tiêu hoàn toàn trọng lực đối kháng, cho phép tạo ra đệm từ trường, nâng vật nằm cân bằng trên không trung. Đệm từ có thể được ứng dụng để nâng tàu cao tốc, giảm ma sát (do ma sát chỉ có giữa thân tàu và không khí), tăng vận tốc chuyển động của tàu.
+ Luyện kim: Hiệu ứng được ứng dụng trong các lò điện cảm ứng, đặc biệt phù hợp với nấu chảy kim loại trong chân không để tránh tác dụng hóa học của không khí xung quanh. Người ta đặt kim loại vào trong lò và rút không khí bên trong ra. Xung quanh lò quấn dây điện. Cho dòng điện xoay chiều có tần số cao chạy qua cuộn dây đó. Dòng điện này sẽ tạo ra trong lò một từ trường biến đổi nhanh, làm xuất hiện dòng điện Foucault mạnh và tỏa ra nhiệt lượng rất lớn đủ để nấu chảy kim loại. Cuộn dây cho dòng cao tần chạy qua thường là cuộn dây có dạng các ống rỗng, sử dụng nước làm mát ở bên trong đồng thời dòng điện cao tần sẽ chỉ dẫn trên lớp vỏ ngoài do hiệu ứng lớp da.
+ Bếp từ: (hay bếp điện cảm ứng): bếp từ sử dụng trong nội trợ cũng hoạt động theo nguyên tắc tương tự. Bếp này tạo ra, trong khoảng cách vài milimét trên bề mặt bếp, một từ trường biến đổi. Đáy nồi bằng kim loại nằm trong từ trường này sẽ nóng lên, nấu chín thức ăn. Ưu điểm của bếp là tốc độ đun nấu nhanh, do giảm được nhiệt dung (không còn nhiệt dung của bếp, chỉ có nhiệt dung của nồi). Việc điều chỉnh nhiệt độ và các chế độ nấu nướng cũng được thực hiện chính xác và dễ dàng hơn. Tuy nhiên bếp có thể có các hiệu ứng cảm ứng điện từ chưa được kiểm chứng đối với sức khỏe con người.
+ Đồng hồ đo điện: Trong một số loại đồng hồ đo điện, người ta ứng dụng dòng điện Foucault để làm tắt nhanh dao động của kim đồng hồ. Người ta gắn vào một đầu của kim một đĩa kim loại nhỏ (bằng đồng hoặc nhôm), đặt đĩa này trong từ trường của một nam châm vĩnh cửu. Khi kim chuyển động, đĩa kim loại cũng bị chuyển động theo. Từ thông qua đĩa thay đổi làm xuất hiện trong đĩa những dòng điện Foucault. Theo định luật Lenz, dòng điện Foucault tương tác với từ trường của nam châm gây ra lực chống lại sự chuyển động của đĩa. Kết quả là dao động của kim bị tắt đi nhanh chóng.
+ Phanh: Những loại phanh theo nguyên lý trên hiện nay được dùng làm phanh hãm cho xe tải, cần trục, tàu hỏa cao tốc, hay thậm chí xe đẩy, xe đạp, ... Các bánh xe đều có đĩa kim loại. Khi cần giảm tốc độ, một từ trường mạnh được đưa vào các đĩa này (ví dụ bằng cách di động một nam châm vĩnh cửu ôm qua đĩa). Lợi điểm của phương pháp phanh này là phanh không bao giờ bị hao mòn, giảm chi phí bảo dưỡng. Đồng thời việc điều chỉnh lực giảm tốc cũng có thể được thực hiện chính xác hơn phanh ma sát thông thường.
+Trong y tế: có một liệu pháp gọi là gắng sức trên xe đạp (ergometry) sử dụng dòng điện Foucault để xác định bệnh thiếu máu cơ tim: Xe đạp có một bánh bằng đồng nằm giữa hai cực của một nam châm điện, khi bệnh nhân đạp xe tạo ra một dòng Foucault, sinh ra một lực cản được tính bằng Ws hay KGm. Người bệnh ngồi trên xe đạp, đạp với các mức gắng sức tăng dần, mỗi lần thử kéo dài từ 3 đến 5 phút, ghi lại điện tâm đồ và đo hệ số HA sau mỗi lượt thử (H là viết tắt của hypokinesia nghĩa là giảm động, A là viết tắt của akinesia nghĩa là bất động, dyskinesia nghĩa là loạn động).
+ Máy phát điện: Dòng Foucault chạy trong kim loại chuyển động năng vật dẫn thành năng lượng của dòng điện, do vậy cũng được ứng dụng làm máy phát điện.
+ Microphone: Tương tự như hoạt động của máy phát điện nêu trên, năng lượng của rung động âm thanh có thể được chuyển tải thành dòng điện, mang theo thông tin của âm thanh, dùng trong một số microphone.
+Dò kim loại: Dòng điện Foucault còn được dùng để tham dò chất lượng các thiết bị kim loại, như ống đổi nhiệt.
- Bên cạnh mặt lợi cũng có mặt không tốt của dòng Foucault
+ Trong các máy biến thế và động cơ điện, lõi sắt của chúng nằm trong từ trường biến đổi. Trong lõi có các dòng điện Foucault xuất hiện. Do hiệu ứng Joule-Lenz, năng lượng của các dòng Foucault bị chuyển hóa thành nhiệt làm máy nhanh bị nóng, một phần năng lượng bị hao phí và làm giảm hiệu suất máy.
+Để giảm tác hại này, người ta phải giảm dòng Foucault xuống. Muốn vậy, người ta tăng điện trở của các lõi. Người ta không dùng cả khối sắt lớn làm lõi mà dùng nhiều lá sắt mỏng được sơn cách điện và ghép lại với nhau sao cho các lát cắt song song với chiều của từ trường. Dòng điện Foucault do đó chỉ chạy trong từng lá mỏng. Vì từng lá đơn lẻ có kích thước nhỏ, do đó có điện trở lớn, nên cường độ dòng điện Foucault trong các lá đó bị giảm đi nhiều so với cường độ dòng Foucault trong cả khối sắt lớn. Vì vậy, năng lượng điện bị hao phí cũng giảm đi. Đó là lý do tại sao các máy biến thế truyền thống thường dùng các lõi tôn silic (sắt silic) được cán mỏng bởi chúng có điện trở suất sẽ làm giảm thiểu tổn hao do dòng Foucault; hoặc các lõi biến thế hiện nay sử dụng các vật liệu từ mềm đặc biệt là hợp kim tinh thể nano có điện trở suất cao. Trong kỹ thuật cao tần và siêu cao tần, người ta bắt buộc phải sử dụng lõi dẫn từ là các vật liệu gốm ferit có điện trở suất cao làm tổn hao Foucault được giảm thiểu.


III, Nêu một số ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ?
Trả lời:
Một ứng dụng quan trọng của hiện tượng cảm ứng điện từ là tạo ra dòng điện xoay chiều. Thực chất của quá trình này là biến đổi cơ năng thành điện năng.
Xét một khung dây dẫn gồm nhiều vòng quay trong một từ trường đều ( ) với vận tốc góc không đổi ( ). Ta sẽ phải tốn một công để quay làm quay khung và nhận được điện năng của dòng điện cảm ứng chạy trong khung đó. Để dẫn được dòng điện ra ngoài, ta nối 2 đầu dây của khung với 2 hình trụ dẫn cách điện với nhau và cùng gắn với trục quay khung, sau đó dùng 2 chổi than tì vào 2 hình trụ đó để nối khung dây với mạch tiêu thụ ngoài.
Giả sử ban đầu ( ) pháp tuyến của mặt khung tạo với một góc . Như vậy sau thời gian , góc đó thay đổi thành . Khi đó từ thông gửi qua khung là:

Trong đó là tổng số vòng dây của khung, là diện tích khung
Suất điên động cảm ứng xuất hiện trong khung theo định luật cơ bản của hiện tượng cảm ứng điện từ là:

Vậy khi cho khung quay đều trong từ trường đều, ta được một suất điện động xoay chiều hình sin, có chu kì là chu kì quay của khung:

Ngoài ra còn rất nhiều ứng dụng trong thưc tế như: máy phát điện, máy biến thế, động cơ không đồng bộ,cuộn cảm, phanh hãm điện từ, băng từ, lò luyện kim cao tần, vô tuyến điện...


Khương Văn Nam
K50 ĐHSP HÓA PRO

lol! lol! lol! lol! lol! lol! lol! lol! lol! lol! lol! lol!
Về Đầu Trang Go down
Xem lý lịch thành viên http://k50dhsphoa.forum777.com
Admin
Admin


Tổng số bài gửi : 401
Join date : 03/10/2010
Age : 28
Đến từ : LỚP K50 ĐHSP HÓA

Bài gửiTiêu đề: Bài đk vật lý   Mon Oct 18, 2010 8:45 pm

bài này bi lỗi phong nên ko hiện công thưc mọi người tự đua ct vào nha
khương hai nam
Về Đầu Trang Go down
Xem lý lịch thành viên http://k50dhsphoa.forum777.com
 
BÀI DK VẬT LÍ II mọi người vào copy tham khao nha
Xem chủ đề cũ hơn Xem chủ đề mới hơn Về Đầu Trang 
Trang 1 trong tổng số 1 trang
 Similar topics
-
» Cấp cứu USB
» dm800 ko hỗ trợ phụ đề
» Xsat 410 không nhận thẻ Viaccess DTH(VCTV)
» cần mua thẻ copy UBC, dùng cho đầu supernet
» Vệ tinh thám hiểm GRAIL của NASA bay quanh quỹ đạo mặt trăng 2/1/2012

Permissions in this forum:Bạn không có quyền trả lời bài viết
K50 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÓA ĐẠI HỌC TÂY BẮC WE ARE ONE :: TỔNG HỢP CÁC BÀI VIẾT TỪ XƯA ĐẾN NAY-
Chuyển đến