Sạc không dây (cảm ứng điện từ)

Cuộn phát trong đế sạc có dòng xoay chiều tạo từ trường biến thiên. Từ thông biến thiên qua cuộn thu trong điện thoại sinh ra suất điện động cảm ứng. Kéo điện thoại để thấy vị trí, khoảng cách và góc nghiêng ảnh hưởng thế nào đến từ thông.

e = - \frac{d Φ}{d t}

Góc nhìnKéo điện thoại để trượt ngang

Kéo điện thoại:

Từ thông và suất điện động theo thời gian (đồ thị chạy chậm, cùng thang với lúc đồng trục)

━ Φ/Φ₀ (từ thông)━ e/e₀ (suất điện động)

Hỗ cảm tương đối M/M₀

1 lần

Hỗ cảm M

91,76 nH

e cực đại e_max

0,127 V

e tức thời

0 V

Dòng cuộn phát biến thiên nên từ thông qua cuộn thu biến thiên: e = −dΦ/dt. Khi cuộn thu lệch khỏi trục, xa hơn hoặc nghiêng, M giảm nên e_max giảm. Φ cực đại qua cuộn thu: 0,184 µWb; i₁ tức thời: 0 A.

Giải bài toán bằng thí nghiệm

Cuộn phát có dòng xoay chiều biên độ I₀ = 2 A, tần số f = 110 kHz. Cuộn thu đặt đồng trục, song song, cách cuộn phát 4,2 cm. Tìm suất điện động cảm ứng cực đại trên cuộn thu, biết hỗ cảm của hai cuộn là M (đọc trên bảng số liệu).

Bước 1 · Tự giải ra giấy, nhập đáp số của em

Suất điện động cực đại e_maxV

Bước 2 · Nạp số liệu của đề vào thí nghiệm

Đại lượng	Em tính	Thí nghiệm đo
Suất điện động cực đại e_max	—	chưa đo

Khớp nếu sai lệch không quá 1% (chấp nhận làm tròn).

Nguồn của cuộn phát

Biên độ dòng I₀

Tần số thật f

kHz

Đồ thị chạy chậm để quan sát; tần số thật f chỉ dùng để tính e_max = 2πf·M·I₀.

Vị trí cuộn thu

Lệch ngang so với trục0 cm-66Khoảng cách giữa hai cuộn4,2 cm1,58Góc nghiêng của điện thoại0 °-6060

Khoảng cách tối thiểu tăng theo góc nghiêng để mép điện thoại không chạm đế sạc.

Hiện đường sức từ của cuộn phát

Công thức

Từ thông: $Φ = B S \cos α$

Hỗ cảm: $Φ = M \cdot i_{1}$

Cảm ứng điện từ: $e = - \frac{d Φ}{d t}$

Dòng sin: $i_{1} = I_{0} \sin ω t, e_{\max} = ω M \cdot I_{0}$

Dòng không đổi: $Φ không đổi, e = 0$

Mô hình lí tưởng: mỗi cuộn gồm các vòng tròn đồng tâm (cuộn phát 6 vòng, cuộn thu 5 vòng), hỗ cảm tính bằng tích phân Neumann; không xét lõi từ, cộng hưởng và tổn hao nên chỉ dùng để so sánh tương đối, không phản ánh hiệu suất sạc thật.

Sạc không dây (cảm ứng điện từ)

Đại lượng

Em tính

Thí nghiệm đo

Suất điện động cực đại e_max

—

chưa đo