Thí nghiệm 11.13 · Tự cảm và mạch RL

Phòng thí nghiệm Vật lí · Thí nghiệm 11.13

Tự cảm và mạch RL

Cuộn cảm chống lại mọi biến thiên của dòng điện: khi đóng mạch dòng tăng dần, khi ngắt dòng giảm dần. Quan sát hai bóng đèn, đồ thị i(t) và hằng số thời gian τ = L/R.

e = - L \cdot \frac{d i}{d t} τ = \frac{L}{R}

tt = 0,0 ms · chiếu chậm 15 lần

Hằng số thời gian τ

66,7 ms

Dòng ổn định I∞

1,000 A

Dòng hiện tại i

0,000 A

Năng lượng từ trường

0,000 J

Đồ thị i theo ttrục t: 0 đến 6τ

Dòng điện sau từng hằng số thời gian

Sau	t	i/I∞	i (A)
1τ	66,7 ms	63,2%	0,632
2τ	133,3 ms	86,5%	0,865
3τ	200,0 ms	95,0%	0,950
5τ	333,3 ms	99,3%	0,993

Suất điện động tự cảm lúc này: |e| = 12,00 V. Ban đầu |e| = E nên dòng bằng 0; dần dần |e| giảm về 0.

Giải bài toán bằng thí nghiệm

Cuộn cảm L = 0,8 H mắc nối tiếp với điện trở R = 12 Ω vào nguồn 12 V (bỏ qua điện trở trong của nguồn và điện trở cuộn dây). Tính hằng số thời gian τ và cường độ dòng điện ổn định.

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

Hằng số thời gian τmsDòng ổn định I∞A

Bước 2 · Nạp số liệu của đề vào thí nghiệm

Đại lượng	Em tính	Thí nghiệm đo
Hằng số thời gian τ	—	chưa đo
Dòng ổn định I∞	—	chưa đo

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

Thông số

Suất điện động nguồn E

Điện trở R

Độ tự cảm L

Công thức

Từ thông riêng: $Φ = L i . Suất điện động tự cảm : e_{tc} = - L \cdot \frac{Δ i}{Δ t}$

Đóng mạch: $i = (\frac{E}{R}) (1 - e^{- t / τ}), τ = \frac{L}{R}$ (mở rộng)

Ngắt mạch: $i = I_{0} \cdot e^{- t / τ}, τ = \frac{L}{}$ (R + R_đèn) (mở rộng)

Năng lượng từ trường: $W = \frac{1}{2} L i^{2}$

i/I∞

i (A)

1τ

66,7 ms

63,2%

0,632

2τ

133,3 ms

86,5%

0,865

3τ

200,0 ms

95,0%

0,950

5τ

333,3 ms

99,3%

0,993

Đại lượng

Em tính

Thí nghiệm đo

Hằng số thời gian τ

—

chưa đo

Dòng ổn định I∞

—

chưa đo