Câu hỏi hoạt động trang 78 Vật lý 12 Kết nối tri thức: Dựa vào biểu thức suất điện động cảm ứng của định luật Faraday...

1. Dựa vào biểu thức suất điện động cảm ứng của định luật Faraday:

\({e_c} = - N\frac{{\Delta \phi }}{{\Delta t}}\)

Hãy chứng tỏ mối liên hệ sau:

\(\frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{{N_1}}}{{{N_2}}}\)

Trong đó, U₁ và U₂ lần lượt là điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây sơ cấp và cuộn dây thứ cấp; với N₁ và N₂ lần lượt là số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp.

2. Giải thích nguyên nhân xuất hiện điện áp u₂ ở hai đầu cuộn thứ cấp.

Hướng dẫn giải :

Dựa vào biểu thức suất điện động cảm ứng của định luật Faraday

Lời giải chi tiết :

1.

\(\begin{array}{l}{e_1} = - {N_1}\frac{{\Delta {\phi _1}}}{{\Delta t}} = - {N_1}B{S_1}\omega \cos (\omega t + {\varphi _1})\\{e_2} = - {N_2}\frac{{\Delta {\phi _2}}}{{\Delta t}} = - {N_2}B{S_2}\omega \cos (\omega t + {\varphi _2})\\ \Rightarrow \frac{{{e_1}}}{{{e_2}}} = \frac{{{E_1}}}{{{E_2}}} = \frac{{{N_1}}}{{{N_2}}}\end{array}\)

Vì hai cuộn dây được đặt trong cùng từ trường B và có cùng tốc độ góc ω nên φ₁ = φ₂

Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn sơ cấp và thứ cấp lần lượt là:

\(\begin{array}{l}{U_1} = \frac{{{E_1}}}{{\sqrt 2 }}\\{U_2} = \frac{{{E_2}}}{{\sqrt 2 }}\\ \Rightarrow \frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{{E_1}}}{{{E_2}}} = \frac{{{N_1}}}{{{N_2}}}\end{array}\)

2.Nguyên nhân xuất hiện điện áp u₂ ở hai đầu cuộn thứ cấp là do hiện tượng cảm ứng điện từ.

- Khi dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn sơ cấp, sẽ tạo ra từ trường biến thiên.

- Từ trường biến thiên này sẽ gây ra hiện tượng cảm ứng điện từ trong cuộn thứ cấp, làm xuất hiện dòng điện trong cuộn thứ cấp, và do đó xuất hiện điện áp u2 ở hai đầu cuộn thứ cấp.