Hiện tượng tự cảm – mạch RL, hằng số thời gian τ = L/R

Thí nghiệm ảo cho chủ đề Từ trường, Vật lí 12 (Chương trình GDPT 2018), phần cảm ứng điện từ: hiện tượng tự cảm, độ tự cảm của ống dây L = μ₀μN²S/l, suất điện động tự cảm e = −L·di/dt và năng lượng từ trường ½Li². Dòng điện qua cuộn cảm không đổi tức thời mà tăng hay giảm theo hàm mũ với hằng số thời gian τ = L/R. Mặc định ống dây 1000 vòng, dài 10 cm, bán kính 2 cm, lõi sắt μ = 200 nên L ≈ 3,16 H; với R = 50 Ω và r = 10 Ω thì τ ≈ 53 ms. Bấm “Đóng K” hoặc chạm vào khoá: đồ thị i(t) và e(t) vẽ chậm lại, mốc 63 % tự đánh dấu τ đo được. Chọn mạch hai đèn để thấy đèn nối tiếp cuộn cảm sáng chậm, mạch đèn song song cuộn cảm để thấy đèn loé khi ngắt K. Màn Dòng tam giác cho u_L gần như không đổi trên mỗi đoạn dốc nên L = u_L : (di/dt); màn Hỗ cảm đo e₂ = −M·di₁/dt ở cuộn thứ cấp, có và không có lõi sắt; màn Một chiều / xoay chiều so sánh U/I = r với tổng trở Z = √(r² + (ωL)²). Tắt “Hiện giá trị lí thuyết” để học sinh tự tìm L. Câu hỏi gợi ý: – Tăng gấp đôi số vòng dây thì L và τ thay đổi thế nào? Kiểm tra bằng số đo. – Vì sao đèn mắc song song với cuộn cảm loé sáng khi ngắt khoá K? – Vì sao cuộn dây có lõi sắt cho dòng xoay chiều đi qua yếu hơn nhiều so với dòng một chiều?