Cảm ứng điện từ là gì? Hiện tượng cảm ứng điện từ là gì?

Cảm ứng điện từ là một hiện tượng kỳ lạ vật lý có trong chương tình học đại trà phổ thông. Cảm ứng điện từ Open khi có sự đổi khác từ trải qua một mặt số lượng giới hạn của mạch kín. Bài viết dưới đây sẽ nghiên cứu và phân tích rõ về cảm ứng điện từ và hiện tượng kỳ lạ cảm ứng điện từ .

1. Cảm ứng điện từ, hiện tượng cảm ứng điện từ là gì?

 

Hiện tượng cảm ứng điện từ là hiện tượng từ thông qua mạch kín biến thiên (tăng hoặc giảm) làm xuất hiện trong mạch dòng điện, dòng điện này gọi tên là dòng điện cảm ứng. Hiện tượng cảm ứng điện từ chỉ xảy ra trong khoảng thời gian từ thông qua mạch kín biến thiên. Cường độ dòng điện cảm ứng tỉ lệ thuận với tốc độ biến đổi của từ thông. Chiều của dòng điện cảm ứng sẽ phụ thuộc vào sự tăng hoặc giảm của từ thông gửi qua mạch kín.

Bạn đang đọc: Cảm ứng điện từ là gì? Hiện tượng cảm ứng điện từ là gì?

Như vậy :
– Dòng điện cảm ứng là dòng điện Open khi có sự biến thiên của từ trải qua một mạch kín
– Hiện tượng cảm ứng điện từ là hiện tượng hình thành một suất điện động ( hay còn gọi là điện áp ) trên một vật dẫn khi vật dẫn đó được đặt trong từ trường biến thiên .
Điều này đã được thực nghiệm của nhà hóa học và vật lý học người Anh chứng tỏ : Từ trường hoàn toàn có thể sinh ra dòng điện, dòng điện này được sinh ra khi cho từ thông đi qua một mạch kín đổi khác thì trong mạch và dòng điện này được gọi là dòng điện cảm ứng, hiện tượng kỳ lạ Open dòng điện đó gọi là hiện tượng kỳ lạ cảm ứng điện từ .
Vậy hiểu thế nào là từ trường ; từ thông ; đường sức từ

Từ trường là môi trường vật chất đặc biệt. Nó được sinh ra xung quanh các điện tích đang chuyển động hoặc nó có thể sinh ra do sự biến thiên liên tục của điện trường. Để nhận biết được từ trường có tồn tại hay không thì dùng kim nam châm để xác định, kim nam châm ở trạng thái cân bằng theo hướng N-B.

  

Từ thông là tổng số đường sức từ đi quanh một bề mặt kín. Từ thông đặc trưng cho lượng từ trường đi qua một diện tích, diện tích càng lớn thì từ trường qua đó càng nhiều.

Từ thông có kí hiệu là Φ, đây là vần âm được bắt nguồn từ những kí tự của tiếng Hy Lạp. Thông thường sẽ là Φ hay ΦB .
Công thức tính từ thông : Φ = B.S.Cos ( α )

Đường sức từ là các đường cong kín hoặc thẳng dài vô tận không cắt nhau trong không gian xung quanh nam châm và dòng điện. Đường sức từ là đường biểu diễn mật độ của từ trường, đường sức từ càng dày độ lớn của từ trường càng lớn và ngược lại.

Hiện tượng cảm ứng điện từ là một trong những hiện tượng kỳ lạ vật lý quan trọng được phát hiện góp thêm phần đưa nền văn minh quả đât sang một quá trình mới, giải đoạn sử dụng nguồn năng lượng điện .

2. Ứng dụng hiện tượng cảm ứng điện từ.

Các thiết bị gia dụng hay những thiết bị trong công nghiệp chính là dẫn chứng về cảm ứng điện từ hay hiện tượng kỳ lạ cảm ứng điện từ. Ví dụ :

Bếp từ: Khác với loại bếp củi hay bếp ga, bếp từ làm chín đồ ăn bằng cảm ứng từ, chỉ cần đặt xoong, chảo lên bề mặt bếp từ thì nó sẽ tự nóng. Để xuất hiện được hiện tượng đó thì trong mỗi bếp từ sẽ thiết kế cuộn dây đồng đặt trong vật liệu cách nhiệt tiếp đó khi chúng ta cắm một dòng điện xoay chiều sẽ được truyền qua cuộn dây đồng này và sinh ra từ trường biến thiên. Từ trường này khi dao động tạo ra một từ thông liên tục từ hóa làm cho nóng xoong, chảo…đặt lên đó.

 

Đèn huỳnh quang: Đèn huỳnh quang là hệ thống chiếu sáng phổ biến. Cơ chế hoạt động của đèn huỳnh quang là chấn lưu được sử dụng dựa trên nguyên lý điện từ. Trong đèn huỳnh quang, chấn lưu được sử dụng dựa trên nguyên lý diedjnd từ. Tại thời điểm bạn bật đèn, nó đã tạo ra một điện áp cao trên 2 đầu đèn. Khi đó dòng điện đi qua đèn sẽ tạo thành ion giúp tác động lên bột huỳnh quang làm đèn tỏa sáng.

Quạt điện và các hệ thống làm mát khác sử dụng động cơ điện. Quạt điện là một trong những hệ thống làm mát dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ. Những động cơ này hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Trong bất kỳ thiết bị điện làm mát hay làm nóng nào, động cơ điện hoạt động bởi từ trường được tạo ra bởi dòng điện theo nguyên lý lực Lo-ren-xơ (Lorentz). Những động cơ này chỉ khác nhau về kích thước và chi phí dựa trên ứng dụng.

Ngoài ra, còn rất nhiều ứng dụng của hiện tượng kỳ lạ cảm ứng điện từ trong thiết bị gia dụng như : lò nướng ; máy xay ; ……..

Hay một ví dụ nữa về cảm ứng điện từ trong nghành công nghiệp như: Máy phát điện sử dụng năng lượng điện cơ học. Trong máy phát điện sẽ bố trị cuộn dây, cuộn dây đặt và quay trong từ trường với tốc độ không đổi và tạo ra dòng điện xoay chiều.

 Máy phát điện

Ngoài ra còn 1 số ít thiết bị trị ung thư, cấy ghép, chụp cộng hưởng được sử dụng trong y học, tàu điện từ ; …

3. Một số định luật về cảm ứng điện từ.

Định luật cơ bản về cảm ứng điện từ: Khi có sự biến đổi từ thông qua mặt giới hạn bởi mạch điện kín thì trong mạch điện kín sẽ xuất hiện Suất điện động, như vậy suất điện động cảm ứng sinh ra do hiện tượng cảm ứng điện từ. “Suất điện động cảm ứng luôn luôn bằng về trị số, nhưng trái dấu với tốc độ biến thiên của Từ thông gửi quan điện tích của mạch điện”

Công thức tính suất điện động cảm ứng :

Trong đó, để hiểu được công thức tính Suất điện động cảm ứng, chúng ta sẽ  dịch chuyển một vòng dây dẫn kín (C) trong từ trường để từ thông gửi qua vòng dây thay đổi. 

Xem thêm: Sửa bếp từ bếp lẩu bếp điện tại Hà Tây uy tín tốt nhất

Định luật Lenz: Định luật này được đặt theo tên của nhà vật lý học Heinrich Lenz, người phát minh ra định luật này năm 1834. Định luật Lenz được định nghĩa như sau: 

” Chiều của dòng điện cảm ứng trong dây dẫn sinh ra bởi sự biến thiên của từ trường tuân theo định luật cảm ứng Faraday sẽ tạo ra một từ trường chống lại sự biến thiên từ thông đã sinh ra nó. Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra có tính năng chống lại nguyên do sinh ra nó. ”
Từ thông cảm ứng sẽ ngược chiều với từ trường ngoài. Nếu từ trải qua mạch giảm, từ trường cảm ứng do dòng điện cảm ứng sinh ra nó sẽ có công dụng chống lại sự giảm của từ thông, lúc đó từ trường cảm ứng sẽ cùng chiều với từ trường ngoài .
Điều này có nghĩa là khi từ trải qua mạch tăng lên, từ trường cảm ứng sinh ra có tính năng chống lại sự tăng của từ thông : từ trường cảm ứng sẽ ngược chiều với từ trường ngoài. Nếu từ trải qua mạch giảm, từ trường cảm ứng ( do dòng điện cảm ứng sinh ra nó ) có tính năng chống lại sự giảm của từ thông, lúc đó từ trường cảm ứng sẽ cùng chiều với từ trường ngoài .
Để xác lập được chiều của dòng điện cảm ứng ta sẽ đưa Cực Bắc của thanh nam châm hút chuyển dời vào trong lòng ống dây làm cho từ thông gửi qua ống dây tăng lên như hình bên dưới. Theo định luật Lenz, dòng điện cảm ứng phải sinh ra từ trường ngược chiều với từ trường của thanh nam châm từ để từ thông sinh ra có tính năng làm giảm sự tăng của là nguyên do sinh ra nó .
Như vậy, theo định luật Lenz, dòng điện cảm ứng khi nào cũng có tính năng chống lại sự di dời của thanh nam châm từ. Bởi vậy, để di dời thanh nam châm hút, ta phải tốn công sưc và chính công thức đó sẽ được chuyển hóa thành điện năng của dòng điện cảm ứng .

Định luật cảm ứng Faraday: đây là định luật cơ bản trong điện từ cho biết từ trường tương tác với một mạch điện để tạo ra  suất điện động.

” Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín, nó tỉ lệ với độ biến thiên từ trải qua mạch và tỉ lệ nghịch với khoảng chừng thời hạn của sự biến thiên ấy ”

Hình ảnh nhà vật lý học Heinrich Lenz

Định luật cảm ứng Faraday cho biết mối quan hệ giữa biến thiên từ thông trong diện tích quy hoạnh mặt phẳng cắt của một vòng kín và điện trường cảm ứng dọc theo vòng đó .
Công thức tính :

Với dA là một phần của diện tích bề mặt di chuyển của cuộn dây 

, B là từ trường, B.dA là tích vô hướng.
, B là từ trường, B.dA là tích vô hướng .

Dạng tích phân: 

Trong đó E là điện trường cảm ứng, ds là một phần tư vô cùng bé của vòng kín và dΦB / dt là biến thiên từ thông .
Định luật cảm ứng Faraday dựa trên những thí nghiệm của Michael Farádaday vào năm 1831 .
Định luật khởi đầu được phát biểu là : ” Một lực điện động được sinh ra bởi cảm ứng khi từ trường quanh vật dẫn điện đổi khác suất điện động cảm ứng tỷ suất thuận với độ biến hóa của từ trải qua vòng mạch điện ”

 

Hình ảnh miêu tả của thí nghiệm Faraday

Đến Faraday, định luật này được bộc lộ qua một thực nghiệm của ông như sau : Ông lấy một cuộn dây và mắc tiếp nối đuôi nhau với một điện kế để tạo thành một mạch kín. Phía trên ống dây, ông đặt một nam châm hút 2 cực Nam – Bắc. Sau đó ông đã làm thí nghiệm và nhận thấy sự biến hóa như bên dưới .
– Nếu rút thanh nam châm hút ra, dòng điện cảm ứng sẽ đổi chiều
– Nếu vận động và di chuyển thanh nam châm hút càng nhanh, cường độ dòng điện cảm ứng càng lớn
– Nếu giữ thanh nam châm hút đứng yên, dòng điện cảm ứng bằng không
– Nếu thay thế sửa chữa nam châm từ bằng một cuộn dây có dòng điện đi qua và làm những bước thí nghiệm như trên thì vẫn cho hiệu quả tựa như
Từ những thí nghiệm trên, Faraday đã rút ra những Tóm lại rằng :
– Từ thông gửi qua mạch kín đổi khác theo thời hạn là nguyên do sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch đó
– Dòng điện cảm ứng chỉ sống sót trong thời hạn từ thông gửi qua mạch kín biến hóa
– Cường độ dòng điện cảm ứng tỷ suất thuận với vận tốc đổi khác của từ thông

– Chiều của dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào sự tăng hay giảm của từ thông gửi qua mạch.

Xem thêm: Sửa bếp từ bếp lẩu bếp điện tại Hà Giang uy tín tốt nhất

Có thể thấy nhờ thí nghiệm này của Michael Faraday tất cả chúng ta hoàn toàn có thể kiểm chứng và hiểu được mối quan hệ giữa từ trường và điện trường. Các vật phẩm hàng ngày như nhà bếp từ, quạt, lò nướng điện đều được tạo ra nhờ định luật Faraday Ngay cả những công nghệ tiên tiến tiên tiến và phát triển tăng trưởng ngày này mà tất cả chúng ta có đều dựa trên định luật Faraday. Để hoàn toàn có thể tạo ra động cơ điện một chiều, kiến ​ ​ thức hầu hết dựa vào việc sử dụng một đĩa đồng quay trên những đầu của một nam châm từ. Nhờ hoạt động quay này, một dòng điện một chiều hoàn toàn có thể được tạo ra .

Trên đây là bài viết của Luật Minh Khuê về Cảm ứng điện từ và hiện tượng cảm ứng điện từ. Hy vọng bài viết đã cung cấp cho Bạn những thông tin hữu ích nhất về vấn đề trên.

Source: https://suachuatulanh.org
Category : Thợ Điện Dân Dụng