Khái niệm cơ bản về hiện tượng cảm ứng điện từ là gì?

Trong vật lý lớp 11, cảm ứng điện từ là bài học ở các chương trình phổ thông. Định nghĩa về hiện tượng cảm ứng điện từ là gì? Trong bài viết này, chúng ta cùng tìm hiểu lý thuyết về hiện tượng vật lý này.

Từ thông là gì?

Nhiều người thường gọi từ thông là thông lượng từ trường. Đây là một đại lượng cơ bản trong vật lý. Từ thông đặc trưng cho “lượng” từ trường khi đi qua một giới hạn tiết diện, bởi vì một đường cong kín.

Định nghĩa hiện tượng cảm ứng điện từ là gì?

Hiện tượng này có sự xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch kín, mạch đó bị biến đổi khi từ thông đi qua.

Suất điện động cảm ứng trong mạch điện kín là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng.

Tóm lại hiện tượng cảm ứng điện từ được xem là một trong những hiện tượng quan trọng của vật lý. Hiện tượng này đã góp phần đưa nền văn minh của nhân loại bước sang một giai đoạn mới, đó là giai đoạn sử dụng năng lượng điện.

Các định luật vật lý về hiện tượng cảm ứng điện từ

* Thí nghiệm Faraday

Khi lấy một cuộn dây, mắc nối tiếp với một điện kế G, tạo thành mạch kín. Phía trên ống dây hãy đặt một thanh nam châm 2 cực Bắc – Nam. Từ thí nghiệm của Faraday rút ra được kết luận sau:

– Nguyên nhân sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín đó, từ thông gửi qua mạch kín biến đổi theo thời gian.

– Từ thông gửi qua mạch kín biến đổi, dòng điện cảm ứng chỉ tồn tại trong một thời gian.

– Cường độ của dòng điện cảm ứng sẽ tỉ lệ thuận với tốc độ biến đổi của thông lượng từ trường (từ thông).

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

Định luật: Độ lớn của εc tỉ lệ với tốc độ biến thiên của từ thông gửi qua mạch.

Công thức:

Trong đó: – N : Số vòng dây của khung dây

∆Φ : Độ biến thiên từ thông (đơn vị Wb)

∆t : Thời gian (đơn vị s)

– εc : Suất điện động cảm ứng (đơn vị V)

Sơ đồ hiện tượng cảm ứng điện từ trong vật lý

* Ðịnh luật Lenz

– Định luật Lenz được dùng để xác định chiều của dòng cảm ứng.

– Dòng điện cảm ứng theo chiều sao cho từ trường của nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân đã sinh ra nó.

Khi từ thông di chuyển qua mạch tăng lên, từ trường cảm ứng sinh ra, có tác dụng hạn chế sự tăng của từ thông: từ trường ngoài sẽ ngược chiều với từ trường cảm ứng. Nếu từ thông qua mạch giảm, cùng với từ trường cảm ứng (do dòng điện cảm ứng sinh ra nó) có tác dụng chống lại sự giảm của từ thông. Lúc đó, từ trường ngoài sẽ cùng chiều với từ trường cảm ứng.

Dưới đây, ta vận dụng định luật này để xác định chiều của dòng điện cảm ứng, Cực Bắc của nam châm di chuyển vào trong lòng ống dây, làm cho từ thông qua ống dây tăng lên. Theo định luật Lenz, dòng điện cảm ứng phải sinh ra từ trường ngược chiều với từ trường của thanh nam châm, để từ thông Fc sinh ra nó.

Bằng lý luận thực tiễn, có thể nhận thấy nếu thanh nam châm dịch chuyển cực Bắc của ra xa ống dây, trong mạch dòng điện cảm ứng xuất hiện sẽ có chiều ngược lại với chiều của dòng điện cảm ứng khi trong trường hợp trên.

Do đó, theo định luật Lenz, dòng điện cảm ứng có tác dụng chống lại sự dịch chuyển của các thanh nam châm. Thế nên, ta phải tốn công để dịch chuyển thanh nam châm. Chính từ công mà ta tốn sẽ biến thành điện năng của dòng điện cảm ứng.

Thí nghiệm về cảm ứng điện từ

Từ việc tìm hiểu về định nghĩa cảm ứng điện từ, để hiểu rõ hơn về hiện tượng này, bạn tham khảo thí nghiệm hiện tượng cảm ứng điện từ như sau:

– Để tạo ra dòng điện trong cuộn dây dẫn kín, bạn cần áp dụng nhiều cách với nam châm.

– Dòng điện cảm ứng là khi từ trường sinh ra dòng điện một hiện tượng cảm ứng điện từ. Dòng điện cảm ứng điện từ là hiện tượng này xuất hiện dòng điện cảm ứng.

Như vậy ở bài viết trên, bạn sẽ hiểu về “cảm ứng điện từ là gì?”, cùng với các định luật về cảm ứng điện từ. Bạn có thể tham khảo để có bổ sung thêm thông tin mà mình đang quan tâm.

Một số định luật về cảm ứng điện từ

Từ lý thuyết cảm ứng điện từ là gì, dưới đây hãy cùng tìm hiểu một số định luật cơ bản 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 một mạch điện kín; thì trong mạch xuất hiệu suất điện động cảm ứng.

• Định luật Lenz (Len-xơ):

Dòng điện cảm ứng có chiều cao sao cho từ trường có tác dụng chống lại nguyên nhân đã sinh ra nó.

• Định luật Faraday:

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 thông qua mạch và tỉ lệ nghịch với khoảng thời gian của sự biến thiên ấy (tức là tỉ lệ với tốc độ biến thiên của từ thông).

Ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ là gì?

Hiện tượng cảm ứng điện từ là một hiện tượng cực kỳ hữu ích; với rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống. Điện từ đã tạo ra một cuộc cách mạng lớn trong lĩnh vực ứng dụng kỹ thuật. Không chỉ vậy, nó còn tác động lớn đến các lĩnh vực khác như y tế, công nghiệp, không gian…

• Thiết bị gia dụng

Điện từ đóng vai trò là nguyên tắc làm việc cơ bản; của rất nhiều thiết bị gia dụng như đèn, thiết bị nhà bếp, hệ thống điều hòa không khí, vv.

• Bếp từ

Bếp từ làm nóng nồi nấu bằng cảm ứng từ; thay vì dẫn nhiệt từ lửa, hay bộ phận làm nóng bằng điện. Bởi dòng điện cảm ứng trực tiếp làm nóng dụng cụ nấu bếp; do đó, nhiệt độ có thể tăng lên rất nhanh.

• Đèn huỳnh quang

Các hệ thống chiếu sáng sử dụng phổ biến là hệ thống chiếu sáng bằng đèn huỳnh quang. Trong đèn huỳnh quang, chấn lưu được sử dụng dựa trên nguyên lý điện từ. Và tại thời điểm bật đèn; nó đã tạo ra một điện áp cao trên 2 đầu đèn là phóng điện qua đèn. Dòng điện khi qua đèn sẽ tạo thành ion giúp tác động lên bột huỳnh quang làm đèn phát sáng.

• Quạt điện

Các hệ thống làm mát nói chung hay quạt điện nói riêng đều sử dụng động cơ điện. Những động cơ này về bản chất hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Với bất kỳ thiết bị điện nào; động cơ điện đều hoạt động bởi từ trường được tạo ra bởi dòng điện theo nguyên lý lực Lorentz.

Ứng dụng trong công nghiệp

Không chỉ được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị điện dân dụng. Hiện tượng cảm ứng điện từ ;còn được con người sử dụng vào hoạt động sản xuất công nghiệp; thậm chí còn được sử dụng vào lĩnh vực y học để chữa bệnh cho con người. Dưới đây là một số ứng dụng cụ thể của hiện tượng này trong lĩnh vực công nghiệp.

• Máy phát điện

Máy phát điện sử dụng năng lượng cơ học để tạo ra điện. “Trái tim” của máy phát điện là một cuộn dây trong từ trường. Nguyên lý hoạt động của máy phát điện; đó chính là cuộn dây điện được quay trong từ trường với tốc độ không đổi sẽ tạo ra điện xoay chiều.

Thay vì sử dụng một cuộn dây quay trong từ trường không đổi; có một cách khác để sử dụng cảm ứng điện từ đó chính là giữ cho cuộn dây đứng yên; và quay nam châm vĩnh cữu (cung cấp từ trường và từ thông) xung quanh cuộn dây.

• Tàu điện từ

Hệ thống giao thông sử dụng hiện tượng cảm ứng điện từ được xem là một trong những công nghệ hiện đại. Tàu đệm từ về bản chất là việc sử dụng nam châm điện mạnh để tăng tốc độ của tàu lên một mức đáng kinh ngạc.

Hiện nay, ở Nhật Bản, nhiều đoàn tàu ứng dụng hiện tượng cảm ứng điện từ được xây dựng, tốc độ của những đoàn tàu này vô cùng lớn, một số đoàn tàu thậm chí có tốc độ hơn 500 km/h.

• Trong y học

Ngày nay, trường điện từ đóng một vai trò quan trọng trong các thiết bị y tế tiên tiến như; phương pháp điều trị tăng thân nhiệt cho bệnh ung thư; cấy ghép và chụp cộng hưởng từ (MRI).

Từ khóa:

• Hiện tượng cảm ứng điện từ là gì lớp 9
• Định luật Faraday về cảm ứng điện từ
• Ứng dụng của cảm ứng điện từ
• Thí nghiệmcảm ứng điện từ lớp 9

Nội dung liên quan:

• ESP là gì? Tìm hiểu về hệ thống ESP trên ô tô
• Xe số tự động là gì? Ký hiệu trên cần số
• Printed circuit board là gì? Phân loại bảng mạch in