Hiện tượng cảm ứng điện từ và ứng dụng của cảm ứng điện từ

Hôm nay chúng tôi sẽ gửi đến những bạn bài viết vềhiện tượng cảm ứng điện từ trong vật lý. Và những ứng dụng thực tiễn về cảm ứng của điện từ trong đời sống .

Tìm hiểu khái niệm hiện tượng cảm ứng điện từ là gì ?

Đây là một hiện tượng được hình thành một suất điện động ( điện áp ) trên một vật dẫn. Và khi vật dẫn đó được đặt trong một từ trường biến thiên. Vào năm 1831, Michael Faraday đã chứng tỏ bằng thực nghiệm rằng từ trường hoàn toàn có thể sinh ra được dòng điện .
Đúng là như vậy, khi cho từ thông đi qua một mạch kín biến hóa thì trong mạch sẽ Open một dòng điện. Dòng điện này được gọi với cái tên là dòng điện cảm ứng. Và dòng điện này được gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ .

Các định luật tương quan đến dòng điện cảm ứng điện từ

Sau đây, chúng tôi sẽ trình làng đến những bạn một số ít thí nghiệm và định luật tương quan đến cảm ứng từ :

Định luật Faraday về cảm ứng điện từ

Lấy một ống dây điện ( gồm có nhiều vòng ) mắc tiếp nối đuôi nhau với một điện kế G thành một mạch kín. Phía trên ống dây, bạn đặt một thanh nam châm hút có hai cực là bắc ( N ) và nam ( S ). Thí nghiệm chứng tỏ rằng : Nếu chuyển dời thanh nam châm hút vào trong ống dây, kim của điện kế sẽ bị lệch đi. Điều đó chứng tỏ một điều rằng ở trong ống dây Open một dòng điện. Đây chính là dòng điện cảm ứng, được ký hiệu bằng Ic .
Qua thí nghiệm trên, cho thấy :
– Khi rút thanh nam châm từ ra, dòng điện cảm ứng sẽ có chiều ngược lại
– Thanh nam châm từ vận động và di chuyển càng nhanh thì cường độ dòng điện cảm ứng Ic càng lớn .
– Giữ thanh nam châm từ đứng yên với ống dây. Khi đó, dòng điện cảm ứng sẽ bằng không .
– Nếu thay thanh nam châm từ bằng một ống dây có dòng điện chạy qua, rồi thực thi thí nghiệm như trên, ta cũng sẽ có những hiệu quả tương tự như .

Từ những thí nghiệm đó, Faraday đã rút ra được những Kết luận sau đây :
– Từ thông đi qua mạch kín và 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 khoảng chừng thời hạn từ thông gửi qua mạch kín đổi khác .
– Cường độ dòng điện cảm ứng sẽ tỉ lệ thuận với vận tốc đổi khác từ thông .
– Chiều của dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào vào sự tăng hoặc giảm của từ thông gửi qua mạch .

Ðịnh luật Lenz :

Cùng với Michael Faraday với Heinrich Lenz cũng nghiên cứu và điều tra về cảm ứng từ. Đã tò mò ra định luật tổng quát giúp ta xác lập được chiều của dòng điện cảm ứng, được gọi là định luật Lenz .
Định luật này có nội dung như sau : “ Dòng điện cảm ứng phải có chiều để sao cho từ trường do nó sinh ra có công dụng chống lại nguyên do sinh ra nó “
Nếu Φ là dòng điện cảm ứng, hoàn toàn có thể trình diễn như sau :

Φ = – B = – L.I

Ðiều này có nghĩa là khi từ thông đi 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 có chiều ngược lại với chiều của từ trường ngoài. Nếu từ thông đi 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 .

Dưới đây, ta hãy vận dụng định luật đó để xác lập chiều của dòng điện cảm ứng được nêu trong trường hợp ở trên. Cực Bắc của thanh nam châm từ sẽ vận động và di chuyển vào bên trong lòng ống dây. Làm cho từ thông, gửi trong ống dây tăng lên. Theo định luật của Lenz, dòng điện cảm ứng phải sinh ra từ từ trường và ngược chiều với từ trường của thanh nam châm từ. Để từ thông Fc sinh ra có tính năng làm giảm sự tăng cũng là nguyên do sinh ra nó .
Bằng lý luận ta nhận thấy nếu di dời cực Bắc của thanh nam châm từ ra xa với ống dây. Dòng điện cảm ứng Open trong mạch sẽ có chiều ngược lại so với chiều của dòng điện cảm ứng trong trường hợp trên .

Như vậy, theo định luật của Lenz thì dòng điện cảm ứng bao giờ cũng sẽ có tác dụng chống lại sự dịch chuyển của thanh nam châm. Vì vậy, để dịch chuyển được thanh nam châm, ta phải tốn công. Chính công mà ta tốn sẽ được biến thành điện năng của dòng điện cảm ứng.

Định luật cơ bản của hiện tượng cảm ứng điện từ

“ Suất điện động cảm ứng luôn bằng với trị số. Tuy nhiên, trái dấu với vận tốc biến thiên của từ thông gửi qua diện tích quy hoạnh trong mạch điện. ” Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra bởi cảm ứng của điện từ .

Định nghĩa về từ thông

Từ thông là gì ?

Từ thông hiểu đơn thuần là số đường sức từ đi qua một mặt phẳng kín. Chúng là một phép đo tổng từ trường đi qua một diện tích quy hoạnh của mặt phẳng. Với những khu vực đang xem xét hoàn toàn có thể có bất kể size và theo hướng bất kỳ nào đó tương quan đến hướng của từ trường .

Kí hiệu của từ thông :

Từ thông được kí hiệu là Φ. Là một vần âm được bắt nguồn từ những ký tự của tiếng Hy Lạp. Thông thường sẽ là Φ hoặc ΦB .

Đơn vị của từ thông :

Từ thông cũng là một đại lượng vật lý và chúng sẽ có một hoặc một vài đơn vị chức năng đo lường và thống kê cho riêng mình. Xét theo SI hoặc CGS thì từ thông sẽ có những đơn vị chức năng như sau :
– Đơn vị chuẩn quốc tế ( SI ) : Weber ( Wb )
– Đơn vị nền tảng : Volt – giây
– Đơn vị theo CGS : Maxwell

Công thức tính từ thông :

Từ thông được xác lập bởi công thức như sau :

Φ = B.S.Cos(α)

Trong đó :

Φ là từ thông (Wb)

B là từ trường (T)

S là diện tích bề mặt (mét vuông)

α là góc giữa 2 véc tơ n và B (vectơ n là vectơ pháp tuyến của mặt phẳng S)

Ý nghĩa của từ thông :

Từ thông sẽ có ý nghĩa sau đây : “ Từ thông đi qua một mặt phẳng S bằng số đường sức từ đi qua diện tích quy hoạnh S và được đặt vuông góc với đường sức từ ”

Cách để nhận ra sự Open dòng điện cảm ứng :

Ở phần trên, tất cả chúng ta đã tìm hiểu và khám phá về hiện tượng cảm ứng điện từ. Vậy làm cách nào để nhận ra được có sự Open của dòng điện cảm ứng ? Để biết dòng điện cảm ứng có Open hay không, ta hoàn toàn có thể dùng những cách như sau :
– Ta hoàn toàn có thể sử dụng Ampe kế để phân biệt .
– Dùng nam châm hút thử để nhận ra được .
– Hoặc hoàn toàn có thể sử dụng bóng đèn cũng hoàn toàn có thể để nhận ra .

Ứng dụng của cảm ứng điện từ trong đời sống

Từ việc nắm được thực chất của loại cảm ứng này. Chúng ta cũng cần biết rõ 1 số ít ứng dụng của hiện tượng này vào đời sống. Đây được xem là một hiện tượng quan trọng trong vật lý. Và trở nên rất hữu dụng với nhiều ứng dụng trong đời sống. Hiện tượng này đã giúp tạo ra một cuộc cách mạng lớn ở trong nghành ứng dụng kỹ thuật. Bên cạnh đó, hiện tượng này còn được ứng dụng trong những nghành nghề dịch vụ khác như công nghiệp, y tế, khoảng trống … để ship hàng hữu dụng vào đời sống của con người .
Hiện tượng này thường được ứng dụng làm thiết bị gia dụng cũng như vào trong những ứng dụng trong công nghiệp. Điển hình như quạt điện, nhà bếp từ, đèn huỳnh quang, lò vi sóng, lò nướng, máy xay, chuông cửa, loa, … Dưới đây là một số ít ứng dụng của hiện tượng cảm ứng vào đời sống .

Trong thiết bị gia dụng :

Điện từ đóng vai trò là nguyên tắc cơ bản so với những thiết bị gia dụng như thiết bị phòng bếp, đèn, mạng lưới hệ thống điều hòa không khí, …
Quạt điện :
Những mạng lưới hệ thống làm mát nói chung hay quạt điện nói riêng đều sử dụng đến động cơ điện. Những động cơ này về thực chất hoạt động giải trí dựa trên nguyên tắc cảm ứng của điện từ. Với bất kể thiết bị điện nào, động cơ điện đều hoạt động giải trí nhờ từ trường được tạo ra bởi dòng điện theo nguyên tắc của lực Lorentz .
Bếp từ :
Thay vì phải dẫn nhiệt từ lửa như bếp gas hay sử dụng những bộ phận làm nóng bằng điện. Sản phẩm về nhà bếp từ đã giúp làm nóng nồi nấu bằng cảm ứng từ. Lúc này, dòng điện cảm ứng trực tiếp sẽ làm nóng dụng cụ nấu bếp. Khi đó, nhiệt độ hoàn toàn có thể tăng lên nhanh gọn. Với nhà bếp từ, một cuộn dây đồng được đặt dưới một lớp vật tư cách nhiệt ( thường là mặt nhà bếp làm bằng gốm thủy tinh ), và một dòng điện xoay chiều sẽ được truyền qua cuộn dây đồng này .
Từ trường xê dịch sẽ tạo ra một từ thông liên tục từ hóa nồi. Khi đó, nồi đóng vai trò như lõi từ ở máy biến áp. Chính điều này đã tạo nên dòng điện xoáy ( còn được gọi là dòng điện Fuco ) lớn ở trong nồi. Sự hoạt động giải trí của dòng Fuco đã khiến nồi nấu chịu tính năng của lực hãm điện từ. Qua đó đã gây nên hiệu ứng tỏa nhiệt Jun – Lenxơ và giúp làm nóng đáy nồi cũng như thức ăn bên trong nồi .

Trong công nghiệp :

Không chỉ được ứng dụng thoáng đãng vào trong những thiết bị điện gia dụng. Hiện tượng cảm ứng từ còn được con người sử dụng vào hoạt động giải trí sản xuất công nghiệp. Dưới đây là một số ít ứng dụng đơn cử của hiện tượng này vào trong nghành công nghiệp :
Máy phát điện :
Máy phát điện sử dụng nguồn năng lượng cơ học nhằm mục đích tạo ra điện. Bộ phận chính của máy phát điện thực chất chính là một cuộn dây nằm trong từ trường. Thay vì việc cần dùng một cuộn dây quay trong từ trường không đổi. Có một cách khác nữa để sử dụng cảm ứng của điện từ đó chính là giữ cho cuộn dây được đứng yên và quay nam châm từ vĩnh cữu ( phân phối từ thông và từ trường ) xung quanh cuộn dây .
Tàu đệm từ :
Hệ thống giao thông vận tải sử dụng hiện tượng cảm ứng từ được xem là một trong những công nghệ tiên tiến tân tiến. Tàu đệm từ về thực chất là việc dùng nam châm từ điện mạnh để tăng vận tốc của tàu lên một mức đáng kinh ngạc. Hiện nay, ở Nhật Bản, nhiều đoàn tàu ứng dụng hiện tượng cảm ứng từ được thiết kế xây dựng, vận tốc của những đoàn tàu vô cùng lớn. Một số đoàn tàu thậm chí còn có vận tốc hơn 500 km / giờ .

Trên đây là những thông tin về hiện tượng cảm ứng điện từ. Hy vọng nó sẽ giúp bạn có thêm những kiến thức bổ ích. Xin cảm ơn!

Tôi là Nguyễn Tiến Thành – Tôi đã có nhiều năm kinh nghiệm tay nghề review nhìn nhận những loại thiết bị vệ sinh công nghiệp và những mẹo làm sạch. Hy vọng những san sẻ của tôi sẽ đem lại cho những bạn những thông tin có ích hơn .

Source: https://thevesta.vn
Category: Công Nghệ