Để giải quyết được các bài toán liên quan đến từ thông – Mặc định anh em phải sử dụng các công thức tính. Tuy nhiên; chúng ta phải hiểu được bản chất và sự di chuyển của từ thông thì hiển nhiên chúng ta sẽ nhớ được công thức và cách thuyết trình
Vậy từ định nghĩa từ thông là gì ? Nguyên lý hoạt động của từ thông như thế nào sẽ được chia sẻ chi tiết trong bài này !
Từ thông là gì ?
Định nghĩa từ thông là gì | Công thức tính từ thông và điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng
Từ thông là từ trường được sinh ra từ một khung dây đồng cuốn thành vòng tròn. Về số vòng thì tùy thuộc ứng dụng để quấn. Số vòng dây này sẽ đi xuyên qua một thanh nam châm vĩnh cửu
Trên nguyên tắc; từ thông thể hiện cho hiện tượng từ truyền xuyên qua nam châm vĩnh cửu. Nam châm tạo từ trường càng lớn thì lượng từ thông được sản sinh càng nhiều
Đơn vị của từ thông
Ký hiệu của từ thông Φ hay còn gọi là phi. Ngoài ra; từ thông còn được gọi là vê be ký hiệu theo đơn vị là Wb. Tuy nhiên; đa phần đều sử dụng Φ là ký hiệu thông dụng phổ biến của từ thông
Ví dụ về từ thông
Để các bạn hình dung dễ dàng hơn tôi sẽ phân tích một ví dụ ngoài luồng cụ thể:
Chúng ta lấy một cái quạt mini khởi động nó lên thì lượng gió sẽ đi theo một hướng. Ta lấy một tấm giấy vuông góc lớn
Trường hợp để nằm ngang thì lượng gió thổi qua nhiều
Trường hợp nằm chéo trước quạt thì lượng gió thổi qua ít lại
Và trường hợp chắn vuông góc với hướng gió thổi thì lúc này lượng gióa thổi qua ít nhiều còn tùy thuộc vào tiết diện giấy hoặc độ mạnh của quạt. Đối với từ thông như trên cũng hoàn toàn như vậy
Hoặc ai có con cảm biến siêu âm đo mức nước bị hư. Bạn chỉ cần tháo lắp thiết bị đó ra sẽ thấy cục nam châm vĩnh cửu và cuộn dây tạo từ trường. Đối với dòng từ trường mặc dù nó có sự dịch chuyển mạnh mẽ nhưng chúng ta không bao giờ thấy. Bản chất dòng siêu âm cũng vậy. Hoạt động theo nguyên lý bắn sóng một cách vô hình
Nguyên lý tạo ra từ thông
Nếu phân tích ở một góc độ nào đó ta sẽ thấy rõ đường truyền của các tia cảm ứng điện từ luôn là một đường thẳng song song với nhau được ký hiệu là B
Nguyên lý tao ra từ thông
Đồng thời; các đường truyền này nó sẽ truyền vuông góc với tiết diện nam châm hay còn gọi là tiết diện S. Và tất nhiên; khi dòng cảm ứng điện từ và tiết diện nam châm cùng chỉ về một hướng song song với nhau thì lúc này không sản sinh ra từ thông
Chính vì vậy; từ thông được sinh ra khi và chỉ khi cảm biến điện từ tạo góc với tiết diện S hay còn gọi là từ trường của nam châm vĩnh cửu
Công thức tính từ thông qua khung dây
Công thức tính từ thông qua khung dây
Φ = N . B . Scosα
Trong đó thể hiện:
Φ chính là đơn vị từ thông được sinh ra từ hiện tượng cảm ứngN: Tổng số vòng dây quấn tạo nên khung dâyB: hiện diện cho các dòng cảm ứng từS: Diện tích hay còn gọi là độ rộng để từ thông xuyên qua =>S càng lớn thì thông Φ càng lớn Và cuối cùng α là chính là góc được tạo ta bắt nguồn từ 2 vecto pháp tuyến của khung dây và cảm ứng từ ( n⃗ và B⃗ )
Để mà có từ thông luôn luôn ở trạng thái dương + thì bắt buộc các góc α được tạo ra phải là góc nhọn
Vậy câu hỏi đặt ra yếu tố từ thông Φ riêng của một mạch kín phụ thuộc vào cái gì ?
Đáp án:
Từ thông thay đổi dựa vào một trong 4 yếu tố sau:Từ trường qua khu dây thay đổiTăng giảm số vòng dây quấn quanh khungTăng giảm tiết diện dây dẫnGóc α
Chính vì từ thông riêng của một mạch kín phụ thuộc vào những nhân tố này; mới dẫn đến hiện tượng có dòng điện hoặc không. Hoặc dòng điện yếu mạnh…..
Công thức tính từ thông cực đại
Từ thông cực đại được tạo ra bởi công thức Φmax = B.S
Từ thông cực đại được tạo ra khi góc α nằm trong 2 trường hợp n⃗ và B⃗ tạo góc 0 độ C và 180 oC Điều này có nghĩa là cảm ứng điện từ và từ trường tiết diện S nó chạy song song với nhau; và không tạo ra góc
Công thức tính từ thông cực tiểu
Từ thông cực tiểu có nghĩa là không sinh ra từ thông. Mà trường hợp từ thông không được sản sinh bởi lý do góc α = 90 độ xảy ra khi góc n⃗ và B⃗ tạo góc vuông
Các bạn lưu ý 2 phần này nhé.
Đang xem: Từ thông là gì, hiện tượng cảm Ứng Điện từ từ thông là gì
Xem thêm: ” Well Rounded Là Gì ? Well Rounded Có Nghĩa Là Gì
Xem thêm: Từ Sến Là Gì ? Bạn Có Biết Hành Động Sến Là Như Thế Nào? Nguồn Gốc Lịch Sử Và Ý Nghĩa Của Từ “Sến”
Đây là những câu trắc nghiệm thường ra nhất trong thi cử hiện nay bằng các câu hỏi trắc nghiệm
Từ 2 công thức trên ta thấy dù ở bất cứ trường hợp nào thì công thức tính không thay đổi. Điều này có khẳng đình gì ?
Có nghĩa là nguyên tắc hoạt động của từ thông hoàn toàn không phụ thuộc vào độ nhiễu tín hiệu từ các môi trường bên ngoài gây ra !
Ví dụ bài toán về từ thông
Ví dụ 1:
Giả sử bài toán yêu cầu thế này: Có một khung dây đồng được cuốn phẳng dẹt với số vòng dây độ 1500 vòng, diện tích mỗi vòng là 39 cm2
Trong bài toán thể hiện khung quây xoay đều quanh một trục vít đối xứng nhau. Hướng của cảm ứng điện từ so với trục quay tạo một góc 0 độ và có độ lớn 0,5T. Yêu cầu tính từ thông cực đại chạy quay khung dây
Theo công thức trên ta có:
Φ = N . B . Scosα = 1500 * 0,5 * 39*10^-4 = 2,925Wb
Hiện tượng cảm ứng điện từ là gì
Hiện tượng cảm ứng điện từ là gì | Định luật cảm ứng điện từ
Để biết được hiện tượng cảm ứng điện từ là gì ? Trước tiên ta nên tìm hiểu định nghĩa về dòng điện cảm ứng. Vậy ?
Dòng điện cảm ứng là gì
Theo lý thuyết mặc định:
Thì dòng điện cảm ứng được tạo ra bởi sự tác động giữa nam châm vĩnh cửu và số vòng dây cuốn. Tất nhiên trong trường hợp này; thì dù nam châm có di chuyển lại gần hoặc chạy đi xa số vòng dây ở một khoảng cách nhất định thì chắc chắn sẽ tạo ra điện và từ thông vây quanh khung dây và đây cũng là điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng
Dòng điện cảm ứng là gì | Cách xác định chiều dòng điện cảm ứng
Đây cũng là mối quan hệ qua lại giữa dòng điện cảm ứng và từ thông. Hay còn gọi diện cảm ứng tạo ra bởi từ thông tăng giảm
Cách xác định chiều dòng điện cảm ứng
Về từ trường tạo ra dòng điện B⃗ có tới 2 chiều được thể hiện:
Chiều B⃗ của từ trường ban đầuVà chiều B⃗ khi dòng điện cảm ứng điện từ được sản sinh ra
Ở phần này có liên hệ rất lớn tới định luật Len – xơ
Định luật len xơ về chiều dòng điện cảm ứng
Nhiều định nghĩa về đinh luật len xơ hay còn gọi là định luật lenz . Và ngay cả sách giao khoa tôi cũng thấy hơi mơ hồ. Chính vì vậy tôi sẽ thể hiện định luật này cho bạn đọc dễ hiểu nhất !
Định luật faraday về cảm ứng điện từ hay còn gọi Định luật len xơ về chiều dòng điện cảm ứng
Theo Len xơ ( định luật faraday về cảm ứng điện từ ) thì Từ trường (B⃗1) mà dòng điện cảm ứng điện từ sau khi được tạo ra – đối kháng với sự biến thiên linh động của từ thông => do từ trường ban đầu (B⃗2) sinh ra
Như vậy: Để xác định được một trong 2 chiều này ta thể hiện như sau:
Từ thông tăng khi và chỉ khi ta đưa nam châm lại gần. Lúc này hướng B⃗1 sẽ là hướng N ( Hướng Nam ) như hình. Và sự đối kháng của B⃗2 ta hiển nhiên sẽ là chiều ngược lại so với B⃗1 có nghĩa là hướng S ( Theo lý thuyết là hướng bắc )
Thế nào là hiện tượng cảm ứng điện từ
Hiện tượng cảm ứng điện từ là một hiện tượng xảy ra khi và chỉ khi dòng điện cảm ứng được sinh ra
Thế nào là hiện tượng cảm ứng điện từ
Một điểm rất quan trọng: Hiện tượng cảm ứng điện từ chỉ xuất hiện trong thời gian nhất định và chỉ xảy ra khi có sự thay đổi linh hoạt lên xuống của từ thông
Còn dân kỹ thuật chúng tôi chỉ đơn giản !
Hiện tượng cảm ứng điện từ là một hiện tượng xuất hiện -> suất điện động – trong khung dây khi mà từ thông đi xuyên qua khung dây có sự thay đổi rõ rệt
Suất điện động là gì
Khái niệm suất điện động là gì | Công thức suất điện động cảm ứng
Thực ra; suất điện động cảm ứng hay còn gọi là sức điện động là một một loại cảm ứng điện được sinh ra từ sự xuất hiện một dòng điện cảm ứng trong mạch kín có chiều chạy xung quanh mạch kín
Công thức tính suất điện động cảm ứng
Dưới đây; là hình ảnh mô tả chi tiết về công thức tính toán các suất điện động cảm ứng thường sử dụng trong thi cử
Công thức tính suất điện động cảm ứng
Cách kiểm tra có suất điện động cảm ứng
Để các bạn rõ hơn mình sẽ đưa ra ví dụ thực tế chứng minh hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra như thế nào ?
Cách 1:
Vật liệu cần:
1 ống nhựa quận dây đồng tầm 4500 vòngNam châm vĩnh cửu ( Nếu không có thanh to ta có thể lấy các thanh nhỏ nối lại)Đèn Led ( Nhận biết có dòng điện hay không )Dây đẫn điệnỐng giấy đựng nam châm
Thực hành:
Ta mặc trực tiếp con đèn lép với ống dây thông qua dây dẫn điện nhằm mục đích tạo thành mạch kín
Cách kiểm tra suất điện động cảm ứng khi rút nam châm ra đèn không sáng
Sau đó; lấy ống giấy cứng nhét nam châm vào và xuyên qua ống dây. Ta sẽ thấy khu đưa vào trong đường ống đèn led sáng. Lấy nam châm ra thì đèn tắt
Bài tập thực hành suất điện động cảm ứng khi đưa nam châm vào suất hiện suat dien dong làm cho đèn sáng
Giả sử nếu thay đổi đổi 2 cực dây dẫn cắm vào đường ống thì thế nào ?
Kết quả:
Khi ta đút nam châm vào đường ống thì đèn không sáng
Khi rút nam châm ra khỏi đường ống thì đèn led sáng
Xác đinh sức điện động thông qua VOM
Lấy con đồng hồ đo VOM ra. Đấu 2 cực đồng hồ VOM vào 2 cực ống dây thông qua 2 cái dây dẫn
Ở con đồng hồ VOM ta chọn chức năng Voont và vặn nó ở mưc 10V AC
Khi cho nam châm lại gần mà không có sự dịch chuyển thì ta thấy kim đồng hồ không nhảy
Suat dien dong cam ung la gi | Thực hành dùng đồng hồ VOM kiểm tra suất điện động cảm ứng
Khi cho nam châm dịch chuyển liên tục trong ống dây thì lập tức kim đồng hồ tăng Vônt dần. Và đây cũng là một trong những cách tạo dòng điện từ nam châm vĩnh cửu
Cách tạo dòng điện cảm ứng trong mạch kín có chiều | Nhận biết được khi đồng hồ VOM tăng gần 2VKết luận bài tập suất điện đông cảm ứng
Từ trường thay đổi tạo nên sự thay đổi của từ thông. Điều này dẫn đến sự suất hiện của suất điện động trong ống cuốn dây đồng
Cách 3:
Lấy một nam chân điện đặt vào trong ống cuộn dây.
Sau đó; đấu nối 2 cực ống dây vào đèn led bằng 2 dây dẫn điện tạo thành một vòng khép kín
Để ý khi không có nguồn cấp cho nam châm điện thì đèn không sáng
Ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ bằng nam châm điện
Khi đóng mạch điện cấp nguồn cho nam châm thì đèn bắt đầu sáng. Mà đèn sáng hiển nhiên đã có suất điện động cảm ứng
Ở bài sau; chúng ta sẽ hướng tới các ứng dụng của cảm ứng điện từ trong thí nghiệm, công nghiệp, thiết bị dùng cá nhân….Và một số bài tập suất điện động cảm ứng