Nguyên lý cảm ứng điện từ là gì?

Câu trả lời đúng nhất:

Hiện tượng cảm ứng điện từ là cả một quá trình từ trường biến thiên liên tục theo hình sóng hình elip. Và chúng đơn giản được tạo nên bởi một dây dẫn bằng đống quấn quanh một vật thể dạng như lõi thép có kết hợp nam châm.

Nguyên lý cảm ứng điện từ là: sự xuất hiện các suất điện động biến thiên; được sinh ra với hiện tượng cảm ứng điện thông qua sợi dây quấn; tiếp xúc với bề mặt lõi thép kết hợp nam châm.

Trong đó; hướng đi của suất điện động luôn trái chiều với tốc độ biến thiên của các dòng từ thông.

Để hiểu rõ hơn về Nguyên lý cảm ứng điện từ cũng như hiện tượng cảm ứng điện từ mời các bạn cùng Top lời giải tìm hiểu ngay sau đây.

1. Từ thông là gì ?

Từ thông được định nghĩa là số đường sức từ đi qua một bề mặt kín, chúng là một phép đo tổng từ trường đi qua một diện tích bề mặt. Với các khu vực đang xem xét có thể có kích thước bất kì và theo một hướng bất kì nào đó liên quan đến hướng của từ trường.

Xét một khung dây gồm N vòng có diện tích S, nằm trong một từ trường đều, sao cho đường sức từ véc tơ B hợp với vector pháp tuyến dương ( véc tơ n ) một góc α. Từ thông Φ là đại lượng được định nghĩa bằng công thức:

        Φ = NBS.cos α

Trong đó: Φ: từ thông qua mạch kín

                S: diện tích của mạch (m²)

                B: cảm ứng từ gửi qua mạch (T)

                α : là pháp tuyến của mạch kín

                N: số vòng dây của mạch kín.

Tùy thuộc vào góc α mà từ thông có thể có giá trị âm hoặc dương:

        Khi 0° < α < 90° ⇒ cos α > 0 thì Φ dương

        Khi 90° < α < 180° ⇒ cos α < 0 thì Φ âm

        Khi α = 90° ⇒ cos α = 0 thì Φ = 0

        Khi α = 0° ⇒ cos α = 1 thì Φmax = BS

        Khi α = 180° ⇒ cos α = -1 thì Φmin = -BS

        ⇒ -BS ≤ Φ ≤ BS

- Ý nghĩa của từ thông: Từ thông diễn tả số đường sức từ xuyên qua một diện tích nào đó

- Đơn vị: Vê-be (Wb).

2. Hiện tượng cảm ứng điện từ:

Khi có sự biến đổi từ thông qua một mặt giới hạn bởi một mạch kín ( vd: khung dây kín có diện tích S ) thì trong mạch kín xuất hiện một dòng điện cảm ứng.

Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng trong một mạch kín khi có sự biến thiên từ thông qua mạch kín này được gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ

3. Nguyên lý cảm ứng điện từ

Nguyên lý hoạt động của hiện tượng cảm ứng điện từ là sự xuất hiện các suất điện động biến thiên; được sinh ra với hiện tượng cảm ứng điện thông qua sợi dây quấn; tiếp xúc với bề mặt lõi thép kết hợp nam châm.

Trong đó; hướng đi của suất điện động luôn trái chiều với tốc độ biến thiên của các dòng từ thông

4. Các định luật của cảm ứng điện từ

- Định luật cơ bản

Nội dung định luật: Hiện tượng cảm ứng điện từ sinh ra suất điện động cảm ứng. Suất điện động cảm ứng luôn có giá trị bằng về trị số, nhưng trái dấu với tốc độ biến thiên của từ thông đi qua diện tích của mạch điện.

- Định luật Faraday

Nội dung định luật: Định luật Faraday là định luật cơ bản trong điện từ, nó cho biết từ trường tương tác với một mạch điện để tạo ra sức điện động (EMF) - hiện tượng cảm ứng điện từ.

- Định luật Lenz

Định luật Lenz: Dòng điện cảm ứng phải có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân sinh ra nó.

Nghĩa là: Khi từ thông qua mạch tăng lên, từ trường cảm ứng sinh ra tác dụng chống lại sư tăng trường của từ thông. Từ trường cảm ứng sẽ ngược chiều với từ trường ngoài.

>>> Xem thêm: Từ thông. Cảm ứng điện từ

5. Ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ:

- Trong thiết bị gia dụng:

Điện từ có vai trò là nguyên tắc cơ bản đối với các thiết bị gia dụng như đèn, thiết bị nhà bếp, hệ thống điều hòa không khí,…

- 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.

- Máy phát điện:

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

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

 – Tàu điện từ

Đây là một trong những công nghệ hiện đại của các hệ thống giao thông sử dụng định luật cảm ứng điện từ. Tàu đệm từ sử dụng nam châm điện mạnh giúp tăng tốc độ của tàu lên một mức đáng kể

 – Y học

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