Dòng điện cảm ứng giữ một vai trò quan trọng, được nghiên cứu và ứng dụng ngày càng nhiều trong cuộc sống nhất là lĩnh vực khoa học – kỹ thuật. Vậy, dòng điện cảm ứng là gì? Tính chất, cách xác định, ứng dụng như thế nào? Tất cả sẽ có trong bài viết dưới đây của ruaxetudong.org!
Nội dung bài viết
Dòng điện cảm ứng là gì?
Theo wikipedia, dòng điện cảm ứng từ là một hiện tượng cảm ứng điện từ, khi từ trường sinh ra dòng điện. Hiện này được Michael Faraday phát hiện qua thực nghiệm năm 1831. Định nghĩa dòng điện cảm ứng điện từ là gì được hiểu một cách đơn giản nhất là dòng điện xuất hiện thông qua mạch biến thiên.
Dòng điện cảm ứng xuất hiện khi mạch dẫn kín có từ trường đi qua. Thí nghiệm của Michael Faraday về sự xuất hiện của dòng điện cảm ứng từ như sau:
Michael Faraday đã sử dụng một cuộn dây sau đó thực hiện mắc nối tiếp nó với một điện kế (ký hiệu là G) để tạo thành một mạch kín. Phía trong của cuộn dây ông đặt một nam châm với 2 cực âm dương. Ông thấy có 1 dòng điện được sản sinh trong mạch kín (dòng điện này chính là dòng điện cảm ứng). Tiếp đó, Michael Faraday thực hiện các tương tác lên nam châm và thấy:
- Dòng điện cảm ứng sẽ có chiều ngược lại khi ông tiến hành rút nam châm ra khỏi cuộn dây
- Di chuyển nam châm càng nhanh thì cường độ của dòng điện càng lớn.
- Trước khi kết luận, ông đã sử dụng ống dây có dòng điện chạy qua để thay thế cho nam châm. Thực hiện các thí nghiệm tương tự và nhận được kết quả tương tự.
Từ các thí nghiệm đó, nhà vật lý, hóa học Michael Faraday đã đưa ra các kết luận:
- Dòng điện cảm ứng từ được sinh ra trong mạch điện là do có thông đi qua mặt kín, thay đổi theo thời gian.
- Dòng điện cảm ứng từ chỉ sinh ra và tồn tại trong khoảng thời gian có từ thông đi qua mạch biến đổi.
- Từ thông đi qua mạch tăng hay giảm sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới chiều của dòng điện.
Dòng điện là gì? Nguồn điện là gì? Điều kiện để có dòng điện
Tính chất của dòng điện cảm ứng
Khi từ thông biến đổi theo thời gian ở một mạch kín thì trong mạch sẽ xuất hiện một dòng điện cảm ứng và chỉ tồn tại trong thời gian từ thông biến đổi. Cường độ dòng điện sẽ tỉ lệ thuận với tốc độ biến đổi của từ thông, chiều của dòng điện sẽ phụ thuộc vào sự tăng hoặc giảm của từ thông qua mạch.
- Với vòng tròn từ:
- Với vòng tròn của N vòng quấn:
Điện năng là gì, công của dòng điện| công thức tính, ứng dụng
Cách xác định chiều của dòng điện cảm ứng
Chiều dòng điện cảm ứng là gì? Bên cạnh Michael Faraday, Lenz cũng nghiên cứu hiện tượng cảm ứng điện từ và tìm ra định luật tổng quát, xác định chiều của dòng điện cảm ứng từ và gọi là định luật Lenz. Dòng điện cảm ứng từ phải có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra sẽ có tác dụng chống lại nguyên nhân sinh ra nó.
Điều này có nghĩa là, khi từ thông qua mạch tăng lên, từ trường cảm ứng sinh ra có tác dụng chống lại sự tăng của từ thông. Từ trường cảm ứng sẽ ngược chiều với từ trường ngoài. Nếu như từ thông qua mạch giảm, từ trường cảm ứng sẽ tác dụng để chống lại sự giảm của từ thông. Lúc này từ trường cảm ứng sẽ cùng trường với từ trường ngoài.
Dựa theo định luật Lenz, dòng điện cảm ứng từ bao giờ cũng có tác dụng chống lại sự dịch chuyển của nam châm. Do đó, cần tốn nhiều công để dịch chuyển và công này sẽ biến mất thành điện năng của dòng điện cảm ứng.
Công thức tính của định luật Lenz như sau:
Trong đó:
- : Là cảm ứng điện từ
- : Là biến thiên từ thông ( có dấu âm (-) ở phía trước để xác định chiều của dòng điện cảm ứng)
- t: Là khoảng thời gian, dấu trừ là biển thị cho định luật Lenz
Công suất là gì? Công thức tính công suất tiêu thụ dòng điện
Cách nhận biết sự xuất hiện của dòng điện cảm ứng
Để biết dòng điện cảm ứng có xuất hiện hay không bạn có thể sử dụng các cách sau:
- Sử dụng ampe kế
- Sử dụng nam châm thử để nhận biết
- Hoặc sử dụng bóng đèn
Ứng dụng của dòng điện cảm ứng
Y học: Trường điện từ đóng một vai trò vô cùng quan trọng trong các thiết bị y tế tiên tiến như các phương pháp điều trị tăng thân nhiệt trong bệnh ung thư, cấu ghép hay chụp cộng hưởng từ (MRI).
Tàu điện từ: Có thể nói, đây là một trong những công nghệ hiện đại của hệ thống giao thông, sử dụng định luật cảm ứng điện từ. Đầu tiện từ sử dụng nam châm điện mạnh giúp tăng tốc độ của tàu lên một mức đáng kể.
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 đó chính là một cuộn dây điện sẽ được quay trong từ trường với tốc độ không đổi và tạo ra dòng điện xoay chiều. Ngoài ra, còn có thể sử dụng cảm ứng điện từ giữ cho cuộn dây đứng yên và làm quay nam châm vĩnh cửu xung quanh.
Đèn huỳnh quang: Bao gồm bộ phận chấn lưu, bộ phận này hoạt động dựa trên nguyên lý điện từ. Khi bật đèn, chấn lưu tạo ra điện áp cao từ hai đầu đèn rồi phóng điện qua đèn. Dòng điện được phóng đi sẽ tạo ra icon tác động lên bột huỳnh quang làm bột phát sáng.
Bếp từ: Bếp từ hoạt động theo quy luật của cảm ứng từ để làm nóng nồi qua bề mặt bếp. Dòng điện được cảm ứng trực tiếp với các dụng cụ nấu nên sẽ nóng lên rất nhanh. Khi từ trường dao động sẽ tạo ra từ thông hoạt động liên tục. Nồi sẽ đóng vai trò như lõi từ của máy biến áp. Từ đó tạo ra dòng điện Fu -co, dụng cụ nấu chịu một lực hãm điện tạo ra hiệu ứng tỏa nhiệt Jun – Lenxo. Đáy nồi sẽ nóng lên và làm chín đồ ăn.
Với các thông tin có trong bài viết trên đây, hy vọng sẽ giúp bạn hiểu thêm về khái niệm dòng điện cảm ứng là gì. Truy cập ruaxetudong.org để tìm hiểu thêm nhiều thông tin hữu ích khác.
