Cảm ứng điện từ là gì? Vào thời đại 4.0 như hiện nay, chắc hẳn chúng ta đã quá quen thuộc với công nghệ cảm ứng từ những chiếc điện thoại Smartphone. Vậy bạn có biết hiện tượng cảm ứng từ là gì chưa? Các ứng dụng của cảm ứng từ trong đời sống như thế nào? Bây giờ hãy cùng xem bài viết này để hiểu thêm về cảm ứng từ là gì
Trước tiên muốn hiểu về hiện tượng cảm ứng điện từ, ta sẽ tìm hiểu qua về khái niệm từ thông là gì để tìm ra mối liên quan đến cảm ứng điện từ.
Từ thông [được ký hiệu Φ] là tổng số đường sức từ đi qua một bề mặt kín. Từ thông khi đi qua một diện tích S bằng số đường sức từ đi qua diện tích S được đặt vuông góc với các đường sức từ. Từ thông có công thức tính như sau:
Φ = B.S.Cos[α]
Trong đó:
Φ là từ thông, có đơn vị là Wb
B là từ trường [T]
S là điện tích bề mặt [m2]
α là góc giữa 2 vectơ B và n [ n là vectơ pháp tuyến của mặt phẳng S]
Hiện tượng cảm ứng điện từ là gì?
Cảm ứng điện từ là hiện tượng xảy ra khi từ thông qua mạch kín biến thiên [ tăng hoặc giảm] từ đó sinh ra dòng điện. Dòng điện này có tên gọi là dòng điện cảm ứng.
Hiện tượng cảm ứng điện từ được xem là một trong những hiện tượng quan trọng trong vật lý; đã góp phần đưa văn minh nhân loại sang một giai đoạn mới – giai đoạn sử dụng năng lượng điện. Và hiện tượng cảm ứng điện từ được phát hiện bởi nhà vật lý Michael Faraday.
Hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra khi nào?
Từ định nghĩa hiện tượng cảm ứng điện từ là gì, nhiều bạn cũng băn khoăn về hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra khi nào?
Theo định luật, hiện tượng cảm ứng điện từ sẽ chỉ xảy ra trong khoảng thời gian mà từ thông qua mạch kín biến thiên.
Cách nhận biết sự xuất hiện dòng điện cảm ứng
Bạn đã nắm được hiện tượng cảm ứng điện từ là gì? Vậy bạn có biết cách nhận biết sự xuất hiện dòng điện cảm ứng hay chưa? Để biết dòng điện cảm ứng xuất hiện hay không, ta có thể dùng những cách sau:
- Ta sử dụng Ampe kế để nhận biết.
- Sử dụng nam châm thử để nhận biết.
- Hoặc có thể sử dụng bóng đèn để nhận biết.
Một số định luật về hiện tượng cảm ứng điện từ lớp 11
Từ lý thuyết hiện tượng cảm ứng điện từ là gì, dưới đây hãy cùng tìm hiểu một số định luật cơ bản về hiện tượng 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.
Dòng điện cảm ứng có chiều cao sao cho từ trường có tác dụng chống lại nguyên nhân đã sinh ra nó.
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…
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 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.
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.
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 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.
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.
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].
Tóm lượt
Với những thông tin chia sẽ về hiện tượng cảm ứng điện từ là gì? Hy vọng các bạn đã có thêm những thông tin hữu ích; cho việc ứng dụng cảm ứng điện từ vào công việc cũng như đời sống nhé! Chân thành cảm ơn các bạn đã xem bài viết.
Bài viết tham khảo : Internet vạn vật là gì
Học giỏi môn vật lý không hề khó. Để có thể nắm chắc được những công thức phức tạp, học sinh cần phải hiểu những khái niệm, lý thuyết trước đã. Một trong số những kiến thức cần ghi nhớ chính là hiện tượng cảm ứng điện từ. Đây là hiện tượng gì? Nguyên lý cảm ứng điện từ có thí nghiệm ra sao, ứng dụng cảm ứng điện từ như thế nào? Cùng đọc tiết bài viết của chúng tôi để hiểu thêm về những kiến thức này bạn nhé. Ngoài ra, chúng tôi cũng chia sẻ một số bài học để các em học sinh có thể áp dụng vào. Bắt đầu ngay thôi nào.
thi-nghiem-hien-tuong-cam-ung-dien-tu
Thí nghiệm Faraday
Trước khi tìm hiểu về hiện tượng cảm ứng điện từ, bạn nên biết về thí nghiệm này trước. Thí nghiệm Faraday nổi tiếng được cho là minh chứng đúng nhất cho hiện tượng trên. Đầu tiên, ta lấy một cuộn dây và mắc nó nối tiếp với điện kế G để thành mạch kín. Bên trên của ống dây đặt một thanh nam châm có hai cực Bắc, Nam. Từ thí nghiệm này ta có thể nhận thấy rằng:
Nếu ta rút thanh nam châm ra, dòng điện cảm ứng sẽ đi theo chiều ngược lại.
Di chuyển thanh nam châm càng lúc càng nhanh, thì cường độ dòng điện cảm ứng sẽ càng lúc càng lớn.
Giữ nguyên thanh nam châm đứng yên so với ống dây. Ta thấy rằng dòng điện cảm ứng đi qua sẽ bằng 0.
Nếu ta thay nam châm bằng một ống dây có dòng điện chạy qua. Ta tiến hành các thí nghiệm như trên, kết quả thu được sẽ là tương tự.
Kết luận của Faraday
Từ thí nghiệm hiện tượng cảm ứng điện từ này, ông Faraday đã đưa ra những kết luận sau:
Từ thông mà gửi qua mạch kín sẽ biến đổi theo thời gian. Đây chính là nguyên nhân sinh ra dòng điện có cảm ứng trong mạch đó.
Dòng điện cảm ứng sẽ chỉ tồn tại ở trong thời gian mà từ thông gửi qua mạch kín biến đổi.
Cường độ dòng điện cảm ứng sẽ tỉ lệ thuận với tốc độ biến đổi của từ thông.
Ngoài ra, chiều của dòng điện cảm ứng có phụ thuộc vào từ thông. Cụ thể là sự tăng hoặc sự giảm của từ thông gửi qua mạch.
Nguyên lý cảm ứng điện từ
Hiện tượng cảm ứng điện từ là gì?
Từ thí nghiệm trên, nhiều người tò mò về định nghĩa của hiện tượng cảm ứng điện từ. Định nghĩa này không quá phức tạp. Có nhiều cách để sử dụng nam châm và tạo ra được dòng điện bên trong một cuộn dây kín. Dòng điện mà được tạo ra theo cách đó được gọi là dòng điện cảm ứng. Thế nên, hiện tượng xuất hiện ra dòng điện cảm ứng chính là hiện tượng cảm ứng điện từ. Đây là câu trả lời chính xác cho việc hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra khi nào?
>>> Tìm hiểu thêm về động cơ điện một chiều
Định luật Lenz
Đây là định luật mở rộng, bên cạnh nghiên cứu mà Faraday mang đến. Heinrich Lenz cũng nghiên cứu về cảm ứng điện từ và ứng dụng hiện tượng cảm ứng điện từ. Ông phát biển như sau: Dòng điện cảm ứng điện từ sẽ phải có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra, sẽ có tác dụng chống lại nguyên nhân sinh ra nó.
Giải thích về điều này, ta có thể thấy như sau: Khi từ thông đi qua mạch tăng lên, từ trường cảm ứng sinh ra sẽ có tác dụng chống lại sự tăng từ thông đem đến. Điều này có nghĩa là từ trường cảm ứng ngược với chiều của từ trường ngoài. Không chỉ có vậy, nếu từ thông đi qua mạch giảm, thì từ trường cảm ứng mà dòng điện cảm ứng sinh ra nó, sẽ có tác dụng chống lại sự giảm của từ thông. Khi đó, từ trường cảm ứng sẽ có cùng chiều với từ trường ở ngoài.
Theo định luật Lenz, dòng điện cảm ứng lúc nào cũng sẽ có tác dụng chống lại sự dịch chuyển của các thanh nam châm. Thế nên, để dịch chuyển nam châm hiệu quả, ta cần tốn lực. Chính lực mà ta đã tiêu tốn sẽ chuyển hóa thành điện năng của dòng điện cảm ứng.
>>> Ôn luyện lại kiến thức về dòng điện xoay chiều
Thông tin về cảm ứng điện từ
Ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ là gì?
Nhiều người muốn biết về ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ là gì. Hiện tượng này có rất nhiều ứng dụng. Thế nhưng ứng dụng quan trọng và hay được nhắc đến nhất là tạo ra dòng điện xoay chiều. Quá trình này được hiểu là biến đổi từ cơ năng thành điện năng.
Bài tập về cảm ứng điện từ
Cách giải thích hiện tượng này như thế nào?
Bạn nên hiểu về cách giải thích hiện tượng cảm ứng điện từ để có thể làm bài tập nhanh chóng nhất. Khi mà số đường sức từ đi xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn. Chúng sẽ làm xuất hiện ra dòng điện cảm ứng. Bởi thế, hiện tượng này sẽ gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.
Thực tế đã chứng minh, có cách để thay đổi số đường sức từ đi xuyên qua cuộn dây. Muốn thay đổi, người ta sẽ tạo ra sự chuyển động tương đối giữa cuộn dây và cục nam châm vĩnh cửu.
Ngoài ra, với cục nam châm vĩnh cửu, bạn sẽ thấy số đường sức từ nằm xung quanh nó không đổi. Thế nhưng khi nam châm và cuộn dây dẫn kín có chuyển động tương đối, ta sẽ thấy khác. Đó chính là số đường sức từ đi xuyên qua tiết diện S của cuộn dây có thay đổi.
Bài tập sách giáo khoa về cảm ứng điện từ
Câu 1: Cho hai đèn Led được mắc song song và ngược chiều vào hai đầu một cuộn dây dẫn với thanh nam châm vĩnh cửu. Bố trí thí nghiệm để xem dòng điện xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín khi nào?
A Khi di chuyển nam châm lại gần phía cuộn dây
B Khi đặt nam châm đứng yên ở trước cuộn dây
C Khi đặt nam châm đứng yên ở bên trong cuộn dây
D Khi di chuyển nam châm đi ra xa cuộn dây
Câu 2: Với đề bài câu 1, nếu ta để nam châm đứng yên, sau đó cho cuộn dây chuyển động lại gần hoặc ra xa thì cuộn dây đó có xuất hiện dòng điện không? Tự làm thí nghiệm và dự đoán kết quả.
Giải bài tập hiện tượng cảm ứng điện từ
Câu 1: Bên trong cuộn dây dẫn sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng khi mà: ta di chuyển nam châm trở lại gần cuộn dây hoặc di chuyển nam châm ra xa so với cuộn dây.
Câu 2: Với thí nghiệm trên, có thể thấy rằng trong cuộn dây có xuất hiện dòng điện cảm ứng.
Làm sao để ghi nhớ kiến thức vật lý 9?
Kiến thức của hiện tượng cảm ứng điện từ chỉ là một phần nhỏ trong chương điện từ học. Vật lý 9 tập trung vào 4 chương khác nhau. Đó là điện học, điện từ học, quang học và sự bảo toàn và chuyển hóa năng lượng. Trong đó chương điện học và điện từ học được đánh giá là hai chương khó nhất. Để học được và nhuần nhuyễn kiến thức của hai chương này, các em sẽ phải bỏ ra rất nhiều thời gian.
Cách để ghi nhớ kiến thức vật lý 9 thông minh nhất, đó là sử dụng sơ đồ tư duy. Môn vật lý là một môn khoa học, bởi thế các kiến thức sẽ liên kết với nhau. Nếu các em muốn liên hệ tất cả kiến thức, hãy tóm tắt và trình bày trên một trang A3. Rất nhiều thế hệ học sinh đã áp dụng theo cách này và có thể ghi nhớ kiến thức rất chi tiết. Các em có thể lên trên internet và tham khảo một số mẫu trên đó. Nhưng hãy tự biến tấu và viết theo ý hiểu của mình. Điều này sẽ giúp các em ghi nhớ kiến thức nền tảng tốt hơn.
Nội dung hiện tượng cảm ứng điện từ
Trên đây là những thông tin mà chúng tôi mang đến cho mọi người về hiện tượng cảm ứng điện từ. Đặc biệt đối với học sinh khối 9, các em hãy ghi nhớ kỹ cách làm và nội dung nhé. Chúng tôi tin rằng với kiến thức vật lý nền tảng tốt, các em sẽ dễ dàng tiếp thu vật lý cấp 3 hơn. Hãy tham khảo bài viết khác trên website của chúng tôi các bạn nhé! Ví dụ bài viết về động cơ điện một chiều rất xứng đáng để bạn tham khảo đó.
>>> Khám phá thêm những chủ đề mới
Giải pháp toàn diện giúp con đạt điểm 9-10 dễ dàng cùng Toppy
Với mục tiêu lấy học sinh làm trung tâm, Toppy chú trọng việc xây dựng cho học sinh một lộ trình học tập cá nhân, giúp học sinh nắm vững căn bản và tiếp cận kiến thức nâng cao nhờ hệ thống nhắc học, thư viện bài tập và đề thi chuẩn khung năng lực từ 9 lên 10.
Kho học liệu khổng lồ
Kho video bài giảng, nội dung minh hoạ sinh động, dễ hiểu, gắn kết học sinh vào hoạt động tự học. Thư viên bài tập, đề thi phong phú, bài tập tự luyện phân cấp nhiều trình độ.Tự luyện – tự chữa bài giúp tăng hiệu quả và rút ngắn thời gian học. Kết hợp phòng thi ảo [Mock Test] có giám thị thật để chuẩn bị sẵn sàng và tháo gỡ nỗi lo về bài thi IELTS.
Học online cùng Toppy
Nền tảng học tập thông minh, không giới hạn, cam kết hiệu quả
Chỉ cần điện thoại hoặc máy tính/laptop là bạn có thể học bất cứ lúc nào, bất cứ nơi đâu. 100% học viên trải nghiệm tự học cùng TOPPY đều đạt kết quả như mong muốn. Các kỹ năng cần tập trung đều được cải thiện đạt hiệu quả cao. Học lại miễn phí tới khi đạt!
Tự động thiết lập lộ trình học tập tối ưu nhất
Lộ trình học tập cá nhân hóa cho mỗi học viên dựa trên bài kiểm tra đầu vào, hành vi học tập, kết quả luyện tập [tốc độ, điểm số] trên từng đơn vị kiến thức; từ đó tập trung vào các kỹ năng còn yếu và những phần kiến thức học viên chưa nắm vững.
Trợ lý ảo và Cố vấn học tập Online đồng hành hỗ trợ xuyên suốt quá trình học tập
Kết hợp với ứng dụng AI nhắc học, đánh giá học tập thông minh, chi tiết và đội ngũ hỗ trợ thắc mắc 24/7, giúp kèm cặp và động viên học sinh trong suốt quá trình học, tạo sự yên tâm giao phó cho phụ huynh.