Chương 10: Cảm ứng điện từ

Vòng dây chỉ có suất điện động cảm ứng khi số đường sức từ đi qua vòng dây đó thay đổi. Vậy “cái gì đó” thay đổi để sinh một sức điện động cảm ứng trong vòng dây chính là số đường sức từ đi qua vòng dây đó. Và “sự thay đổi” chính là “sự biến thiên” của số đường sức từ đi qua vòng dây.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 10: Cảm ứng điện từChương 10 Nội Dung1. Hiện tượng cảm ứng điện từ là gì?2. Các định luật cơ bản.3. Ứng Dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ. Hiện tượng cảm ứng điện từ1. Hai thí nghiệm của Faraday Hiện tượng cảm ứng điện từ1. Hai thí nghiệm của FaradayHiện tượng cảm ứng điện từ 1. Khi đưa nam châm lại gần vòng dây. 2. Giữ vòng dây và nam châm đứng yên, không có dòng điện qua Ampe kế. 3. Đưa nam châm ra xa vòng dây. Hiện tượng cảm ứng điện từ Như vậy ta thấy, chỉ khi “có cái gì” đóthay đổi thì mới có suất điện động cảm ứng.Ở trạng thái tĩnh, không có vật nào dichuyển, và dòng điện là không đổi thì khôngcó sức điện động cảm ứng Vậy ta thấy rằng điều then chốt ở đây là“sự thay đổi”. Thế nhưng câu hỏi đặt ra là“cái gì đó” phải thay đổi để sinh một suấtđiện động cảm ứng là cái gì? Định luật cảm ứng của Faraday Vòng dây chỉ có suất điện động cảm ứngkhi số đường sức từ đi qua vòng dây đó thayđổi. Vậy “cái gì đó” thay đổi để sinh một sứcđiện động cảm ứng trong vòng dây chính là sốđường sức từ đi qua vòng dây đó. Và “sự thayđổi” chính là “sự biến thiên” của số đườngsức từ đi qua vòng dây. Và chính tốc độ biếnthiên của đường sức từ quyết định độ lớn củasức điện động cảm ứng. Định luật cảm ứng của FaradayKhảo sát định lượng Xét một diện tích giới hạn bởi một vòng dây dẫn kín. Số đường sức từ đi qua diện tích này được biểu diễn bằng từ thông φ B đi qua diện tích đó r uur φB = ∫ B ⋅ dA Định luật phát biểu như sau Suất điện động cảm ứng trong một vòng dây dẫn bằng nhưng trái dấu với tốc độ biến thiên theo thời gian của từ thông qua vòng dây đó. Định luật cảm ứng của FaradayNghĩa là ta có thể viết như sau dφB ξ=− dtNếu tốc độ biến thiên từ thông tính bằngVebe/s thì sức điện động cảm ứng là V.Nếu cuộn dây có N vòng dây Định luật cảm ứng của FaradayĐịnh luật Faraday chotrường hợp ống dây có2. Địnhvòngt Faradaynhiều luậSuất điện Từ thôngcảm Cái gì đó thay đổi theo thời gian Hiện tượng cảm ứng điện từ1. Sự biến đổi của từ thông qua mạch kín là nguyên nhân sinh ra dòng điện cảm ứng.2. Dòng điện cảm ứng chỉ tồn tại trong mạch khi từ thông gửi qua mạch thay đổi.3. Cường độ dòng điện cảm ứng tỉ lệ thuận với tốc độ biến đổi của từ thông.4. Chiều của dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào từ thông gửi qua mạch tăng hay giảm. Kết luậnVậy, hiện tượng xuất hiện dòng điệntrong mạch kín khi từ thông qua mạchbiến thiên gọi là hiện tượng cảm ứngđiện từ. Dòng điện trong mạch gọi làdòng điện cảm ứng. Định luật Lenz1. Định luật Lenz Ba năm sau khi Faraday phát hiện định luật cảm ứng. Heinrich Friendrich Lenz đưa ra qui tắc để xác định chiều của dòng điện cảm ứng trong vòng dây gọi là định luật Lenz. Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong một vòng dây dẫn kín có chiều sao cho nó chống lại sự thay đổi của tác nhân đã sinh ra nó. Định luật LenzChiều của ngón tay cái làchiều của từ trường cảmứng. Định luật LenzHai cách giải thích cho thí nghiệm thứ nhấtCách giải thích thứ nhất: Vì dòng điện trong vòng dây sinh ra một từ trường nên nó cũng có cực bắc và nam. Nếu vòng dây chống lại sự chuyển động của thanh nam châm mà trước hết là cực bắc lại gần nó thì mặt của vòng dây đối diện thanh nam châm phải là cực bắc. Áp dụng qui tắc bàn tay phải cho vòng dây. Khi đó chiều dòng điện phải ngược chiều kim đồng hồ khi ta nhìn vòng dây từ phía thanh nam châm.Định luật Lenz Định luật LenzCách giải thích thứ hai Vì khi ta đưa thanh nam châm đến gần vòng dây là làm tăng từ thông qua vòng dây. Dòng điện cảm ứng trong vòng dây chống lại sự thay đổi này bằng cách thiết lập từ trường Bi của chính nó, để chống lại sự tăng của thông lượng. Như vậy từ Trường Bi phải hướng ngược chiều với từ thông sinh bởi nam châm. Cũng bằng qui tắc bàn tay phải ta xác định được chiều của dòng điện cảm ứng trong vòng dây. Định luật LenzLưu ý: Từ trường cảm ứng không chống lạitừ trường của thanh nam châm. Nó chỉ chốnglại sự thay đổi của từ thông qua nó. Và nếu takéo thanh nam chân ra xa, từ thông qua vòngdây sẽ giảm. Từ trường cảm ứng ứng lúc nàysẽ chống lại sự giảm của từ thông bằng cáchlàm cho từ trường mạnh lên. Chiều của dòngđiện tạo ra tác dụng ấy sẽ cùng chiều với kimđồng hồ nếu ta nhìn vòng dây từ phía thanhnam châm.Định luật Lenz và sự bảo toàn năng lượng Thử đặt giả thiết xem nếu như dòng điện cảm ứng ủng hộ tác nhân đã sinh ra nó thì điều gì sẽ xảy ra? Như vậy nghĩa là trong trường hợp khi ta đẩy cực bắc của ...