Theo Định Luật Faraday Về Cảm Ứng Điện Từ / TOP 6 # Xem Nhiều Nhất & Mới Nhất 6/2023 # Top View

Từ thông tạo ra do hiện tượng lực điện động cảm ứng, một phần đóng mạch của dây dẫn trong một từ trường để làm cho phong trào cắt của các đường sức từ, dây dẫn sẽ tạo ra điện, một hiện tượng được gọi là cảm ứng điện từ. Đóng phần mạch của dây dẫn trong một lĩnh vực đường cảm ứng từ từ để làm phong trào cắt, dây dẫn sẽ tạo ra điện. Hiện tượng này được gọi là cảm ứng điện từ. Gây ra hiện nay tạo ra hiện nay được gọi là. Đây là sách giáo khoa vật lý trường trung học để tạo điều kiện cho sinh viên hiểu được hiện tượng cảm ứng điện từ xác định, không hoàn toàn có thể khái quát hóa điện từ hiện tượng cảm ứng: khu vực cuộn dây đóng cửa như nhau, thay đổi cường độ từ trường, từ thông sẽ thay đổi cũng xảy ra hiện tượng cảm ứng điện từ. Do đó, một định nghĩa chính xác là như sau: từ thông lực điện gây ra do hiện tượng này. Quá trình khám phá

Đặt một câu hỏi

1820 HC Oersted phát hiện ra hiệu ứng từ của bài viết hiện tại, có rất nhiều nhà vật lý đã cố gắng để tìm thấy hiệu ứng nghịch đảo của nó, đưa ra có thể sản xuất từ ​​điện, từ trường, hiệu ứng điện trên cho dù vấn đề.

Nghiên cứu

1822 DFJ Arago và chúng tôi Humboldt địa từ cường độ trong phép đo, tôi tình cờ qua một cây kim bằng kim loại trong vùng lân cận của tác động trên dao động.

1824, Arago theo hiện tượng thí nghiệm cuộn dây đồng này và thấy rằng lần lượt cuộn dây đồng sẽ dẫn đến tự do treo trên vòng xoay cây kim, nhưng vòng quay của kim không đồng bộ với các cuộn dây đồng. Hơi tụt hậu, giảm xóc điện từ và điện từ ổ đĩa là hiện tượng cảm ứng điện từ phát hiện đầu tiên, nhưng vì không có biểu hiện trực tiếp của dòng điện cảm ứng, nó có thể không được giải thích.

Luật đề xuất

Tháng 8 năm 1831, Faraday hoop mềm xung quanh hai cuộn dây mỗi bên, một cho vòng khép kín, song song với đầu dưới của dây để đặt một cây kim, các gói pin khác kết nối với các thiết bị chuyển mạch, nguồn điện được hình thành trong một vòng khép kín. Có thể thấy rằng, đóng cửa chuyển đổi, lệch kim, cắt chuyển đổi, kim lệch ngược lại, chỉ ra rằng các gói pin mà không có sự xuất hiện của các cuộn dây cảm ứng hiện nay. Faraday ngay lập tức nhận ra rằng đây là một quá độ không đổi. Sau đó, ông đã thực hiện hàng chục thí nghiệm, trường hợp của hiện tại gây ra thành 5 loại: thay đổi hiện nay, những thay đổi từ trường, thực hiện một hằng số hiện tại của một nam châm, một dây dẫn chuyển động trong một từ trường, và những hiện tượng chính thức được gọi là cảm ứng điện từ. Hơn nữa, Faraday phát hiện ra rằng, trong điều kiện như nhau trong khác nhau mạch dây dẫn kim loại gây ra hiện tại được tạo ra là tỷ lệ thuận với độ dẫn điện của dây dẫn, anh do đó công nhận rằng hiện nay gây ra độc lập với bản chất của dây dẫn được sản xuất bởi lực điện gây ra, ngay cả khi không có chu kỳ không gây ra hiện nay, emf gây ra vẫn còn.

Định luật cảm ứng điện từ

Sau đó, hiện nay do được đưa ra để xác định hướng của pháp luật Lenz, kích thước cũng như mô tả định lượng của định luật cảm ứng điện từ, định luật cảm ứng điện từ của Faraday. Theo nguyên nhân khác nhau, lực điện gây ra lực điện động vào hành động và lực điện động cảm ứng, cựu có nguồn gốc trong lực Lorentz, có nguồn gốc trong từ trường thay đổi được tạo ra bởi một điện trường xoay.

Phân biệt

Hiện tượng cảm ứng điện từ không phải là cảm ứng tĩnh [1] nhầm lẫn. Điện lực điện động cảm ứng và từ thông qua các liên kết mạch, và một người khác là việc sử dụng cảm ứng tĩnh điện, với trách nhiệm của các phương pháp đối tượng của đối tượng tạo ra một dòng điện.

Giới thiệu pháp luật

Hiện tượng cảm ứng điện từ là điện từ một trong những khám phá quan trọng nhất, trong đó cho thấy các hiện tượng điện và từ tính và chuyển đổi các mối liên kết giữa nghiên cứu chuyên sâu của Viện cho thấy bản chất của điện, mối liên hệ giữa từ trường của lý thuyết điện từ của Maxwell việc thành lập có ý nghĩa lớn. Hiện tượng cảm ứng điện từ trong công nghệ điện, công nghệ điện tử và các khía cạnh khác của các phép đo điện từ được sử dụng rộng rãi.

Nếu một mạch kín cho các cuộn dây của n lần lượt, sau đó có thể được thể hiện như: trong đó n là số vòng, ΔΦ là sự biến đổi từ thông, đơn vị Wb, Δt là thời gian sử dụng để thay đổi các đơn vị của lực điện động cảm ứng được tạo ra s.ε , đơn vị là V.

Định luật cảm ứng điện từ

Công thức

Định luật cảm ứng điện từ

1 [công thức tính toán kích thước EMF]

1) E = n * ΔΦ / Δt (công thức phổ quát) {định luật cảm ứng điện từ, E Faraday: lực điện động cảm ứng (V), n: cuộn dây cảm ứng biến, tỷ lệ ΔΦ / Δt của sự thay đổi của từ thông}

2) E = BLVsinA (cắt từ phong trào dòng cảm ứng) E = BLV của v và L và các đường sức từ không thể song song, nhưng bạn có thể không, và các đường từ trường thẳng đứng, mà góc A là v hoặc L clip với dòng từ trường góc. {L: chiều dài hiệu quả (m)}

3) Em = nBSω (EMF phát điện lớn nhất) {Em: EMF đỉnh}

4) E = B (L ^ 2) ω / 2 (dẫn cuối cố định để quay ω cắt) {ω: vận tốc góc (rad / s), V: vận tốc (m / s)}

2. Từ thông Φ = BS {Φ: thông lượng (Wb), B: trường cảm ứng từ thống nhất từ ​​(T), S: là trên diện tích (m2)}

3. Tích cực và tiêu cực điện động lực gây ra hướng hiện tại có thể được xác định bằng cách sử dụng nguồn điện nội bộ {hướng hiện tại: dòng chảy từ cực âm tiêu cực}

* 4 từ emf tự do E =-n * ΔΦ / Δt = LΔI / Δt {L: độ tự cảm (H) (với lõi cuộn dây L lớn hơn mà không có lõi sắt), ΔI: thay đổi trong hiện tại, Δt: thời gian trôi qua, ΔI / Δt: tỷ lệ hiện tại tự cảm của sự thay đổi (thay đổi trong tốc độ)}

Hiện tượng khác nhau

Một số nhà vật lý lưu ý rằng định luật Faraday là một phương trình để mô tả hai hiện tượng: di chuyển bằng lực lượng từ trường được tạo ra trong các dây kiến nghị emf, và thay đổi của từ trường được tạo ra bởi gây ra emf điện. Như Richard Feynman đã chỉ ra:

Định luật cảm ứng điện từ

Bài viết này chúng ta cùng tìm hiểu suất điện động cảm ứng là gì? Công thức định luật Fa-ra-đây (Faraday) về dòng điện cảm ứng được viết ra sao? Suất điện động cảm ứng và định luật Len-xơ (Lenz) có mối quan hệ như thế nào?

I. Suất điện động cảm ứng trong mạch kín

– Định nghĩa: Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín.

– Áp dụng định luật Len-xơ, công của ngoại lực sinh ra để gây ra biến thiên từ thông trong mạch là:

– Trong đó: e c suất điện động cảm ứng (tương tự như điện năng do một nguồn điện sinh ra)

* Định luật Fa-ra-đây: Độ lớn suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín đó.

II. Quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và định luận Len-xơ

* Sự xuất hiện dấu “-” trong công thức suất điện động cảm ứng là phù hợp với định luật Len-xơ.

– Trước hết mạch kín (C) phải được định hướng. Dựa vào chiều đã chọn trên (C), ta chọn chiều pháp tuyến dương để tính từ thông qua mạch kín.

– Nếu tăng thì e c <0: Chiều của suất điện động cảm ứng ngược với chiều dòng điện trong mạch.

III. Chuyển hóa năng lượng trong hiện tượng cảm ứng điện từ

– Xét mạch kín (C) đặt trong từ trường không đổi, để tạo ra sự biến thiên của từ thông qua mạch (C), phải có một ngoại lực tác dụng vào (C) để thực hiện một dịch chuyển nào đó của (C) và ngoại lực này đã sinh một công cơ học. Công cơ học này làm xuất hiện suất điện động cảm ứng trong mạch, nghĩa là tạo ra điện năng.

– Như vậy, bản chất của hiện tượng cảm ứng điện từ đã nêu ở trên là quá trình chuyển hóa cơ năng thành điện năng.

IV. Bài tập Suất điện động cảm ứng

* Bài 1 trang 152 SGK Vật Lý 11: Phát biểu các định nghĩa:

– Suất điện động cảm ứng.

– Tốc độ biến thiên của từ thông.

° Lời giải bài 1 trang 152 SGK Vật Lý 11:

◊ Suất điện động cảm ứng

– Là suất điện động gây ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín.

– Dấu (-) trong công thức là phù hợp với định luật Len-xơ, ΔΦ là độ biến thiên từ thông qua mạch (C) trong thời gian Δt.

* Bài 2 trang 152 SGK Vật Lý 11: Nêu ít nhất ba ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ.

° Lời giải bài 2 trang 152 SGK Vật Lý 11:

◊ Hiện tượng cảm ứng điện từ là cơ sở:

– Chế tạo máy phát điện một chiều, xoay chiều.

– Chế tạo máy biến thế.

– Chế tạo động cơ không đồng bộ 3 pha,…

Khi một mặt kín phẳng, quay xung quanh một trục nằm trong mặt phẳng chứa mạch trong một từ trường, thì suất điện động cảm ứng đổi chiều 1 lần trong

A.Một vòng quay.

B.2 vòng quay.

C.1/2 vòng quay.

D.1/4 vòng quay.

° Lời giải bài 3 trang 152 SGK Vật Lý 11:

◊ Chọn đáp án: C. 1/2 vòng quay.

– Giả sử, ban đầu từ thông qua mạch bằng không.

⇒ Như vậy suất điện động cảm ứng trong mạch sẽ đổi chiều một lần trong 1/2 vòng quay.

* Bài 4 trang 152 SGK Vật Lý 11: Một mạch kín hình vuông cạnh 10cm, đặt vuông góc với một từ trường đều có độ lớn thay đổi theo thời gian. Tính tốc độ biến thiên của từ trường, biết cường độ dòng điện cảm ứng i=2A và điện trở của mạch r=5Ω.

° Lời giải bài 4 trang 152 SGK Vật Lý 11:

– Độ biến thiên từ thông qua mạch kín:

– Kết luận: Tốc độ biến thiên của từ trường là 10 3 (T/s).

* Bài 5 trang 152 SGK Vật Lý 11: Một khung dây dẫn hình vuông cạnh a=10cm, đặt cố định trong một từ trường đềucó vectơ cảm ứng từ vectơ B vuông góc với mặt khung. Trong khoảng thời gian Δt=0,05s; cho độ lớn của vectơ B tăng từ 0 đến 0,5T. Xác định độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung.

° Lời giải bài 5 trang 152 SGK Vật Lý 11:

– Suất điện động cảm ứng trong khung:

– Kết luận: Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung là 0,1 (V).

° Lời giải bài 6 trang 152 SGK Vật Lý 11:

Cho (C) quay đều xung quanh trục ∆ cố định đi qua tâm của (C) và nằm trong mặt phẳng chứa (C) ; tốc độ quay là ω không đổi ⇒ α(t) = ωt.

⇒ Từ thông tại thời điểm t: Φ(t) = BScosωt

Phương trình Maxwell-Faraday là sự tổng quát của định luật Faraday, và được liệt kê như là một trong các phương trình của Maxwell .

Định luật cảm ứng được khám phá bởi nhà vật lý hóa học người Anh Michael Faraday năm 1831 và Joseph Henry độc lập nghiên cứu tại cùng thời gian.

Định nghĩa

Theo một phiên bản phổ biến của định luật Faraday nói rằng:

Suất điện động cảm ứng trong bất kỳ một mạch kín bằng âm biến thiên thời gian của từ thông bao quanh nó.[1]

Công thức

Định luật cảm ứng Faraday cho biết mối liên hệ giữa biến thiên từ thông  Φ B {displaystyle Phi _{B}}   trong diện tích mặt cắt của một vòng kín và điện trường cảm ứng dọc theo vòng đó. được tính bởi công thức:

Φ B = ∬ Σ ( t ) B ( r , t ) ⋅ d A , {displaystyle Phi _{B}=iint limits _{Sigma (t)}mathbf {B} (mathbf {r} ,t)cdot dmathbf {A} ,,}

 

Với dA là một phần của diện tích bề mặt di chuyển của cuộn dây Σ ( t ) {displaystyle Sigma (t)}  , B là từ trường (còn gọi là”mật độ từ thông”), và B·dA là Tích vô hướng. Trong các thuật ngữ trực quan hơn, lượng từ thông qua đi vòng dây tỷ lệ thuận với số lượng đường sức từ đi qua nó.

Dạng tích phân:

∮ s E ⋅ d l = − d Φ B d t {displaystyle oint _{s}mathbf {E} cdot dmathbf {l} =-{dPhi _{B} over dt}}

 

với E là điện trường cảm ứng, ds là một phần tử vô cùng bé của vòng kín và dΦB/dt là biến thiên từ thông.

Phương trình Maxwell–Faraday

Dạng vi phân, tính theo từ trường B:

∇ → × E = − ∂ B ∂ t {displaystyle {vec {nabla }}times mathbf {E} =-{frac {partial mathbf {B} }{partial t}}}

 

Trong trường hợp của một cuộn cảm có N vòng cuốn, công thức trở thành:

V = − N Δ Φ Δ t {displaystyle V=-N{Delta Phi over Delta t}}

 

với V là lực điện động cảm ứng và ΔΦ/Δt là biến thiên của từ thông Φ trong khoảng thời gian Δt.

Chiều của lực điện động (dấu trừ trong các biểu thức trên) phù hợp với định luật Lenz.

Suất điện động cảm ứng, Định luật Farađay, Định luật Lenxơ

Chương V: Hiện tượng tự cảm là gì? suất điện động tự cảm

Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín, suất điện động cảm ứng đặc chưng cho tốc độ biến thiên của từ thông qua mạch kín.

Bằng nhiều thí nghiệm khác nhau Len-xơ đã xây dựng lên định luật mang tên ông để xác định chiều của dòng điện cảm ứng:

Nội dung định luật Lenxơ: Dòng điện cảm ứng phải có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra có tác dụng chống lại sự biến thiên từ thông qua mạch.

Hình a: khi nam châm chuyển động đi lên, từ thông tăng (số đường sức từ qua vòng dây sẽ nhiều lên), để chống lại sự tăng của từ thông, vận dụng qui tắc bàn tay phải 2 dòng điện phải có chiều như hình vẽ để từ trường nó sinh ra hướng từ dưới lên ngược với hướng từ trường của nam châm để chống lại sự tăng của từ thông. Hình b: ngược lại.

2/ Định luật Faraday, suất điện động cảm ứng: Khác với các bạn sau khi phát hiện và tiến hành thành công thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ Faraday đã ghi lại những nhận xét của ông về hiện tượng trên như sau.

Từ thông gửi qua mạch kín biến đổi theo thời gian là nguyên nhân sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch đó.

Dòng điện cảm ứng chỉ tồn tại trong thời gian từ thông gửi qua mạch kín biến đổi.

Cường độ dòng điện cảm ứng tỉ lệ thuận với tốc độ biến đổi của từ thông.

Chiều của dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào sự tăng hay giảm của từ thông gửi qua mạch.

Biếu thức của suất điện động cảm ứng:

Trong đó:

Ec: suất điện động cảm ứng (V)

ΔΦ: độ biến thiên từ thông (Wb)

Δt: thời gian từ thông biến thiên qua mạch kín (s)

ΔΦ/Δt: gọi là tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín (Wb/s)

Dấu “-” trong công thức, Faraday đưa vào để giải thích chiều của dòng điện cảm ứng, nó phù hợp với định luật Lenxơ Độ lớn suất điện động cảm ứng:

3/ Sự chuyển hóa năng lượng trong hiện tượng cảm ứng điện từ: Việc Faraday phát hiện ra hiện tượng cảm ứng điện từ và nêu ra bản chất của việc tạo ra điện, cách thức tạo ra dòng điện và làm sao để có thể tạo ra đường những dòng điện có cường độ lớn đã mở ra một thời kỳ mới cho nhân loại, thời kỳ của năng lượng điện.

Bản chất của hiện tượng cảm ứng điện từ là quá trình chuyển hóa năng lượng từ cơ năng chuyển hóa thành điện năng (năng lượng điện).

Kiến thức về từ thông, chiều dòng điện thật khó tưởng tượng và bài tập cũng khó, nhưng dù sao cũng phải cảm ơn các ông đã mở ra một thời kỳ mới cho nhân loại.