Theo Định Luật Len Xơ Dòng Điện Cảm Ứng Là / TOP 15 # Xem Nhiều Nhất & Mới Nhất 6/2023 # Top View

Hiện tượng cảm ứng điện từ là hiện tượng cho thấy sự hình thành của suất điện động hay điện áp trên một vật dẫn trong trường hợp vật dẫn đó được đặt trong cùng một từ trường biến thiên. Vào năm 1831, chính Michael Faraday đã phát hiện ra hiện tượng này bằng các thực nghiệm nhằm chứng minh từ trường có khả năng sinh ra dòng điện.

Trong cùng thời gian Faraday nghiên cứu về hiện tượng cảm ứng điện từ tại Anh. Thật trùng hợp là cả Heinrich Lenz cũng đang trải qua các thực nghiệm tại trung tâm nghiên cứu Liên Xô. Ngay sau đó, nhà khoa học này đã tìm ra định luật tổng quát về vấn đề trên. Nhờ vậy mà chúng ta có thể xác định được chiều của dòng điện cảm ứng. Sau này lý thuyết này được đặt theo tên của chính ông. Người ta gọi đó là định luật Len-xơ.

Nội dung định luật Len-xơ như sau: Dòng điện cảm ứng phải có chiều mà ở đó từ trường do nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân sinh ra đó hay được hiểu là chống lại sự biến thiên của từ thông khi đi qua mạch.

Giải thích về định luật Len-xơ, chúng ta có thể hiểu khi từ thông qua đi qua mạch có xu hướng tăng lên. Từ trường cảm ứng được sinh ra với mục đích chống quá trình gia tăng của từ thông trong mạch. Lúc đó từ trường cảm ứng được xác định ngược chiều với từ trường bên ngoài. Trường hợp khác khi từ thông trong mạch giảm, từ trường cảm ứng có nhiệm vụ chống lại quá trình tụt giảm của từ thông. Do đó, từ trường trong mạch sẽ cùng chiều với từ trường bên ngoài. Đây chính là cách xác định chiều của dòng điện cảm ứng trong mạch.

Công thức của định luật Len-xơ

Trong công thức để xác định suất điện động cảm ứng, Faraday đã sử dụng đến dấu “-” để giải thích về chiều của dòng điện trong các thực nghiệm của mình. Điều đó cũng hoàn toàn phù hợp với các phát biểu của định luật Len-xơ. Theo đó, chúng ta :

Trong đó:

ΔФ là độ biến thiên của từ thông qua mạch (Dấu – để xác định chiều của dòng điện)

Δt Thời gian từ thông biến thiên khi đi qua mạch

Các nhà khoa học cho rằng định luật Len-xơ phù hợp với một định luật khác đó là bảo toàn năng lượng. Tương đương với điều đó dấu “-” cũng được thể hiện thông qua toán học thông qua phương trình Maxwell.

Ứng dụng cảm ứng điện từ trong đời sống

Dựa trên nguyên lý của dòng điện cảm ứng rất nhiều thiết bị đã ra đời mang đến sự tiện dụng cho đời sống sinh hoạt của con người. Đầu tiên chính là các thiết bị gia dụng. Những thiết bị nổi bật như điều hòa không khí, đèn điện, quạt điện, bếp từ… Đó đều là các thiết bị hoạt động dựa trên động cơ điện hoạt động trong từ trường, được nảy sinh do dòng điện theo phát biểu của định luật Len-xơ.

Hiện tượng cảm ứng điện từ còn được ứng dụng trong việc sử dụng các nguồn năng lượng để tạo ra máy phát điện. Đây là loại máy có ý nghĩa vô cùng quan trọng đối với hoạt động sống của con người hiện đại. Ngoài ra, hiện tượng này còn được ứng dụng trong lĩnh vực giao thông thông minh như tàu điện từ.

Trong lĩnh vực y học, các loại máy móc công nghệ cao như máy chụp cộng hưởng từ, thiết bị hỗ trợ điều trị tăng thân nhiệt… đều hoạt động dựa trên nguyên lý của dòng điện cảm ứng.

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

Bài viết này chúng ta cùng tìm hiểu Từ thông là gì? Công thức tính từ thông như thế nào? Hiện tường cảm ứng điện từ xảy ra khi nào? Dòng điện Fu-cô (FOUCAULT) có tính chất và công dụng gì? qua đó giải đáp câu hỏi trên.

– Định nghĩa: Từ thông là thông lượng đường sức từ qua một diện tích và được xác định bởi công thức:

Φ: Từ thông (Wb)

B: Từ trường (T).

S: Diện tích mặt (m 2)

– Trong hệ SI, đơn vị đo từ thông là vêbe (Wb).

II. Hiện tượng cảm ứng điện từ

– Cho nam châm dịch chuyển lại gần vòng dây kín (C) ta thấy trong mạch kín (C) xuất hiện dòng điện.

– Cho nam châm dịch chuyển ra xa mạch kín (C) ta thấy trong mạch kín (C) xuất hiện dòng điện ngược chiều với thí nghiệm 1.

– Giữ cho nam châm đứng yên và dịch chuyển mạch kín (C) ta cũng thu được kết quả tương tự.

– Thay nam châm vĩnh cửu bằng nam châm điện. Khi thay đổi cường độ dòng điện trong nam châm điện thì trong mạch kín (C) cũng xuất hiện dòng điện.

* Tất cả các thí nghiệm trên đều có một đặc điểm chung là từ thông qua mạch kín (C) biến thiên. Dựa vào công thức định nghĩa từ thông, ta nhận thấy, khi một trong các đại lượng B, S hoặc thay đổi thì từ thông biến thiên.

* Kết quả của thí nghiệm chứng tỏ rằng:

– Mỗi khi từ thông qua mạch kín (C) biến thiên thì trong mạch kín (C) xuất hiện một dòng điện gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.

– Hiện tượng cảm ứng điện từ chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ thông qua mạch kín biến thiên.

III. Định luật Len-xơ về chiều của dòng điện cảm ứng

♦ Định luật Len-xơ: Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín có chiều sao cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông ban đầu qua mạch kín.

♦ Một phát biểu khác của định luật Len-xơ: Khi từ thông qua mạch kín (C) biến thiên do kết quả của một chuyển động nào đó thì từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại chuyển động nói trên.

♦ Quy ước: Chiều dương trên mạch (C) là chiều của đường sức từ của nam châm qua (C) theo quy tắc nắm tay phải.

– Từ trường xuất hiện trong hiện tượng này là từ trường cảm ứng.

– Từ trường của nam châm là từ trường ban đầu.

IV. Dòng điện Fu-cô (FOUCAULT)

– Một bánh xe kim loại có dạng một đĩa tròn quay xung quanh trục O của nó trước một nam châm điện. Khi chưa cho dòng điện chạy vào nam châm, bánh xe quay bình thường. Khi cho dòng điện chạy vào nam châm bánh xe quay chậm và bị hãm dừng lại.

– Một khối kim loại hình lập phương được đặt giữa hai cực của một nam châm điện. Khối ấy được treo bằng một sợi dây một đầu cố định; trước khi đưa khối vào trong nam châm điện, sợi dây treo được xoắn nhiều vòng.

– Nếu chưa có dòng điện vào nam châm điện, khi thả ra khối kim loại quay nhanh xung quanh mình nó.

– Nếu có dòng điện đi vào nam châm điện, khi thả ra khối kim loại quay chậm và bị hãm dừng lại.

– Ở các thí nghiệm trên, khi bánh xe và khối kim loại chuyển động trong từ trường thì trong thể tích của chúng xuất hiện dòng điện cảm ứng – những dòng điện Fu-cô

– Theo định luật Len-xơ, những dòng điện cảm ứng này luôn có tác dụng chống lại sự chuyển dời, vì vậy khi chuyển động trong từ trường, trên bánh xe và trên khối kim loại xuất hiện những lực từ có tác dụng cản trở chuyển động của chúng, những lực ấy gọi là lực hãm điện từ.

* Định nghĩa: Dòng điện Fu-cô là dòng điện xuất hiện trong các khối kim loại khi những khối này chuyển động trong một từ trường biến thiên theo thời gian.

– Mọi khối kim loại chuyển động trong từ trường đều chịu tác dụng của lực hãm điện từ.

– Dòng điện Fu-cô cũng gây ra hiệu ứng tỏa nhiệt Jun – Len-xơ: Khối kim loại chuyển động trong từ trường hoặc đặt trong từ trường biến thiên sẽ bị nóng lên.

– Trong nhiều trường hợp, dòng Fu-cô gây nên những hao tổn năng lượng vô ích. Để giảm tác dụng của dòng Fu-cô người ta có thể tăng điện trở của khối kim loại.

– Dòng Fu-cô được ứng dụng trong bộ phanh điện từ của ô tô hạng nặng, lò cảm ứng để nung kim loại, lò tôi kim loại.

V. Bài tập Từ thông, cảm ứng điện từ

– Dòng điện cảm ứng.

– Hiện tượng cảm ứng điện từ.

– Từ trường cảm ứng.

◊ Dòng điện cảm ứng:

– Mỗi khi từ thông qua mạch kín (C) biến thiên thì trong mạch kín (C) xuất hiện một dòng điện gọi là dòng điện cảm ứng.

◊ Hiện tượng cảm ứng điện từ:

– Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch kín (C) gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.

◊ Từ trường cảm ứng:

– Khi dòng điện cảm ứng xuất hiện thì cũng sinh ra từ trường xung quanh dây dẫn, gọi là từ trường cảm ứng.

– Mọi khối kim loại chuyển động trong từ trường, lực từ Lo-ren-xơ tác dụng nên các êlectron tự do trong khối kim loại làm các êlectron này chuyển động tạo thành dòng điện cảm ứng. Dòng điện cảm ứng gọi là dòng điện Fu-cô.

A. (C) chuyển động tịnh tiến.

B. (C) chuyển động quay xung quanh một trục cố định vuông góc với mặt phẳng chứa mạch.

D. (C) quay xung quanh trục cố định nằm trong mặt phẳng chứa mạch và trục này không song song với đường sức từ.

◊ Chọn đáp án: D. (C) quay xung quanh trục cố định nằm trong mặt phẳng chứa mạch và trục này không song song với đường sức từ.

B. (C) dịch chuyển trong P với vận tốc song song với dòng I.

C. (C) cố định, dây dẫn thẳng mang dòng I chuyển động tịnh tiến dọc theo chính nó.

D. (C) quay xung quanh dòng điện thẳng I.

◊ Chọn đáp án: A. (C) dịch chuyển trong P lại gần I hoặc ra xa I.

– Vì từ trường của dòng điện thẳng I mạnh ở những điểm gần dòng điện và càng giảm ở những điểm càng xa dòng điện, nên trường hợp (C) dịch chuyển trong P lại gần I hoặc ra xa I thì từ thông qua (C) biến thiên.

a) Nam châm chuyển động (hình 23.9a)

c) (C) quay quanh trục vuông góc với (C) nên từ thông vòng dây không thay đổi. Trong mạch (C) không xuất hiện dòng điện cảm ứng.

d) Nam châm quay liên tục:

⇒ Vậy trong nửa vòng quay đầu của nam châm, dòng điện cảm ứng trong (C) chạy theo một chiều.

– Khi nam châm quay 90 o tiếp theo, từ thông từ trái sang phải giảm, dòng điện cảm ứng trong mạch (C) đổi chiều như hình sau.

⇒ Vậy trong nửa vòng quay cuối của nam châm, dòng điện cảm ứng trong (C) chạy theo chiều ngược lại.

* Kết luận: khi nam châm quay liên tục trong mạch kín (C) sẽ xuất hiện dòng điện xoay chiều.