Download miễn phí Bài giảng Cảm ứng điện từ

PPT

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. Và chính tốc độ biến thiên của đường sức từ quyết định độ lớn của sức điện động cảm ứng.
Chương V Nội Dung Hiện tượng cảm ứng điện từ là gì? Các định luật cơ bản. Ứng Dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ. Hiện tượng cảm ứng điện từ 1. Hai thí nghiệm của Faraday 1. Hai thí nghiệm của Faraday Hiện tượng cảm ứng điện từ Khi đưa nam châm lại gần vòng dây. Giữ vòng dây và nam châm đứng yên, không có dòng điện qua Ampe kế. Đưa nam châm ra xa vòng dây. Hiện tượng cảm ứng điện từ Như vậy ta thấy, chỉ khi “có cái gì” đó thay đổi thì mới có suất điện động cảm ứng. Ở trạng thái tĩnh, không có vật nào di chuyển, và dòng điện là không đổi thì không có 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 suất điện động cảm ứng là cái gì? Hiện tượng cảm ứng điện từ Định luật cảm ứng của Faraday 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. Và chính tốc độ biến thiên của đường sức từ quyết định độ lớn của sức điện động cảm ứng. Định luật cảm ứng của Faraday Khảo 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 B đi qua diện tích đó 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 Faraday Nghĩa là ta có thể viết như sau Nếu tốc độ biến thiên từ thông tính bằng Vebe/s thì sức điện động cảm ứng là V. Nếu cuộn dây có N vòng dây 2. Định luật Faraday Định luật Faraday cho trường hợp ống dây có nhiều vòng Suất điện cảm Từ thông Cái gì đó thay đổi theo thời gian Định luật cảm ứng của Faraday Hiện tượng cảm ứng điện từ Sự biến đổi của từ thông qua mạch kín là nguyên nhân sinh ra dòng điện cảm ứng. Dòng điện cảm ứng chỉ tồn tại trong mạch khi từ thông gửi qua mạch thay 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 từ thông gửi qua mạch tăng hay giảm. Kết luận Vậy, hiện tượng xuất hiện dòng điện trong mạch kín khi từ thông qua mạch biến thiên gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ. Dòng điện trong mạch gọi là dòng điện cảm ứng. 1. Định luật Lenzt Định luật Lenzt 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. Chiều của ngón tay cái là chiều của từ trường cảm ứng. Định luật Lenzt Hai cách giải thích cho thí nghiệm thứ nhất Cách 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 Lenzt Định luật Lenzt Cách 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 Lenzt Lưu ý: Từ trường cảm ứng không chống lại từ trường của thanh nam châm. Nó chỉ chống lại sự thay đổi của từ thông qua nó. Và nếu ta kéo thanh nam chân ra xa, từ thông qua vòng dây sẽ giảm. Từ trường cảm ứng ứng lúc này sẽ chống lại sự giảm của từ thông bằng cách làm cho từ trường mạnh lên. Chiều của dòng điện tạo ra tác dụng ấy sẽ cùng chiều với kim đồng hồ nếu ta nhìn vòng dây từ phía thanh nam châm. Định luật Lenzt 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 nam châm lại gần vòng dây, thì mặt này của vòng dây lại xuất hiện cực nam. Định luật Lenz và sự bảo toàn năng lượng Và nếu là như vậy thì lúc đầu nam châm đang đứng yên, ta chỉ cần đẩy nó rất nhẹ  nó bắt đầu chuyển động và chuyển động này tự duy trì nam châm sẽ được gia tốc về phía vòng dây và nó sẽ nhận thêm động năng trong quá trình này. Trong khi đó trong vòng dây cũng tỏa ra nhiệt lượng. (do vòng dây có điện trở  hiệu ứng Jun-lenx) Định luật Lenz và sự bảo toàn năng lượng Như vậy rõ ràng là từ hư vô ta có thể thu được một cái gì đó !?! Định luật Lenz và sự bảo toàn năng lượng Định luật Lenz không gì khác là sự phát biểu nguyên lý bảo toàn năng lượng dưới dạng thích hợp cho việc áp dụng với các mạch điện có dòng điện cảm ứng chạy qua. Như vậy ta thấy rằng: cho dù ta cố gắng đẩy nam châm theo chiều nào ta cũng luôn vấp phải một lực chống đối, và như thế ta phải thực hiện một công. Theo nguyên lý bảo toàn năng lượng, công này đúng bằng nhiệt năng xuất hiện trong vòng dây vì chỉ có hai dạng năng lượng chuyển hóa lẫn nhau trong hệ cô lập này (thực chất ở đây ta đã coi năng lượng mất đi dưới dạng bức xạ là không đáng kể). Thật ra, theo định luật Faraday Định luật Lenz và sự bảo toàn năng lượng Có nghĩa là năng lượng tích trữ trong từ trường Định luật Lenz và sự bảo toàn năng lượng Đã chuyển thành năng lượng điện trường  trong vòng dây và do vòng dây có điện trở  nhiệt năng do hiệu ứng Jun-Lenx Đặt một vòng dây đồng bán kính r vào trong một từ trường đều. Trường này choán đầy một thể tích hình trụ bán kính R. Giả sử tăng cường độ từ trường với tốc độ không đổi  từ thông qua vòng dây tăng với tốc độ không đổi  dòng điện và sức điện động cảm ứng xuất hiện trên vòng dây. Từ định luật Lenz  chiều dòng điện cảm ứng theo chiều ngược kim đồng hồ. Như mô tả trên hình vẽ Điện trường cảm ứng Một điện trường được tạo ra trong một vòng dây dẫn là kết quả của việc biến đổi từ thông Định luật Faraday Công dịch chuyển q đi hết một vòng Sự tồn tại của điện trường không phụ thuộc vào việc có hay không sự hiện diện của bất kỳ một điện tích thử nào. Như vậy, một điện trường vẫn tồn tại cho dù không có mặt vòng dây dẫn Điện trường cảm ứng Vì trên dây đồng có dòng điện  tại mỗi điểm trên vòng dây có điện trường do sự thay đổi của từ thông sinh ra. Điện trường cảm ứng này cũng có thực như...

/file/d/0Bz7Zv9 ... sp=sharing

---