Công Thức Cảm Ứng Từ và Ứng Dụng

Nội dung chính

Công thức cảm ứng từ và ứng dụng

Từ trường được hiểu là môi trường vật chất bao quanh các hạt mang điện chuyển động. Từ trường sẽ gây ra lực từ tác dụng lên các vật, có từ tính đặt ở trong đó. Vậy hiện tượng cảm ứng từ là gì? Công thức cảm ứng từ được tính như thế nào? Ứng dụng của nó trong đời sống là gì? Hãy cùng tìm hiểu và bổ sung kiến thức cho mình.

Định nghĩa và công thức cảm ứng từ

Cảm ứng từ, thường được ký hiệu bằng chữ B, là một đại lượng vật lý đặc trưng cho từ trường về phương diện tác dụng lực từ. Giá trị của cảm ứng từ sẽ xác định độ mạnh, yếu và hướng của từ trường. Đơn vị cảm ứng từ là T và đọc là Tesla.

Vecto cảm ứng từ tại một điểm sẽ có phương tiếp tuyến với đường sức từ tại điểm đó, chiều hướng từ cực nam sang cực bắc của nam châm thử đặt tại điểm đó. Trái đất được ví dụ như là một thỏi nam châm khổng lồ, cực bắc và cực nam gần trùng với cực bắc địa lý và cực nam địa lý của trái đất. Cảm ứng từ của trái đất rất nhỏ, vào khoảng 0,00005 đơn vị Tesla: (1T = 1N/1A.1m).

Nam châm điện mạnh nhất thế giới có cảm ứng B, vào khoảng 80 đến 100 đơn vị Tesla, đặt tại viện nghiên cứu của Đức.

Công thức cảm ứng từ như sau: B = F/Il

Veto cảm ứng từ B tại một điểm, có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó, độ lớn B = F/Il

Biểu thức tổng quát của veto F theo B như sau: F = Bilsinα, (α = vecto cảm ứng từ B và l)

Lực của vecto F có điểm đặt tại trung điểm M1 M2, phương vuông góc với vecto cảm ứng B là l, chiều được xác định theo quy tắc bàn tay trái.

Ứng dụng của cảm ứng từ và công thức của nó

Ứng dụng quan trọng của cảm ứng từ và công thức cảm ứng từ là tạo ra dòng điện xoay chiều. Thực chất của quá trình này là biến đổi từ cơ năng thành điện năng.

Nếu xét một khung dây dẫn gồm nhiều vòng quay trong một từ trường đều, vecto B = vecto const. Với vận tốc góc sẽ khong đổi (ω=const ). Ta sẽ tốn một công để làm quay khung và nhận được điện năng của dòng điện cảm ứng chạy trong khung đó.

Để dẫn được dòng điện ra ngoài, ta sẽ nối 2 đầu dây của khung với 2 hình trụ dẫn cách điện với nhau và cùng gắn với trục quay khung, sau đó dùng 2 chổi than tì vào 2 hình trụ đó, nối khung dây với mạch tiêu thụ ngoài.

Nếu ban đầu (t = 0), pháp tuyến vecto n của mặt khung tạo với vecto B một góc a. Sau thời gian t, góc đó sẽ thay đổi thành φ=ωt+a. Lúc này, từ thông gửi qua khung như sau: Φm=nBScos(ωt+a)

Trong đó, n được coi là tổng số vòng dây của khung, S là diện tích của khung.

Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung, theo định luật cơ bản của hiện tượng cảm ứng điện từ với công thức sau:

ζc= ζcmax sin⁡(ϖt+a)

Khi cho khung quay đều trong từ trường đều, ta được một suất điện động xoay chiều hình sin, chu kỳ là chu kỳ quay của khung với công thức: T = 2π/ϖ

Hiện tượng cảm ứng điện từ là một hiện tượng cực lỳ hữu ích đối với rất nhiều ứng dụng ở trong cuộc sống. Điện từ đã tạo ra một cuộc cách mạng trong các lĩnh vực liên quan đến ứng dụng kỹ thuật. Bên cạnh đó, cảm ứng từ còn có tác động lớn đến các lĩnh vực y tế, công nghiệp, vật dụng gia đình, không gian… Cảm ứng từ thường được sử dụng cho các thiết bị gia dụng như đèn, thiết bị nhà bếp, hệ thống điều hòa không khí…

Trên đây là những thông tin cơ bản, cung cấp công thức cảm ứng từ và các ứng dụng của nó. Hy vọng rằng, bài viết của chúng tôi đã cung cấp và mang lại những kiến thức vật lý mà bạn cần.