Hiện tượng cảm ứng điện từ là gì? Ứng dụng cảm ứng điện từ trong đời sống

Hiện tượng cảm ứng điện từ là gì là câu hỏi được nhiều người quan tâm đặt ra. Đây là một trong những phần lý thuyết vật lý quan trọng và cũng được ứng dụng rất nhiều vào trong đời sống. Vậy để hiểu rõ hơn về cảm ứng điện từ này đừng bỏ qua bài viết dưới đây của Hưng Phát nhé.

Khái quát về từ thông

Trước khi tìm hiểu về khái niệm cảm ứng điện từ là gì thì Hưng Phát sẽ giới thiệu tới bạn các thông tin tổng quan của từ thông. Từ đó, chúng ta sẽ tìm ra được mối liên quan giữa từ thông và cảm ứng điện từ.

Từ thông được ký hiệu là Φ và đọc là phi. Nó là tổng số đường sức từ đi qua một bề mặt kín. Không chỉ vậy, từ thông còn được coi là một phép tính đo tổng số đường sức từ khi đi qua một diện tích bề mặt S và chúng được đặt vuông góc với đường sức từ. 

Công thức tính từ thông mà bạn cần nắm như sau:

Φ = B.S.Cos(α)

Trong đó:

• Φ là từ thông (đơn vị là Wb)
• B là từ trường, độ lớn cảm ứng từ (đơn vị T)
• S là diện tích bề mặt mà có đường sức từ đi qua (đơn vị m2)
• α là góc giữa 2 vectơ cảm ứng từ B và vectơ pháp tuyến n của mặt phẳng S

Hiện tượng cảm ứng điện từ là gì?

Vào năm 1831, Michael Faraday đã thực hiện thực nghiệm chứng tỏ rằng từ trường có thể sinh ra dòng điện. Khi có sự biến đổi từ thông một mạch kín thì lúc này trong mạch kín đó sẽ xuất hiện một dòng điện cảm ứng. Như vậy, khi có sự biến thiên từ thông qua một mạch kín và xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch đó được gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ

Các định luật cơ bản liên quan tới cảm ứng điện từ

Để hiểu rõ hơn về hiện tượng cảm ứng điện từ là gì và nguyên tắc hoạt động của nó. Cùng Hưng Phát tìm hiểu về 3 định luật liên quan: 

• Định luật cơ bản của cảm ứng điện từ
• Định luật Faraday 
• Định luật Lenz

Định luật cơ bản về hiện tượng cảm ứng điện từ là gì?

Nội dung của định luật cơ bản cảm ứng điện từ đó là: Hiện tượng cảm ứng điện từ có thể sinh ra suất điện động cảm ứng. Suất điện động này sẽ luôn bằng về trị số, tuy nhiên lại trái dấu với tốc độ biến thiên của từ thông qua diện tích mạch kín.

Định luật Faraday

Định luật Faraday ra đời vào năm 1981 bởi ông Michael Faraday. Đây là định luật cơ bản trong cảm ứng điện từ. Nội dung định luật này cho biết từ trường khi tương tác với mạch điện sẽ tạo ra sức điện động (EMF) và đây là hiện tượng cảm ứng điện từ. Từ định luật này cũng chính là nguyên lý hoạt động cơ bản cho nhiều loại động cơ điện, máy phát điện, máy biến áp, nam châm điện cuộn cảm…

Thí nghiệm mà ông Michael Faraday thực hiện để cho ra đời định luật Faraday đó là: Ông sử dụng một cuộn dây, mắc nối tiếp chúng với điện kế G và tạo ra một mạch kín. Sau đó, ông đặt một thanh nam châm có 2 cực Bắc – Nam lên trên ống dây. Từ thí nghiệm cho chúng ta thấy:

• Từ thông đi qua mạch kín biến thiên theo thời gian chính là nguyên nhân sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch.
• Chỉ khi từ không đi qua mạch kín biến thiên mới xuất hiện dòng điện cảm ứng.
• Chiều của dòng điện cảm ứng bị ảnh hưởng bởi sự biến thiên, tăng giảm của từ thông
• Cường độ dòng điện cảm ứng có sự tỷ lệ thuận với tốc độ biến thiên của từ thông.

Định luật Lenz

Cùng với ông Michael Faraday, Heinrich Lenz cũng đã nghiên cứu ra hiện tượng cảm ứng điện từ. Từ nghiên cứu này đã tìm ra định luật tổng quát, giúp chúng ta xác định được chiều của dòng điện cảm ứng. Đó được gọi là định luật Lenz.

Công thức tính cảm ứng điện từ theo định luật Lenz như sau: e = – ΔΦ/ Δt

Trong đó:

• e là cảm ứng điện từ
• ΔΦ là biến thiên của từ thông trong mạch điện
• Δt là khoảng thời gian của từ trường giảm đều đến 0

Ứng dụng của cảm ứng điện từ trong thực tế đời sống, sản xuất

Cảm ứng điện từ có tác dụng gì và chúng được ứng dụng vào đời sống ra sao? Cùng Hưng Phát tìm hiểu sau đây:

Ứng dụng cảm ứng điện từ trong thực tiễn đời sống hàng ngày

Trong đời sống, hiện tượng cảm ứng điện từ được ứng dụng rất phổ biến và rộng rãi. Thường chúng ta sẽ thấy xuất hiện trong các thiết bị, đồ dùng gia dụng như quạt điện, bóng đèn, bếp từ…

• Quạt điện: Hầu hết, các thiết bị điện có sử dụng động cơ như quạt, hệ thống làm mát… đều hoạt động dựa trên nguyên tắc cảm ứng điện từ. Đồng thời, các thiết bị, động cơ điện nào cũng sẽ đều hoạt động nhờ từ trường tạo ra dòng điện theo nguyên lý Lenz. 
• Bóng đèn huỳnh quang: Hệ thống chiếu sáng đèn huỳnh quang chủ yếu hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Đèn huỳnh quang hoạt động với cơ chế là chấn lưu. Khi bật đèn sẽ tạo ra một điện áp cao trên 2 đầu đèn. Lúc này dòng điện đi qua bóng đèn sẽ tạo thành ion tác động lên bột huỳnh quang và làm sáng đèn.
• Bếp điện từ: Thiết bị này có cấu tạo từ một cuộn dây đồng được đặt dưới lớp vật liệu cách nhiệt như thủy tinh, gốm. Khi có dòng điện cảm ứng đi qua cuộn dây đồng làm nóng dụng cụ bếp. Lúc này nhiệt độ tăng cao và có thể làm nóng nồi và chín thức ăn.

Ứng dụng cảm ứng điện từ vào trong công nghiệp và giao thông

Trong công nghiệp, cảm ứng điện từ cũng được ứng dụng nhiều cho máy phát điện và tàu điện từ. 

• Máy phát điện: Đây là thiết bị không thể thiếu trong hoạt động sản xuất đảm bảo hoạt động của thiết bị máy móc khi có sự cố mất điện. Máy phát điện được sử dụng năng lượng cơ học (cuộn dây trong từ trường) và tạo ra nguồn điện.
• Tàu điện từ: Hiện tượng cảm ứng điện từ được xem là một trong những công nghệ hiện đại được sử dụng vào hệ thống giao thông. Tàu điện từ hoạt động với cơ chế đơn giản là sử dụng nam châm điện mạnh giúp tàu tăng tốc độ. 

Ứng dụng trong lĩnh vực y tế

Ngoài ra, hiện tượng cảm ứng điện từ còn được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực y tế. Đặc biệt, cảm ứng điện từ đã được ứng dụng vào phương pháp chụp cộng hưởng từ (MRI) hoặc phương pháp điều trị tăng thân nhiệt cho bệnh ung thư hay cấy ghép.

Trên đây là những thông tin chi tiết trả lời cho câu hỏi hiện tượng cảm ứng điện từ là gì và ứng dụng của chúng trong thực tiễn. Hy vọng những chia sẻ trên của Hưng Phát giúp bạn hiểu rõ về hiện tượng này và ứng dụng phù hợp. Ngoài ra, nếu các bạn có thêm thắc mắc gì hoặc có nhu cầu về các sản phẩm cảm biến hoặc giải pháp tự động hóa công nghiệp. Hãy liên hệ với Hưng Phát để được tư vấn miễn phí và hỗ trợ nhanh chóng.

Hotline: 0978.79.55.66

Website: www.thietbidoluong.info 

Email: hoa.nguyen@huphaco.vn