Bài 16. Từ thông. Hiện tượng cảm ứng điện từ
1. Từ thông
Định nghĩa: Từ thông qua một mặt là số đường sức từ đi qua mặt đó.
Công thức:
$$\Phi = B S \cos\alpha$$
Trong đó:
- Φ: từ thông (Wb - Weber)
- B: cảm ứng từ (T)
- S: diện tích mặt (m²)
- α: góc giữa vectơ B và pháp tuyến mặt
Đơn vị: Weber (Wb)
1 Wb = 1 T.m²
2. Hiện tượng cảm ứng điện từ
Định nghĩa: Khi từ thông qua một mạch kín biến thiên thì trong mạch xuất hiện dòng điện gọi là dòng điện cảm ứng.
Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng: Từ thông qua mạch kín phải biến thiên.
Hiện tượng cảm ứng điện từ: Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch kín khi từ thông qua mạch biến thiên.
Chiều dòng điện cảm ứng: Xác định bằng định luật Lenz: Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra chống lại sự biến thiên của từ thông ban đầu.
3. Định luật Faraday
Suất điện động cảm ứng:
$$e_c = -\frac{\Delta\Phi}{\Delta t}$$
Định luật Faraday: Độ lớn suất điện động cảm ứng bằng tốc độ biến thiên của từ thông.
Dòng điện cảm ứng:
$$i_c = \frac{e_c}{R} = -\frac{1}{R} \frac{\Delta\Phi}{\Delta t}$$
Trong đó R là điện trở mạch.
4. Dòng điện Fu-cô
Dòng điện Fu-cô (Foucault): Là dòng điện cảm ứng xuất hiện trong các khối kim loại khi chuyển động trong từ trường.
Tính chất:
- Có hại: Gây tỏa nhiệt, làm giảm hiệu suất máy
- Có ích: Bếp từ, lò cảm ứng, phanh từ
Dạng 1: Tính từ thông
Phương pháp:
- Φ = BS cosα
- Chú ý góc α
Giải:
S = 100cm² = 10⁻² m²
α = 0° (B // n) → cosα = 1
Φ = 0,2.10⁻².1 = 2.10⁻³ Wb
Dạng 2: Tính suất điện động cảm ứng
Phương pháp:
- e_c = |ΔΦ/Δt|
- Chú û: dấu trừ trong định luật Lenz
Giải:
ΔΦ = 0,2 - 0,5 = -0,3 Wb
e_c = -ΔΦ/Δt = -(-0,3)/0,1 = 3 V
Luyện tập trắc nghiệm
1 / 17Từ thông qua mặt S được tính bằng công thức: