Cập nhật nội dung chi tiết về Dòng Điện Cảm Ứng Là Gì? Chiều Và Ứng Dụng Của Dòng Điện Cảm Ứng mới nhất trên website Sieuphampanorama.com. Hy vọng thông tin trong bài viết sẽ đáp ứng được nhu cầu ngoài mong đợi của bạn, chúng tôi sẽ làm việc thường xuyên để cập nhật nội dung mới nhằm giúp bạn nhận được thông tin nhanh chóng và chính xác nhất.
Dòng điện cảm ứng là gì?
Dòng điện cảm ứng là một hiện tượng thuộc loại cảm ứng điện từ. Hiện tượng này xảy ra khi một dòng điện được sinh ra trong mạch dẫn kín được đặt trong môi trường từ trường.
Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín khi có từ thông đi qua. Trong một dây dẫn kín đặt trong từ trường khi từ thông gửi qua khung dây bị biến thiên và có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông đã sinh ra nó. Điều này đã được nhà Vật lý, Hóa học người Anh – Michael Faraday khám phá qua một nghiên cứu năm 1831, cụ thể như sau:
Ông sử dụng một cuộn dây, sau đó mắc nối tiếp nó với một điện kế ( được ký hiệu là G) và tạo thành một mạch kín. Bên trong cuộn dây ông đặt một nam châm với hai cực âm (-), dương (+). Sau đó, ông nhận thấy có một dòng điện được sản sinh ra trong mạch kín và dòng điện này chính là dòng điện cảm ứng điện từ. Tiếp tục nghiên cứu và thực hiện các tương tác lên nam châm thì ông nhận thấy:
Dòng điện cảm ứng sẽ có chiều ngược lại khi ông rút nam châm ra khỏi cuộn dây.
Khi ông di chuyển cục nam châm càng nhanh thì cường độ của dòng điện cảm ứng càng lớn.
Dòng điện cảm ứng sẽ bằng 0 khi ông giữ cho thanh nam châm đứng yên.
Tiếp tục, khi ông đưa ống dây có dòng điện chạy qua để thay thế cho cục nam châm và tiến hành các thí nghiệm tương tự thì ông cũng thu lại được những kết quả tương tự.
Từ những thí nghiệm trên thì ông đã đưa ra những kết luận như sau:
Dòng điện cảm ứng điện từ được sinh ra trong mạch điện là do có từ thông đi qua mạch kín và nó thay đổi theo thời gian.
Dòng điện cảm ứng chỉ được sinh ra và tồn tại trong khoảng thời gian mà có từ thông đi qua mạch kín biến đổi.
Tốc độ biến đổi của từ thông sẽ tỉ lệ thuận với cường độ của dòng điện cảm ứng.
Từ thông đi qua mạch tăng hay giảm sẽ có những ảnh hưởng trực tiếp đến chiều của dòng điện.
Tính chất của dòng điện cảm ứng
Khi từ thông biến đổi theo thời gian tại một mạch kín thì trong mạch sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng và nó chỉ tồn tại trong thời gian mà từ thông biến đổi. Chiều của dòng điện phụ thuộc rất nhiều vào sự tăng giảm của từ thông gửi qua mạch.
Với vòng tròn từ
Vơi vòng tròn từ của N vòng quấn
Xác định chiều của dòng điện cảm ứng
Đồng thời với những nghiên cứu và kết luận của nhà Vật Lý Michael Faraday thì nhà Vật Lý học Heinrich Lenz cũng nghiên cứu về hiện tượng cảm ứng điện từ. Sau đó, ông đã phát minh ra định luật Lenz (lấy từ trên của Ông) một cách tổng quát giúp con người xác định được chiều của dòng điện cảm ứng.
Cụ thể, định luật Lenz được phát biểu như sau:
Chiều của dòng điện cảm ứng trong dây dẫn được sinh ra bởi sự biến thiên của từ trường tuân theo định luật cảm ứng Faraday thì sẽ tạo ra một từ trường chống lại sự biến thiên từ thông đã sinh ra nó.
Dòng điện cảm ứng phải có chiều sao cho từ trường mà nó đã sinh ra có tác dụng chống lại các nguyên nhân đã sinh ra nó.
Công thức của định luật Lenz
Định luật Lenz được biểu thị bởi dấu âm trong định luật cảm ứng Faraday
Trong đó:
∈: Là cảm ứng điện từ
ΔΦ: Là biến thiên từ thông ( nó có dấu âm ở đằng trước để xác định chiều của dòng điện cảm ứng)
Δt: Là khoảng thời gian, dấu trừ biểu thị cho định luật Lenz.
Ứng dụng của định luật cảm ứng điện từ trong đời sống
Định luật cảm ứng điện từ được coi là một phát minh lớn trong lĩnh vực ứng dụng khoa học kỹ thuật. Nhờ có những nghiên cứu về định luật cảm ứng điện từ, định luật Lenz và Faraday mà việc ứng dụng, nghiên cứu và sản xuất các lĩnh vực của đời sống trở nên thuận tiện và phát triển hơn. Hiện tượng cảm ứng điện từ đã được ứng dụng vào rất nhiều lĩnh vực khác nhau như: sản xuất các thiết bị gia dụng, trong công nghiệp, trong y học và trong cả giao thông,… Cụ thể:
Thiết bị gia dụng
Trong lĩnh vực sản xuất thiết bị gia dụng thì điện từ là nguyên tắc làm việc cơ bản của rất nhiều thiết bị như: bếp từ, điều hòa, đèn hay các thiết bị nhà bếp khác,…
Bếp từ
Bếp từ sử dụng định luật cảm ứng từ và làm nóng nồi để nấu thay vì dẫn nhiệt từ lửa hay các bộ phận làm nóng bằng điện khác. Do dòng điện cảm ứng trực tiếp làm nóng các dụng cụ nấu, nên nhiệt độ có thể tăng lên rất nhanh.
Bên trong bếp từ, một cuộn dây đồng sẽ được đặt dưới một vật liệu cách nhiệt ( thường là mặt bếp thủy tinh hoặc gốm) và một dòng điện xoay chiều được truyền qua cuộn dây đồng này.
Khi từ trường dao động và tạo ra một từ thông liên tục từ hóa trong nổi thì lúc này nồi đóng vai trò như một lõi từ của máy biến áp. Điều này tạo ra dòng điện Fu-cô lớn, nồi nấu chịu tác dụng của lực hãm điện từ gây ra hiệu ứng tỏa nhiệt Jun-Lenxơ và làm nóng đáy nồi giúp thức ăn bên trong chín hơn.
Đèn huỳnh quang
Chấn lưu sử dụng trong đèn huỳnh quang hoạt động dựa trên nguyên lý điện từ. Tại thời điểm người dùng bật đèn thì chấn lưu sẽ tạo ra một điện áp cao trên 2 đầu đen rồi phóng điện qua đèn.
Dòng điện được phóng qua đèn tạo thành các ion tác động lên bột huỳnh quang làm bột huỳnh quang phát sáng.
Máy phát điện
Máy phát điện sử dụng năng lượng cơ học để tạo ra nguồn điện. Cốt lõi của các bộ phận bên trong máy phát điện là một cuộn dây trong từ trường. Nguyên lý hoạt động của máy phát điện này chính là cuộn dây điện sẽ được quay trong từ trường với tốc độ không đổi và nó tạo ra điện xoay chiều.
Quạt điện
Quạt điện cũng những các thiết bị có hệ thống làm mát khác sử dụng động cơ điện mà các động cơ này cũng hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Trong bất kỳ thiết bị điện nào thì động cơ điện hoạt động bởi từ trường cũng đều được tạo ra bởi dòng điện theo định lý Lenxo. Những động cơ này chỉ khác nhau dựa trên ứng dụng và kích thước.
Trong y học
Trong y học ngày nay thì trường điện từ có một vai trò cực kỳ quan trọng trong tất cả các thiết bị y tế tiên tiến. Ví dụ như: các phương pháp điều trị tăng thân nhiệt cho bệnh nhân ung thư, cấy ghép và chụp cộng hưởng từ (MRI).
Bài 2: Dòng Điện Xoay Chiều Là Gì ? Ứng Dụng Của Dòng Điện Xoay Chiều
Định nghĩa dòng điện xoay chiều
Dòng điện xoay chiều là dòng điện có chiều và giá trị biến đổi theo thời gian, những thay đổi này thường tuần hoàn theo một chu kỳ nhất định.
Ở trên là các dòng điện xoay chiều hình sin, xung vuông và xung nhọn.
Chu kỳ và tần số của dòng điện xoay chiều
Chu kỳ của dòng điện xoay chiều ký hiệu là T là khoảng thời gian mà điện xoay chiều lặp lại vị trí cũ , chu kỳ được tính bằng giây (s)
Tần số điện xoay chiều: là số lần lặp lại trang thái cũ của dòng điện xoay chiều trong một giây ký hiệu là F đơn vị là Hz
Pha của dòng điện xoay chiều
Nói đến pha của dòng xoay chiều ta thường nói tới sự so sánh giữa 2 dòng điện xoay chiều có cùng tần số .
Hai dòng điện xoay chiều cùng pha là hai dòng điện có các thời điểm điện áp cùng tăng và cùng giảm như nhau.
Hai dòng điện xoay chiều lệch pha : là hai dòng điện có các thời điểm điện áp tăng giảm lệch nhau.
Hai dòng điện xoay chiều ngược pha : là hai dòng điện lệch pha 180 độ, khi dòng điện này tăng thì dòng điện kia giảm và ngược lại.
Biên độ
Biên độ của dòng xoay chiều là giá trị điện áp đỉnh của dòng điện xoay chiều. Biên độ này thường cao hơn điện áp mà ta đo được từ các đồng hồ.
Giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều là gì
Thường là giá trị đo được từ các đồng hồ và cũng là giá trị điện áp được ghi trên giắc cắm nguồn của các thiết bị điện tử.
Ví dụ: nguồn 220V AC mà ta đang sử dụng chính là chỉ giá trị hiệu dụng, thực tế biên độ đỉnh của điện áp 220V AC khoảng 220V x 1,4 lần = khoảng 300V
Công suất của dòng điện xoay chiều
Công suất của dòng điện xoay chiều phụ thuộc vào cường độ, điện áp và độ lệch pha giữa hai đại lượng trên, công xuất được tính bởi công thức :
Trong đó:
Sự khác nhau giữa điện 1 pha và 3 pha
Định nghĩa dòng điện xoay chiều 1 pha là gì
Dòng điện xoay chiều 1 pha là dòng điện xoay chiều trong mạch điện xoay chiều có hai dây nối với nguồn điện, hướng của cường độ dòng điện trong mạch AC thay đổi nhiều lần mỗi giây tùy theo tần số của nguồn điện trong mạch.
Điện 220V cung cấp cho mỗi hộ gia đình sử dụng là điện xoay chiều 1 pha và có 2 dây: dây pha và dây trung tính (dây nóng và dây nguội).
Ý nghĩa của dòng điện xoay chiều 1 pha:
Dòng điện xoay chiều 1 pha được sử dụng cho sinh hoạt gia đình, với các thiết bị có công suất nhỏ, không bị hao phí điện năng nhiều.
Định nghĩa dòng điện xoay chiều 3 pha là gì
Dòng điện xoay chiều 3 pha là dòng điện trong mạch điện xoay chiều mà về cơ bản tương tự như 3 đường điện 1 pha chạy song song, có chung 1 dây trung tính. Vì vậy hệ thống điện của chúng ta thường có 4 dây, 3 dây nóng và 1 dây lạnh (Trung tính – 0V).
Ý nghĩa của dòng điện xoay chiều 3 pha:
Điện 3 pha được sử dụng cho việc truyền tải, sản xuất công nghiệp sử dụng thiết bị điện có công suất lớn để giải quyết vấn đề hao tổn điện năng. Hệ thống điện 3 pha gồm 2 dây nóng, 1 dây lạnh, điện áp chuẩn ra 380V.
Ứng dụng của dòng điện xoay chiều
Dòng điện xoay chiều 3 pha
Điện 3 pha được sử dụng cho việc truyền tải, sản xuất công nghiệp sử dụng thiết bị điện có công suất lớn để giải quyết vấn đề tổn hao điện năng.
Cũng theo đánh giá từ các chuyên gia thì máy phát điện 3 pha cho dòng điện 3 pha khỏe, tốt hơn rất nhiều, thậm chí hiệu suất hoạt động của máy cũng hiệu quả hơn. Do đó, sử dụng máy phát điện 3 pha và dòng điện xoay chiều 3 pha là một giải pháp tiết kiệm, an toàn và hiệu quả.
Dòng điện xoay chiều 1 pha
Điện 1 pha được sử dụng cho sinh hoạt gia đình, công suất thiết bị nhỏ, các thiết bị không bị hao phí về điện năng nhiều.
Dòng Điện Là Gì ? Dòng Điện Xoay Chiều Và Dòng Điện Một Chiều Là Gì ?
Đây là bài viết chia sẻ kiến thức, bên mình không kinh doanh mặt hàng này. Xin cám ơn !
Từ thời xa xưa hay thời cổ đại, con người đã biết đến dòng điện thông qua các hiện tượng tự nhiên như sấm chớp, các luồng sét khi trời mưa. Tuy nhiên mãi đến thế kỷ 17 và 18 thì các lý thuyết về điện mới được hình thành và phát triển. Trong thời gian này hầu như các kiến thức chỉ là để giải thích hiện tượng tự nhiên của dòng điện chứ thực ra cũng chẳng một ai có thể áp dụng vào các ứng dụng thực tế như bây giờ.
Mãi đến cuối thế kỷ 19 cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp năng lượng, trong đó có cả ngành công nghiệp điện. Và từ đây dòng điện bắt đầu được khai thác và ứng dụng sâu vào trong đời sống và sản xuất của chúng ta đến tận bây giờ. Chính vì dòng điện có khá nhiều tính linh hoạt nên cho phép con người có thể áp dụng chúng trong hầu hết các lĩnh vực đời sống từ ẩm thực, giao thông, kinh tế, xây dựng, giáo dục,…Và hơn thế nữa ngành công nghiệp năng lượng hiện nay dường như là ngành xương sống cho một thế giới hiện đại.
Có thể nói dòng điện là các dòng chuyển dịch có hướng của các hạt mang điện thường là các electron. Trong các mạch điện mà chúng ta đang sử dụng hiện nay thì cũng được xem là dòng điện. Vì chúng cũng là dòng electron di chuyển và có hướng theo dây dẫn mà đi qua các thiết bị tiêu thụ điện để phục vụ nhu cầu của con người. Dòng điện thường được các nhà khoa học quy ước là dòng chuyển dời có hướng của các điện tích dương. Khi đó trong mạch điện có dây dẫn kim loại, electron là các hạt mang điện, dòng electron có độ lớn bằng với độ lớn của dòng điện và có chiều ngược với chiều của dòng điện trong mạch.
Trong các loại vật liệu dẫn, các hạt tích điện có khả năng dịch chuyển tạo ra dòng điện được gọi là các hạt mang điện. Trong vật liệu kim loại, chất dẫn điện phổ biến nhất là các hạt nhân tích điện dương không thể dịch chuyển, chỉ có các electron tích điện âm có khả năng di chuyển tự do trong vùng dẫn. Do đó, trong kim loại các electron là các hạt mang điện. Trong các vật liệu dẫn khác, ví dụ như các chất bán dẫn, hạt mang điện có thể tích điện dương hay âm phụ thuộc vào chất pha. Hạt mang điện âm và dương có thể cùng lúc xuất hiện trong vật liệu, ví dụ như trong dung dịch điện ly ở các pin điện hóa.
Nhắc tới dòng điện chúng ta sẽ có thêm khái niệm cường độ dòng điện. Cường độ của dòng điện khi chạy qua một bề mặt sẽ được định nghĩa là lượng điện tích đi qua bề mặt đó trong một đơn vị thời gian nhất định. Trong quá trình học môn Vật Lý từ trung học ta đã biết cường độ dòng điện có ký hiệu là chữ I, và chúng ta có công thức tính là:
Chúng ta cũng có công thức về cường độ dòng điện trung bình trong một khoảng thời gian. Nó được định nghĩa bằng thương số giữa điện lượng chuyển qua bề mặt được xét trong khoảng thời gian đó và khoảng thời gian mà chúng ta đang xét. Cụ thể là:
I tb là cường độ dòng điện trung bình, có đơn vị là A (hay còn gọi là Ampe)
ΔQ là điện lượng chuyển qua bề mặt mà chúng ta đang xét trong khoảng thời gian Δt, đơn vị là C (hay coulomb)
Δt là khoảng thời gian được xét, đơn vị là s (giây).
Từ lâu chúng ta đã biết thì kim loại được xem như một vật liệu dẫn điện được dùng rất phổ biến trong việc dẫn điện. Chúng ta có thể thấy chúng trong hầu hết các loại dây điện hiện nay như bạc, đồng, vàng, chì,…Và bản chất thì dòng điện chạy trong vật liệu kim loại sẽ là dòng chuyển dời có hướng của các electron ngược chiều điện trường.
nếu sợi dây kim loại có một đầu nóng và một đầu lạnh thì chuyển động nhiệt của êlectron sẽ làm cho một phần electron tự do ở đầu nóng dồn về đầu lạnh. Đầu nóng sẽ tích điện dương, đầu lạnh tích điện âm. Giữa đầu nóng và đầu lạnh có một hiệu điện thế nào đấy. Nếu lấy hai dây kim loại khác loại nhau và hàn hai đầu với nhau bằng một mối hàn giữa ở nhiệt độ cao, một mối hàn ở nhiệt độ thấp, thì hiệu điện thế ở đầu nóng và đầu lạnh của từng dây không giống nhau. Điều này khiến trong mạch có một suất điện động ξ.
ξ được gọi là suất điện động nhiệt điện, và bộ hai dây dẫn hàn hai đầu và nhau gọi là cặp nhiệt điện, và chúng có hệ thức như sau:
T1 – T2 là hiệu nhiệt điện đầu nóng và đầu lạnh của kim loại.
αt là hệ số nhiệt điện động, chúng phụ thuộc vào bản chất của hai loại vật liệu dùng làm cặp nhiệt điện.
Suất điện động nhiệt điện tuy nhỏ nhưng rất ổn định theo thời gian và điều kiện thí nghiệm, nên cặp nhiệt điện được dùng phổ biến để đo nhiệt độ. Ứng dụng này chúng ta có thể thường thấy nhất trong các loại cảm biến nhiệt độ, đầu dò nhiệt độ,…
Điện trở là một yếu tố cản trở dòng điện trong kim loại. Bên cạnh định luật ôm thì chúng còn được thể hiện thông qua công thức:
R là điện trở của dây dẫn kim loại (Ω)
ρ là điện trở suất của kim loại phụ thuộc vào bản chất của kim loại (Ωm)
S là tiết diện ngang của dây (m2)
l là chiều dài của đoạn dây (m)
Bên cạnh đó thì điện trở suất của kim loại còn được thể hiện thông qua công thức:
ρ0 là điện trở suất của kim loại ở nhiệt độ ban đầu.
ρ là điện trở suất của kim loại ở nhiệt độ đã thay đổi.
Δt là độ biến thiên của nhiệt độ.
α là hằng số nhiệt điện trở.
Dòng điện trong chất điện phân là dòng ion dương và ion âm chuyển động có hướng theo hai chiều ngược nhau. Các ion dương chạy về phía catôt nên gọi là cation, ion âm chạy về phía anôt nên gọi là anion. Dòng điện trong chất điện phân không chỉ tải điện lượng mà còn tải cả vật chất đi theo. Tới điện cực chỉ có êlectron có thể đi tiếp, còn lượng vật chất đọng lại ở điện cực, gây ra hiện tượng điện phân.
Theo định luật Faraday thứ nhất:
Khối lượng vật chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó, và chúng được xác định thông qua:
Trong đó: k được gọi là đương lượng điện hoá của chất được giải phóng ở điện cực.
Bên cạnh đó thì cũng có định luật Faraday thứ 2:
Đương lượng điện hoá k của một nguyên tố sẽ tỉ lệ với đương lượng gam A/n của nguyên tố đó. Với F = 96494 C/mol, ta có công thức như sau:
Ngọn lửa ga (nhiệt độ rất cao), tia tử ngoại của đèn thuỷ ngân trong thí nghiệm trên được gọi là các tác nhân ion hoá. Nhờ có năng lượng cao, chúng ion hoá chất khí, tách phân tử khí trung hoà thành ion dương và êlectron tự do. Êlectron tự do lại có thể kết hợp với phân tử khí trung hoà thành ion âm. Các hạt tích điện này là hạt tải điện trong chất khí.
Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm, các êlectron ngược chiều điện trường. Các hạt tải điện này do chất khí bị ion hoá sinh ra.
Quá trình dẫn điện của chất khí mà ta vừa môt ả gọi là quá trình dẫn điện (phóng điện) không tự lực. Nó chỉ tồn tại khi ta đưa hạt tải điện vào khối khí ở giữa hai bản cực và biến mất khi ta ngừng đưa hạt tải điện vào. Thay đổi hiệu điện thế U giữa hai bản cực và ghi lại dòng điện I chạy qua chất khí, ta thấy quá trình dẫn điện không tự lực không tuân theo định luật Ôm.
Nói về khái niệm một chiều thì các bạn có thể hiểu như sau. Dòng điện một chiều một là dòng chuyển dời các điện tích theo một hướng nhất định và không thay đổi trong suốt quá trình truyền. Dòng điện một chiều thường được viết tắt là 1C, hoặc theo tiếng anh chúng ta có dạng viết tắt là DC. Nghĩa là ” Direct Current ”
Ngoài ra chúng ta còn có thể nghe đến khái niệm điện áp một chiều. Là hiệu điện thế giữa hai cực của dòng điện một chiều, thường có giá trị là 5VDC, 12VDC, 24VDC.
Dòng điện xoay chiều là dòng điện có chiều và cường độ thay đổi liên tục theo thời gian. Thông thường sự thay đổi của dòng điện trong quá trình truyền sẽ có tính chu kì theo biên dạng hình sin. Chúng thường được tạo ra từ các máy phát điện xoay chiều hoặc là được biến đổi từ nguồn điện một chiều. Có kí hiệu là AC theo tiếng anh (nghĩa là Alternating Current)
Có thể vấn đề này mình không cần đề cập thì các bạn cũng có thể hình dung ra được đúng không nào. Để thế giới có thể phát triển về khoa học – kỹ thuật hay các lĩnh vực khác thì điện dường như đóng vai trò chủ đạo. Cũng giống như là vai trò của nước đối với sự sống thì điện có vai trò trong việc phát triển một thế giới mới của thời đại 4.0.
Tuy nhiên mình cũng xin chia sẻ thêm về các lợi ích ít được biết đến của dòng điện để các bạn có thể tham khảo. Cụ thể là với lượng điện cần thiết để có thể mang lại mặt tốt cho con người, chúng ta hoàn toàn có thể dùng chúng cho việc chữa bệnh. Dòng điện có các tác dụng sinh lý như:
Có thể nói dòng điện đi qua cơ thể con người phần lớn đều không tốt. Các mối nguy hiểm sẽ phụ thuộc vào cường độ dòng điện chạy qua cơ thể chúng ta. Ứng với từng mức cường độ cụ thể mà sẽ xảy ra các hiện tượng và hệ lụy khác nhau. Tuy nhiên các bạn có thể tham khảo một số số liệu mà các nhà nghiên cứu đã thu thập được trong quá trình thực nghiệm.
1 mA: Sẽ gây ra cảm giác đau nhói tại chỗ tiếp xúc với dòng điện.
5 mA: sẽ gây cho chúng ta cảm giác bị giật nhẹ.
50 – 150 mA: mức này có thể gây chết người thông qua các tác động phân hủy cơ và suy thận.
1 – 4 A: Khi ở mức này tim chúng ta sẽ bị loạn nhịp dẫn đến việc lưu thông máu bị rối loạn.
10 A: Đây là mức nguy hiểm có thể dẫn đến chết người trong thời gian ngắn. Chính vì thế các cầu chì hay các câu giao chống giật trong gia đình thường được thiết kế theo mức 10A để đảm bảo an toàn.
Tuy nhiên dòng điện sẽ không đi qua cơ thể chúng ta một cách toàn diện. Chúng sẽ phụ thuộc vào mức điện trở của cơ thể cũng như vào cách thức mà chúng ta tiếp xúc với nguồn điện. Và các bạn cũng có thể suy ra từ định luật Ohm để có thể giải thích cho hiện tượng này.
Chạm tay vào dây điện: 40.000 – 1.000.000 ohm (khô ráo) và 4.000 – 15.000 ohm (ẩm ướt)
Cầm dây điện: 15.000 – 50.000 ohm (khô ráo) và 3.000 – 5.000 ohm (ẩm ướt)
Cầm vào ống nước: 5.000 – 10.000 ohm (khô ráo) và 1.000 – 3.000 ohm (ẩm ướt)
Chạm bàn tay vào đường dây điện: 3.000 – 8.000 ohm (khô ráo) và 1.000 – 2.000 ohm (ẩm ướt)
Khi ta nắm chặt một tay vào ống nước: 1.000 – 3.000 ohm (khô ráo) và 500 – 1.500 ohm (ẩm ướt)
Khi ta nắm chặt cả hai tay vào ống nước: 500 – 1.500 ohm (khô ráo) và 250 – 750 ohm (ẩm ướt)
Khi ta nhúng tay vào chất lỏng dẫn điện tốt: 200 – 500 ohm (ẩm ướt)
Khi ta nhúng chân vào chất lỏng dẫn điện tốt: 100 – 300 ohm (ẩm ướt)
Tuy nhiên mức điện trở của từng người sẽ không hoàn toàn chính xác theo thang đo trên 100%. Điện trở sẽ phụ thuộc vào từng người, độ tuổi, giới tính, chiều cao, cân nặng,…
Từ Thông Cảm Ứng Điện Từ
Từ thông cảm ứng điện từ là một hiện tượng vật lý được Michael Faraday tìm ra. Từ đó đưa thế giới bước sang một nền văn minh mới, nền văn minh sử dụng điện. Là một cuộc cách mạng trong nền công nghiệp sản xuất và dân dụng.
Từ thông là gì
Ký hiệu từ thông
Ký hiệu của từ thông được bắt nguồn từ ký tự của tiếng Hy Lạp. Chúng có ký hiệu là: ϕ hoặc ϕB.
Công thức tính từ thông
Từ thông được xác định qua công thức:
ϕ=B.S.cos(α)
Trong đó:
ϕ: Từ thông (Wb)
B: Từ trường (T)
S: Diện tích mặt (m2)
α: Góc giữa vectơ B và vectơ n (vectơ n là vectơ pháp tuyến của mặt phẳng S)
Từ thông tiếng anh là gì?
Trong tiếng Anh, từ thông được gọi là: Magnetic Flux
Đơn vị của từ thông là gì?
Đơn vị theo tiêu chuẩn SI của từ thông là Weber (Wb).
Đơn vị cơ bản là Vôn-giây.
Đơn vị theo CGS là Maxwell.
Ý nghĩa của từ thông
Từ định nghĩa ở trên, chúng ta cũng biết được ý nghĩa của từ thông rằng: Từ thông qua diện tích S bằng số đường sức từ qua diện tích S được đặt vuông góc với đường sức.
Từ thông qua một mạch điện phụ thuộc vào?
Để hiểu được từ thông qua một mạch điện phụ thuộc vào điều gì? Chúng ta hãy xét trường hợp từ thông trong một tiết diện S giới hạn trong một vòng dây C.
Từ thông được biết là đại lượng đặc trưng cho lượng từ trường qua diện tích S. Vậy diện tích S càng lớn thì từ trường đi qua nó sẽ càng nhiều. Điều này chứng tỏ rằng từ thông tỉ lệ thuận với diện tích S.
Cảm ứng từ là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh hay yếu của từ trường. Mà từ thông lại là đại lượng đặc trưng cho lượng từ trường. Chứng tỏ rằng từ thông tỉ lệ thuận với cảm ứng từ.
Trong thí nghiệm, người ta nhận thấy rằng, khi vectơ B song song với mặt phẳng S thì không có đường cảm ứng từ nào đi qua. Nhưng khi vectơ B vuông góc với S thì các đường cảm ứng từ lại đi qua S nhiều nhất. Điều này nói lên rằng từ thông sinh ra còn phụ thuộc vào góc giữa vectơ B và vectơ n (vectơ pháp tuyến của mặt phẳng S). Vậy từ thông cũng tỉ lệ với góc α.
Từ thông thay đổi khi nào?
Để biết được từ thông thay đổi khi nào, chúng ta cùng xem xét một vài ví dụ như: từ thông trong ống dây, từ thông qua khung dây…
Chúng ta xét một diện tích S được giới hạn trong một đường cong kín C. Theo như định nghĩa từ thông ở trên thì chúng ta sẽ có những trường hợp sau đây:
Khi mà chúng ta di chuyển cuộn dây, khung dây đi về phía nam châm thì lượng từ trường đi qua vòng dây sẽ tăng lên. Điều này chứng tỏ từ thông trong mạch đang thay đổi theo xu hướng tăng. Và hiện tượng này cũng sinh dòng điện trong mạch.
Khi chúng ta di chuyển cuộn dây, khung dây ra xa nam châm, thì chúng ta nhận thấy lượng điện trường yếu đi, có nghĩa lượng điện trường đang giảm dần. Từ thông trong mạch cũng thay đổi giảm dần. Nhưng dòng điện vẫn tồn tại trong mạch.
Vậy dễ thấy rằng, từ thông trong mạch thay đổi hay biến thiên khi mà lượng từ trường thay đổi. Đây cũng là nguyên lý của hiện tượng cảm ứng điện từ.
Thế nào là hiện tượng từ thông cảm ứng điện từ?
Hiện tượng cảm ứng điện từ là hiện tượng từ thông qua mạch kín biến thiên (tăng hay giảm). Khi đó trong mạch điện sẽ xuất hiện dòng điện. Dòng điện này được gọi là dòng điện cảm ứng. Hiện tượng cảm ứng điện từ chỉ xuất hiện trong khoảng thời gian từ thông qua mạch kín có biến thiên.
Từ những thành tựu của nhà vật lý Michael Faraday khi phát hiện ra hiện tượng cảm ứng điện từ. Góp phần đưa nhân loại sang một giai đoạn phát triển mới, giai đoạn sử dụng điện trong sinh hoạt và sản xuất.
Thí nghiệm Faraday về từ thông cảm ứng điện từ
Thí nghiệm mô tả rằng: Lấy một cuộn dây và mắc nối tiếp nó với một điện kế G thành một mạch kín (hình a). Phía trên ống dây đặt một thanh nam châm 2 cực Bắc-Nam. Thí nghiệm cho thấy:
Khi chúng ta di chuyển thanh nam châm chầm chậm ra xa cuộn dây, thì dòng điện cảm ứng sinh ra sẽ có chiều ngược lại (hình b)
Nếu chúng ta di chuyển thanh nam châm càng nhanh, thì cường độ dòng điện cảm ứng Ic sinh ra càng lớn.
Nhưng khi thanh nam châm được giữ đứng yên so với ống dây, thì trong cuộn dây không thấy dòng điện cảm ứng, dòng điện cảm ứng lúc này bằng không.
Nếu thay thanh nam châm vĩnh cửu trên bằng một ống dây có dòng điện chạy qua (tức nam châm điện), rồi tiến hành các bước thí nghiệm như trên, chúng ta cũng thu được kết quả tương tự.
Từ thông gửi qua mạch kín biến đổi theo thời gian là nguyên nhân sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch đó.
Dòng điện cảm ứng chỉ tồn tại trong thời gian từ thông gửi qua mạch kín có biến đổi.
Cường độ của dòng điện cảm ứng tỉ lệ thuận với tốc độ biến đổi của từ thông qua cuộn dây.
Chiều của dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào sự tăng hay giảm của từ thông gửi qua mạch.
Vậy chiều của dòng điện do từ thông cảm ứng điện từ sinh ra được xác định bằng cách nào?
Ðịnh luật Lenz
Hai nhà vật lý Michael Faraday, Heinrich Lenz cũng nghiên cứu hiện tượng cảm ứng điện từ và đã tìm ra một cách xác định chiều của dòng điện cảm ứng, được gọi là định luật Lenz.
Nội dung định luật được phát biểu như sau:
“Dòng điện cảm ứng phải có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân sinh ra nó”
Nếu ϕ là dòng điện cảm ứng, có thể biểu diễn toán học như sau
Ðiều này có nghĩa là:
Khi từ thông qua mạch tăng lên, từ trường cảm ứng sinh ra có tác dụng chống lại sự tăng của từ thông: từ trường cảm ứng sẽ ngược chiều với từ trường ngoài.
Khi từ thông qua mạch giảm, từ trường cảm ứng sinh ra có tác dụng chống lại sự giảm của từ thông, lúc đó từ trường cảm ứng sẽ cùng chiều với từ trường ngoài.
Vận dụng vào thí nghiệm từ thông cảm ứng điện từ
Theo định luật Lenz, dòng điện cảm ứng phải sinh ra từ trường ngược chiều với từ trường của thanh nam châm để từ thông Fc sinh ra có tác dụng làm giảm sự tăng của từ thông là nguyên nhân sinh ra nó. Muốn vậy dòng điện cảm ứng phải có chiều như trên hình vẽ.
Ngược lại nếu dịch chuyển cực bắc của thanh nam châm ra xa ống dây như hình b, dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch sẽ có chiều ngược với chiều của dòng điện cảm ứng trong trường hợp trên.
Như vậy, theo định luật Lenz, dòng điện cảm ứng bao giờ cũng có tác dụng chống lại sự dịch chuyển của thanh nam châm. Do đó, để dịch chuyển thanh nam châm, ta phải tốn công. Chính công mà ta tốn được biến thành điện năng của dòng điện cảm ứng.
Ðịnh luật cơ bản của hiện tượng cảm ứng điện từ
“Suất điện động cảm ứng luôn luôn bằng về trị số, nhưng trái dấu với tốc độ biến thiên của từ thông gửi qua diện tích của mạch điện.”
Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra do hiện tượng cảm ứng điện từ.
Ứng dụng của hiện tượng từ thông cảm ứng điện từ
Tạo ra dòng điện xoay chiều
Một ứng dụng quan trọng của hiện tượng cảm ứng điện từ là tạo ra dòng điện xoay chiều. Thực chất của quá trình này là biến đổi cơ năng thành điện năng.
Xét một khung dây dẫn gồm nhiều vòng quay trong một từ trường đều với vận tốc góc không đổi. Ta sẽ phải 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 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 để nối khung dây với mạch tiêu thụ ngoài.
Biến đổi dòng điện xoay chiều
Một ứng dụng quan trọng khác của cảm ứng điện từ là máy biến điện. Máy biến áp là một thiết bị thay đổi năng lượng điện xoay chiều ở một cấp điện áp sang cấp khác thông qua hoạt động của từ trường. Một máy biến áp giảm áp là trong đó điện áp trong sơ cấp cao hơn điện áp thứ cấp. Ngược lại là máy tăng áp. Các công ty điện lực sử dụng một máy tăng áp để tăng điện áp lên 100 kV, giúp giảm dòng điện và giảm thiểu tổn thất điện năng trong các đường dây truyền tải. Mặt khác, các mạch điện gia dụng sử dụng các máy giảm áp để giảm điện áp xuống hoặc 220V để sử dụng các thiết bị điện trong nhà.
Bếp điện từ
Bếp điện từ là cách nấu nhanh nhất. Nó cũng hoạt động trên nguyên tắc cảm ứng lẫn nhau. Khi dòng điện chạy qua cuộn dây đồng được đặt bên trong mặt bếp, nó sẽ tạo ra một từ trường thay đổi. Từ trường xen kẽ hoặc thay đổi này tạo ra một emf và do đó dòng điện trong vật chứa dẫn điện, và chúng ta biết rằng dòng điện luôn tạo ra nhiệt trong nó.
Các loại cảm biến đo lưu lượng
Máy đo lưu lượng điện từ hay cảm biến đo lưu lượng được sử dụng để đo vận tốc của một số chất lỏng. Khi một từ trường được đặt vào một đường ống cách điện, trong đó chất lỏng đang chảy, thì theo định luật Faraday, một lực điện động được tạo ra trong nó. Suất điện động cảm ứng này tỷ lệ thuận với tốc độ của chất lỏng chảy.
Rất mong nhận được những đóng góp, và những chia sẻ bài viết của các bạn!
Bạn đang đọc nội dung bài viết Dòng Điện Cảm Ứng Là Gì? Chiều Và Ứng Dụng Của Dòng Điện Cảm Ứng trên website Sieuphampanorama.com. Hy vọng một phần nào đó những thông tin mà chúng tôi đã cung cấp là rất hữu ích với bạn. Nếu nội dung bài viết hay, ý nghĩa bạn hãy chia sẻ với bạn bè của mình và luôn theo dõi, ủng hộ chúng tôi để cập nhật những thông tin mới nhất. Chúc bạn một ngày tốt lành!