Dòng điện cảm ứng là một hiện tượng có vai trò trong quan trọng. Đã đóng góp cho nhiều nghiên cứu và ứng dụng cho đời sống và sản xuất trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Vậy hãy cùng tìm hiểu xem dòng điện cảm ứng là gì và nguyên lý hoạt động của chúng qua bài viết sau nhé.
Contents
Dòng điện cảm ứng
1. Dòng điện cảm ứng là gì?
Dòng điện cảm ứng là hiện tượng của cảm ứng điện từ. Chỉ xảy ra khi có một dòng điện sinh ra trong mạch dẫn kín ở môi trường từ trường. Dòng điện cảm ứng xuất hiện khi từ thông đi qua trong mạch kín. Khi đó dây dẫn kín trong từ trường bị biến thiên và chống lại sự biến thiên của từ thông sinh ra chúng.
Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng
Được phát hiện bởi Michael Faraday vào những năm 1831. Để xuất hiện dòng điện cảm ứng ta đưa nam châm lại gần hoặc xa cuộn dây thì đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây biến thiên và sinh ra hai trường hợp:
- Trường hợp thứ nhất: Dòng điện xuất hiện khi đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây biến thiên trong từ trường của nam châm.
- Trường hợp thứ hai: Khi đóng và ngắt mạch điện, từ trường nam châm sẽ ngẫu nhiên xuất hiện hoặc biến mất. Đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn biến thiên sẽ tăng hoặc giảm. Từ đó cuộn dây xuất hiện dòng điện.
2. Nguyên lý hoạt động của dòng điện cảm ứng
Tính chất:
Theo tính chất của dòng điện cảm ứng thì khi từ thông biến đổi trong một thời gian ( thời gian thực) của một mạch kín trong mạch thì một dòng điện cảm ứng xuất hiện.
Dòng điện này chỉ tồn tại trong thời gian mà từ thông biến đổi. Lúc đó cường độ dòng điện sẽ tỉ lệ thuận với tộc độ từ thông biến đổi. Từ đó định luật lenz ra đời để xác định được dòng điện.
Định luật Lenz
Định luật Lenz dùng để xác định chiều của dòng điện cảm ứng sao cho từ trường do nó sinh ra có thể chống lại được nguyên nhân sinh ra nó. Có thể nói cách khác: Khi từ thông đi qua mạch và tăng thì từ trường sẽ sinh ra tác dụng chống lại từ thông tăng trường. Từ trường cảm ứng ngược chiều với từ chiều với từ trường ngoài.
Có hai trường có thể quan sát sau đây:
Trường hợp 1: Di chuyển lại gần cuộn dây
Sự tăng lên của từ thông qua một cuộn dây tạo ra một dòng điện cảm ứng. Dòng điện này có chiều, sao cho từ trường do nó tạo ra có xu hướng chống lại từ thông ban đầu.
Trường hợp 2: Khi nam châm xa cuộn dây
Lúc này, từ thông đi qua cuộn dây sẽ giảm đi, kim điện kế sẽ hướng qua bên trái. Áp dụng theo quy tắc nắm tay phải sẽ thấy: Dòng điện sẽ được tạo ra từ một từ trường cùng chiều với từ trường nam châm. Có tắc dụng chống lại sự giảm từ thông khi nam châm được đưa ra xa
Ứng dụng của dòng điện cảm ứng
1. Bếp từ
Bếp từ được hoạt động theo quy luật của cảm ứng từ để làm nóng nồi qua bề mặt bếp. Dòng điện được cảm ứng trực tiếp với các dụng cụ nấu nên sẽ nóng theo rất nhanh. Hầu như các loại bếp từ đều có nguyên lý hoạt động giống nhau.
Khi từ trường dao động sẽ tạo ra từ thông hoạt động liên tục. Nồi sẽ đóng viai trò như lõi từ của máy biến áp. Từ đó tạo ra được dòng điện Fu-co, dụng cụ nấu chịu một lực hãm điện tạo ra hiệu ứng tỏa nhiệt Jun-Lenxo. Đáy nồi sẽ từ đó nóng lên và làm chin thức ăn.
2. Quạt điện
Quạt điện là thiết bị được sử dụng phổ biến mà hầu như mọi gia đình đều có. Đây là một ví dụ trong các hệ thống làm mát sử dụng động cơ điện. Sẽ hoạt động theo nguyên lý của cảm ứng điện từ. Những thiết bị điện sẽ hoạt động được bởi từ trường tạo ra ở dòng điện theo nguyên lý lực Lo-ren-xơ.
3. Đèn huỳnh quang
Đèn huỳnh quang bao gồm bộ phận chấn lưu, bộ phận này hoạt động dựa trên nguyên lý điện từ. Khi đèn bật, chấn lưu sẽ tạo ra điện áp cao trên hai đầu đèn rồi phóng điện qua đèn. Dòng điện được phóng đi sẽ tạo ra icon tác động lên bột huỳnh quang làm bột phát sáng.
4. Máy phát điện
Máy phát hiện được sử dụng rộng rãi trong các môi trường công nghiệp. Tránh tình trạng mất điện ảnh hưởng đến sản xuất. Máy phát hiện sẽ dùng năng lượng cơ học để tạo ra điện.
Trong máy phát điện sẽ gồm một cuộn dây trong từ trường, cuộn dây điện sẽ được quay trong từ trường với tốc độ ổn định không thay đổi và tạo ra được dòng điện xoay chiều. Ngoài ra còn có thể sử dụng cảm ứng điện từ giữ cho cuộn dây đứng yên và làm quay nam châm vĩnh cữu xung quanh cuộn dây.
5. Tàu điện từ
Đây là một phát minh với công nghệ hiện đại được dựa trên định luật cảm ứng điện từ. Tàu điện từ sẽ sử dụng nam châm điện mạnh giúp tàu đạt được tốc độ đáng kể.
6. Trong y học
Dòng điện cảm ứng cũng đã góp phần quan trọng trong y học. Những thiết bị y tế tiên tiến với công nghệ cao được ra đời phải kể đến như: Các phương pháp điều trị thân nhiệt cho ung thư, cấy ghép, chụp MRI.
Bài viết trên đã tổng hợp về dòng điện cảm ứng. Hy vọng sẽ giúp ích cho các bạn.
Tham khảo thêm về dòng điện trong kim loại
