Cảm ứng điện từ

Giữ cho nam châm đứng yên thì dòng điện sẽ ngừng

• Đẩy nam châm vào cuộn dây và kim galvanometer sẽ lệch. Giữ nam châm bên trong cuộn dây, hoàn toàn yên tĩnh, thì kim trở về số 0, mặc dù lúc đó cuộn dây đang nằm trong từ trường mạnh nhất mà nó từng trải qua.
• Kéo nam châm ra và kim lệch sang hướng ngược lại.
• Vì vậy, chính từ trường không sinh ra suất điện động cảm ứng. Đó là sự thay đổi của từ trường, và hai định luật trong bài học này giải thích độ lớn và chiều.
• Bài học này bao gồm từ thông, liên kết từ thông, định luật Faraday và định luật Lenz.

Từ thông và liên kết từ thông

• Từ thông là tích của độ cảm ứng từ và diện tích vuông góc với từ trường:

• Nói vuông góc, hay "pháp tuyến vuông góc với từ trường". Nếu pháp tuyến của diện tích hợp với $\theta$ một góc $B$, hãy dùng $\Phi = BA\cos\theta$. Đơn vị là weber, $\text{Wb} = \text{T m}^2$.
• Đối với một cuộn dây có $N$ vòng, liên kết từ thông là $N\Phi = NBA$, đo bằng weber-vòng.
• Các định nghĩa 2 điểm muốn đúng những từ ngữ đó: từ thông là độ cảm ứng từ nhân với diện tích vuông góc; liên kết từ thông là từ thông nhân với số vòng.

Kim chỉ di chuyển khi nam châm chuyển động

Định luật Faraday

• Định luật Faraday: suất điện động cảm ứng bằng tốc độ biến thiên của liên kết từ thông:

• Cụm từ "tốc độ biến thiên của liên kết từ thông", chứ không phải "của từ thông", mới là cụm từ nhận điểm, vì số vòng quay rất quan trọng.
• Ba yếu tố có thể thay đổi từ thông: sự thay đổi của $B$, sự thay đổi của diện tích, hoặc sự thay đổi của góc nghiêng. Yếu tố thứ ba là nguyên lý máy phát điện xoay chiều.

Ví dụ minh họa: từ trường sụp đổ

Định luật Lenz

• Định luật Lenz: suất điện động cảm ứng có chiều chống lại sự thay đổi sinh ra nó. Kết hợp với Faraday:

• Lý do là sự bảo toàn năng lượng. Nếu hiệu ứng cảm ứng khuếch đại sự thay đổi, dòng điện sẽ tăng vô hạn và năng lượng sẽ đến từ đâu.
• Về mặt thực tế, đây là lý do bạn phải tạo công để đẩy nam châm vào cuộn dây: dòng điện cảm ứng chống lại bạn, và chính công đó là nguồn gốc của năng lượng điện.

Đọc suất điện động từ đồ thị từ thông

• Suất điện động cảm ứng bằng dấu trừ của hệ số góc của đồ thị liên kết từ thông theo thời gian. Vẽ sơ đồ e.m.d tương đương với việc đạo hàm đồ thị bằng mắt.
• Từ thông tăng đều tạo ra e.m.d không đổi. Từ thông không đổi tạo ra không có e.m.d, dù từ thông có lớn đến đâu. Sự suy giảm nhanh hơn tạo ra e.m.d lớn hơn nhưng ngược dấu.
• Trường hợp ở giữa chính là mục đích của câu đố mở đầu: một cuộn dây đứng yên trong từ trường đều mạnh có liên kết từ thông lớn nhưng hoàn toàn không có e.m.d.

Ví dụ minh họa: cắt từ thông

Điểm số dễ mất

Bạn đã nắm vững