Bài 23. Từ thông. Cảm ứng điện từ

Chương 5
Nội dung
- Từ thông, công của lực từ và khái niệm về cảm ứng điện từ.
- Các định luật, các hệ quả về chiều, độ lớn…của các đại lượng đặc trưng cho cảm ứng điện từ.
Suất điện động cảm ứng, tự cảm, năng lượng từ trường…trong các trường hợp cụ thể.
Các ứng dụng của hiện tượng cảm ứng trong kĩ thuật và đời sống…
Từ thông
Cảm ứng điện từ
I. TỪ THÔNG
1. Định nghĩa:
Một đường cong (C) là chu vi giới hạn một mặt có diện tích S.
Mặt đó được đặt trong từ trường đều
S
 Từ thông qua mặt S là đại lượng, kí hiệu , cho bởi:
2. Đơn vị đo từ thông:
Trong hệ SI, đơn vị đo từ thông là vêbe (Wb)
Nếu S = 1m2 , B = 1T thì



- Từ thông là đại lượng vô hướng, nó phụ thuộc

vào B, S và ?.


* Đặc điểm:
Các trường hợp :
Trị số tuyệt đối của từ thông ? qua diện

tích S đặt vuông góc với đường cảm ứng từ

bằng số đường cảm ứng từ qua diện tích đó.

ý nghiã của từ thông
Micheal Faraday
I. TỪ THÔNG
1. Định nghĩa:
2. Đơn vị đo từ thông:
II. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
1. Thí nghiệm:
làm thế nào tạo ra được dòng điện
chạy trong dây dẫn?
Thí nghiệm 1
Đưa nam châm lại gần vòng dây dẫn
Đưa nam châm ra xa vòng dây dẫn
Thí nghiệm 2
Còn có cách nào khác
để tạo ra dòng điện không?
Đưa vòng dây lại gần nam châm
Thí nghiệm 3
Đưa vòng dây ra xa nam châm
Thí nghiệm 4
Nếu ta không thay đổi từ trường
của nam châm thì có dòng điện cảm ứng
hay không?Nếu muốn có dòng điện
thì phải làm thế nào?
I. TỪ THÔNG
1. Định nghĩa:
2. Đơn vị đo từ thông:
II. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
1. Thí nghiệm:
2. Kết luận:
a) Dựa vào công thức định nghĩa từ thông, ta thấy, khi một trong các đại lượng B, S hoặc thay đổi thì từ thông biến thiên
b) Từ các thí nghiệm, ta thấy:
- Mỗi khi từ thông qua mạch kín (C) biến thiên thì trong mạch (C) xuất hiện một dòng điện gọi là dòng điện cảm ứng. Hiện tượng này gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.
- Hiện tượng cảm ứng điện từ chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ thông qua mạch kín biến thiên.
C1. Giải thích sự biến thiên từ thông qua mạch kín (C) trong từng thí nghiệm.
C2. Mô tả và giải thích thí nghiệm Faraday được vẽ trên hình.
I. TỪ THÔNG
1. Định nghĩa:
2. Đơn vị đo từ thông:
II. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
1. Thí nghiệm:
2. Kết luận:
III. ĐỊNH LUẬT LENZ VỀ CHIỀU DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG
1. Khảo sát quy luật xác định chiều dòng điện cảm ứng xuất hiện trong một mạch kín khi từ thông qua mạch kín ấy biến thiên.
- Quy ước chiều dương trên (C) phù hợp với chiều đường sức từ của nam châm (hoặc ống dây điện) qua (C) theo quy tắc nắm tay phải.
- Thí nghiệm 1, từ thông qua (C) tăng: dòng điện cảm ứng I trong mạch kín (C) có chiều ngược với chiều dương trên.
- Thí nghiệm 2, từ thông qua (C) giảm: dòng điện cảm ứng I trong mạch kín (C) có chiều trùng với chiều dương trên.
2. Dòng điện cảm ứng xuất hiện sinh ra từ trường cảm ứng. Từ trường của nam châm hay nam châm điện gọi là từ trường ban đầu
III. ĐỊNH LUẬT LENZ VỀ CHIỀU DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG
3. Định luật Lenz: Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín có chiều sao cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông ban đầu qua mạch kín.
Nếu xét các đường sức từ đi qua mạch kín, từ trường cảm ứng ngược chiều với từ trường ban đầu khi từ thông qua mạch kín tăng và cùng chiều với từ trường ban đầu khi từ thông qua mạch kín giảm
Chiều của dòng điện cảm ứng
được xác định như thế nào?
Hãy phát biểu nội dung định luật Len xơ
về chiều dòng điện cảm ứng?
a.Đưa nam châm lại gần vòng dây dẫn
a.Đưa nam châm ra xa vòng dây dẫn
I. TỪ THÔNG
1. Định nghĩa:
2. Đơn vị đo từ thông:
II. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
1. Thí nghiệm:
2. Kết luận:
III. ĐỊNH LUẬT LENZ VỀ CHIỀU DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG
1. Khảo sát quy luật xác định chiều dòng điện cảm ứng xuất hiện trong một mạch kín khi từ thông qua mạch kín ấy biến thiên.
- Thí nghiệm 1, từ thông qua (C) tăng: dòng điện cảm ứng I trong mạch kín (C) có chiều ngược với chiều dương trên.
- Thí nghiệm 2, từ thông qua (C) giảm: dòng điện cảm ứng I trong mạch kín (C) có chiều trùng với chiều dương trên.
2. Dòng điện cảm ứng xuất hiện sinh ra từ trường cảm ứng. Từ trường của nam châm hay nam châm điện gọi là từ trường ban đầu
III. ĐỊNH LUẬT LENZ VỀ CHIỀU DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG
3. Định luật Lenz: Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín có chiều sao cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông ban đầu qua mạch kín.
4. Khi từ thông qua (C) biến thiên do kết quả của một chuyển động nào đó thì từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại chuyển động nói trên.
C3. Nam châm SN rơi thẳng đứng chiu qua mạch kín (C) cố định. Hãy xác định chiều dòng điện cảm ứng xuất hiện trong (C).
I. TỪ THÔNG
1. Định nghĩa:
2. Đơn vị đo từ thông:
II. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
1. Thí nghiệm:
2. Kết luận:
IV. DÒNG ĐIỆN FOUCAULT
1. Thí nghiệm 1
III. ĐỊNH LUẬT LENZ VỀ CHIỀU DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG
Dòng điện cảm ứng xuất hiệntrong mạch kín có chiều sao cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông ban đầu qua mạch kín.
Một bánh xe kim loại (đồng hoặc nhôm) có dạng một đĩa tròn quay xung quanh trục O của nó trước một nam châm điện. Khi chưa cho dòng điện chạy vào nam châm, bánh xe quay bình thường. Khi cho dòng điện chạy vào nam châm, bánh xe quay chậm và bị hãm dừng lại.
2. Thí nghiệm 2
IV. DÒNG ĐIỆN FOUCAULT
Một khối kim loại (đồng hoặc nhôm) hình lập phương được đặt giữa hai cực của một nam châm điện. Khối ấy được treo bằng một sợi dây có một đầu cố định, trước khi đưa khối kim loại vào trong nam châm điện, sợi dây treo được xoắn nhiều vòng. Khi chưa cho dòng điện chạy vào nam châm, khi thả ra, khối kim loại quay nhanh xung quanh mình nó. Khi cho dòng điện chạy vào nam châm, bánh xe quay chậm và bị hãm dừng lại.
3. Giải thích:
4. Tính chất và công dụng của dòng Foucault:
a) Do tác dụng của dòng Foucault, mọi khối kim loại chuyển động trong từ trường đều chịu tác dụng của những lực hãm điện. Tính chất này được ứng dụng trong các bộ phận phanh điện từ của những ô tô phanh hạng nặng.
b) Dòng điện Foucault được ứng dụng trong lò nung nóng kim loại. Trong nhiều trường hợp, dòng điện này gây những tổn hao năng lượng vô ích. Để giảm tác dụng của dòng Foucault, ta có thể tăng điện trở khối kim loại. Dòng Foucault cũng đựơc ứng dụng trong một số lò tôi kim loại.
- Từ thông qua một diện tích S đặt trong một từ trường đều:
- Từ trường qua một mạch kín (C) biến thiên thì trong (C) xuất hiện dòng điện cảm ứng.
- Định luật Lenz: Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín có chiều sao cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông ban đầu qua mạch kín.
1. Từ thông đi qua vòng dây trong từ trường đều không phụ thuộc vào:
A. độ lớn của cảm ứng từ
B. diện tích của vòng dây
C. Góc tạo bởi mặt vòng dây và phương của vecto cảm ứng từ
D. hình dạng của vòng dây
2. Trong hệ đo lường quốc tế SI, đơn vị đo từ thông là:
A. Wb(Webe)
B. T.m
C. T(Tesla)
D. T/m
3. Dùng định luật Lenz, xác định chiều dòng điện cảm ứng trong khung dây dẫn trong các trường hợp sau:
a) Thanh nam châm rơi đến gần khung dây, sau đó đi qua khung dây và rơi ra xa khung dây.
b) Đưa khung dây ra xa dòng điện.
c) Giảm cường độ dòng điện trong ống dây dài
I
A
B
C
D
A
B
C
D
A
B
C
D
Hãy đóng, ngắt khoá K của mạch điện (hình vẽ). Hỏi hiện tượng gì sẽ xảy ra ? Giải thích?

Củng cố
Câu hỏi1:
Đáp án:

Câu hỏi 2: Thanh AB được gắn cố định trên trục O, ở hai đầu có đặt hai vòng dây dẫn, một vòng kín và một vòng hở (bỏ qua ma sát). Lần lượt để hai vòng dây gần đầu một cuộn dây như hình vẽ. Hiện tượng gì sẽ xảy ra nếu đóng khoá K
Đáp án:

Bài tập về nhà:
Trong thí nghiệm 1, nếu cho vòng dây
và nam châm chuyển động với cùng
vận tốc thì kim điện kế có lệch không?
Giải thích?















