Hiện tượng cảm ứng điện từ

Hiện tượng cảm ứng điện từ là hiện tượng mà ở đó hình thành một suất điện động (điện áp) trên một vật dẫn khi vật dẫn được đặt trong một từ trường biến thiên. Hiện tượng này được phát hiện bởi Michael Faraday

Hiện tượng được phát hiện như thế nào 

Michael Faraday đã thực hiện nhiều thí nghiệm liên quan đến hiện tượng cảm ứng điện từ. Trong một số thí nghiệm quan trọng nhất của ông, ông đã chứng minh rằng khi một luồng điện thay đổi qua một vật thể, nó sẽ tạo ra một trường điện từ xung quanh nó, điều này được gọi là “hiện tượng cảm ứng điện từ” . Ông cũng chứng minh rằng các luồng điện có thể được tạo ra từ các trường điện từ, mà điều này có thể được sử dụng để tạo ra điện năng. Ông cũng đã khám phá ra một số quy tắc luồng điện và các quan hệ giữa các trường điện từ, luồng điện và nam châm.

Ông cũng đã thực hiện nhiều thí nghiệm để chứng minh rằng luồng điện có thể tạo ra từ các trường điện từ và từ đó ông đã thiết kế một hệ thống luồng điện gọi là “chuyển đổi Faraday” . Ông đã chứng minh rằng khi một vòng cảm ứng là quay đi quanh một vật thể có trường điện từ, nó sẽ tạo ra một luồng điện. Hệ thống này được sử dụng trong các thiết bị điện từ hiện đại như biến tần, máy phát điện và máy tạo điện năng.

Thế nào là hiện tượng cảm ứng điện từ 

Hiện tượng cảm ứng điện từ là sự thay đổi trong luồng điện khi có một thay đổi trong trường điện từ. Hiện tượng này được giải thích bằng nghiên cứu về cách trường điện từ xung quanh một vật thể có thể tác động lên luồng điện qua vật thể đó. Faraday đã chứng minh rằng khi trường điện từ thay đổi, nó sẽ tạo ra một luồng điện và ngược lại, khi có một luồng điện thay đổi qua một vật thể, nó sẽ tạo ra một trường điện từ.

Hiện tượng này được tìm thấy trong các thiết bị điện từ cổ đại như máy phát điện, biến tần và các thiết bị điện từ khác và đóng góp quan trọng cho các máy móc công nghiệp và các thiết bị điện từ tiên tiến hơn.

Định luật cơ bản của cảm ứng điện từ

Định luật cơ bản của hiện tượng cảm ứng điện từ được gọi là Định luật Faraday-Neumann-Lenz hoặc định luật cảm ứng điện từ, cho biết : Khi có thay đổi trong trường điện từ, tại một điểm cụ thể, sẽ tạo ra một dòng điện induk đối xứng với tỷ lệ thay đổi trong trường điện từ và góc với trường điện từ.

Trong chữ viết tắt : ΔΦ = – N dΦ / dt

trong đó: Δ Φ là sự thay đổi của luồng điện

N là số cảm biến (các vòng cảm ứng)

dΦ / dt là tỷ lệ thay đổi trong trường điện từ

Định luật này cho biết rằng một thay đổi trong trường điện từ sẽ tạo ra một sự thay đổi tương đối trong luồng điện. Điều này làm cho nó có thể sử dụng trong các thiết bị điện từ để tạo ra và chuyển đổi luồng điện, cho phép sản xuất điện năng và thực hiện nhiều chức năng khác.

Các công thức liên quan 

Có một số công thức liên quan đến định luật cảm ứng điện từ của Faraday và các ứng dụng của nó, một trong số đó là :

Công thức Lenz :

Lenz’s Law cho biết rằng độ dao động của luồng điện trong một vật thể sẽ tạo ra một trường điện từ mà sẽ chống lại thay đổi gốc của trường điện từ, tức là tạo ra một lực chống lại thay đổi gốc trong trường điện từ.

Định luật này có thể viết tắt như sau:

ε=ΔΦ /Δt

Trong đó:

ε là cảm ứng điện từ.

ΔΦ là biến thiên từ thông có dấu âm đằng trước để xác định chiều dòng điện cảm ứng).

Δt là khoảng thời gian biến thiên,dấu trừ biểu thị định luật Lenz.

Còn một công thức khác mà cũng liên quan đến định luật cảm ứng điện từ là Công thức Maxwell-Faraday:

∇ x E = – dΒ / dt

trong đó: E là trường điện từ

B là trường liên tục

∇ x là phép nhân véc tơ của gradient dΒ / dt là tỷ lệ thay đổi trong trường liên tục

Công thức này cho thấy rằng thay đổi trong trường điện từ sẽ tạo ra một thay đổi trong trường liên tục và ngược lại. Điều này có nghĩa là sẽ có mối liên hệ giữa trường điện từ và trường liên tục. Điều này cần thiết cho các các lý thuyết về điện từ và thế hệ điện.

Tìm hiểu thêm về Michael Faraday

Michael Faraday sinh ra ngày 22 tháng 9 năm 1791 tại Newington Butts, London, Anh Quốc. Ông là con của một giáo dục viên và là một trong ba con của gia đình. Faraday không có một giáo dục chuyên sâu và không có bằng cấp. Nhưng ông đã học được nhiều kiến thức từ các tài liệu của gia đình và đọc nhiều sách tại thư viện địa phương.

Faraday bắt đầu sự nghiệp của mình làm việc tại một công ty sản xuất đồng hồ tại London. Nhưng anh đã quan tâm đến lĩnh vực điện và tìm cách học hỏi về nó. Faraday đã liên lạc với một số nhà khoa học điện nổi tiếng và cuối cùng đã được giám đốc khoa học tại Royal Institution, Humphry Davy, nhận làm một trong những nhân viên hỗ trợ của ông.

Faraday đã làm việc trên rất nhiều lĩnh vực, bao gồm điện từ, liên tục, và magnetism. Ông đã phát hiện ra quan hệ giữa điện từ và magnetism, tạo ra nguyên tắc cảm ứng điện từ, và làm cho nhiều tiến bộ trong lĩnh vực điện từ. Ông cũng đã làm nhiều nghiên cứu về liên tục và magnetism, giúp cho sự tiến bộ trong các lĩnh vực này.

Faraday đã nhận được nhiều giải thưởng và danh hiệu khoa học quan trọng, bao gồm Copley Medal của Royal Society và Royal Medal của Bảo tàng Vật lý học. Ông đã mất vào ngày 25 tháng 8 năm 1867 tại London.