- Khi từ thông qua một khối kim loại thay đổi, ta coi khối kim loại là tập hợp của những vòng dây liên tiếp, nên trong khối kim loại sẽ xuất hiện s.đ.đ cảm ứng.
- Do khối kim loại dẫn điện nên trong khối kim loại sẽ có dòng điện chạy khép kín
“Dòng điện cảm ứng chạy khép kín trong vật dẫn gọi là dòng điện xoáy hay dòng điện Fucô”
3.5.2 Ý nghĩa
Dòng điện xoáy chạy quẩn trong vật dẫn làm nóng vật dẫn. Ta xét hai trường hợp:
a. Dòng điện xoáy gây tổn hao trong mạch từ của máy điện, khí cụ điện làm nóng thiết bị và gây tổn hao năng lượng, ta phải tìm cách giảm dòng xoáy này.
Xét mạch từ hình 3.13 Hình 3.13. Dòng điện Fucô k W W U U 2 2 1
68
- Dòng điện I gây ra cản ứng từ B. Khi B thay đổi trong lõi thép xuất hiện s.đ.đ cảm ứng và dòng xoáy chạy trong mặt phẳng vuông góc với đường sức từ. Do đó ta giảm dòng xoáy bằng cách mạch từ được ghép từ các lá thép kỹ thuật điện có hai mặt được phủ lớp cách điện. Các lá thép được ghép song song với cảm ứng từ B, dòng xoáy sẽ bị chia nhỏ, chỉ tồn tại trong tiết diện hẹp của lá thép nên trị số nhỏ.
- Có thể hạn chế dòng xoáy bằng cách chế tạo mạch từ bằng vật liệu có điện trở lớn như Ferit, pecmalôi …
b. Lợi dùng dòng xoáy: ta có thể lợi dùng dòng xoáy để: - Nấu chảy kim loại trong các lò điện cảm ứng
- Để tôi kim loại trong các lò tôi cao tần
- Để tạo mô men hãm đĩa kim loại như trong công tơ điện (hình 3.14)
Hình 3.14
Khi đĩa kim loại (thường là đĩa nhôm) quay, nó cắt qua từ trường của nam châm vĩnh cửu, trong đĩa xuất hiện dòng điện xoáy. Dòng điện xoáy này tác dùng với từ trường B tạo thành lực hãm đặt vào đĩa quay.
3.5.3 Hiệu ứng mặt ngoài:
Ta xét dây dẫn có tiết diện S, có dòng điện I chạy qua
Phần từ thông do dòng I tạo ra trong dây dẫn là các đường tròn đồng tâm. phần tiết diện ở gần tâm có số đường sức móc vòng qua nhiều nhất. Nếu dòng điện biến thiên, s.đ.đ cảm ứng trong tiết diện gần tâm sẽ lớn nhất chống lại sự biến thiên của dòng điện nên dòng điện chỉ chạy ở mặt ngoài vì tiết diện mặt ngoài có s.đ.đ cảm ứng nhỏ nhất (Hình 3.15 a,b)
69
Câu hỏi và bài tập 1. Phát biểu định luật cảm ứng điện từ.
2. Cách tính và xác định chiều của s.đ.đ cảm ứng trong dây dẫn thẳng chuyển động cắt từ trường.
3. Cách tính và xác định chiều của s.đ.đ cảm ứng trong cuộn dây có từ thông biến thiên.
4. Trình bầy nguyên tắc biến cơ năng thành điện năng, ứng dụng của nó trong thực tế.
5. Trình bầy nguyên tắc biến điện năng thành cơ năng, ứng dụng của nó trong thực tế.
6. Trình bầy hiện tượng tự cảm, biểu thức s.đ.đ tự cảm.
7. Trình bầy hiện tượng hỗ cảm, ứng dụng của hiện tượng hỗ cảm trong thực tế.
8. Định nghĩa dòng điện Phucô, ý nghĩa và ứng dụng của nó trong thực tế.
9. Xác định chiều của s.đ.đ. cảm ứng trong vòng dây có từ thông biến thiên: a. Qui tắc vặn nút chai - phát biểu qui tắc - cho ví dụ
b. Qui tắc bàn tay trái - phát biểu qui tắc - cho ví dụ. c. Qui tắc bàn tay phải - phát biểu qui tắc - cho ví dụ.
d. Định luật cảm ứng điện từ - phát biểu định luật - cho ví dụ.
10. Xác định chiều của s.đ.đ. cảm ứng trong dây dẫn thẳng chuyển động cắt từ trường:
a. Qui tắc vặn nút chai - phát biểu qui tắc - cho ví dụ b. Qui tắc bàn tay trái - phát biểu qui tắc - cho ví dụ. c. Qui tắc bàn tay phải - phát biểu qui tắc - cho ví dụ.
d. Định luật cảm ứng điện từ - phát biểu định luật - cho ví dụ.
11. Hãy điền các kí hiệu các đại lượng và đơn vị cho đúng: d,
dt d ,
dt di , di, L,M
a. Tốc độ biến thiên từ thông. b. Độ biến thiên từ thông. c. Độ biến thiên dòng điện. d. Tốc độ biến thiên dòng điện. e. Hệ số tự cảm.