CHƢƠNG 3 : CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
1. HIỆN TƢỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
1.2. Sức điện động cảm ứng trong vịng dây có từ thơng biến thiên
Sự xuất hiện của dòng điện cảm ứng trong mạch chứng tỏ trong mạch có một suất điện động. Suất điện động ấy gọi là suất điện động cảm ứng.
Dịch chuyển một vịng dây kín (C) trong từ trƣờng, giả sử trong khoảng thời gian dt từ thơng qua (C) biến thiên một lƣợng dϕm: có dịng Ictrong vịng dây (C).
Hình 3.2: Sức điện động trong vịng dây có từ thơng biến thiên
Cơng của lực từ tác dụng lên Iclà: dA = Ic.dϕm
dA là công cản. Để dịch chuyển (C) ta tốn một công dA‟ = -dA = -Icdϕm. Theo định luật bảo tồn và chuyển hóa năng lƣợng: dA‟ biến thành năng lƣợng của dòng điện Ic: ecIcdt với eclà suất điện động cảm ứng, ta có:
31 Suy ra: dt d e m
Định luật: Suất điện động cảm ứng luôn bằng về trị số nhưng trái dấu với
tốc độ biến thiên của từ thơng qua diện tích của mạch điện.
Quy ƣớc chiều dƣơng vịng dây nhƣ hình vẽ: Vặn cho cái nút chai tiến theo chiều đƣờng sức thì chiều quay của nó sẽ là chiều dƣơng của dịng điện. Và khi đó suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây đƣợc xác định theo định luật maxwell: t dt d e ; (V).
Nghĩa là: suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vịng dây có giá trị bằng tốc độ biến thiên từ thơng qua nó. Dấu „-‟ thể hiện định luật Lenx về chiều của suất điện động cảm ứng.
Các trƣờng hợp cụ thể:
+ Từ trƣờng khơng biến thiên: khi đó 0
dt
d e = 0, nghĩa là nếu khơng có từ thơng biến thiên qua vịng dây thì khơng có suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vịng dây đó.
+ Từ thơng qua vịng dây tăng dần: khi đó 0
dt
d , thì e có giá trị âm, tức
ngƣợc chiều dƣơng quy ƣớc. Dòng điện do suất điện động cảm ứng sinh ra cùng chiếu với nó và dịng điện cảm ứng này sẽ sinh ra từ thơng Φ có chiều ngƣợc với từ thông ban đầu Φ sẽ chống lại sự tăng của từ thông qua vòng dây, thỏa mãn nguyên lý cảm ứng điện từ của Lenx.
+ Từ thơng qua vịng dây giảm dần: khi đó 0
dt
d , thì e có giá trị dƣơng,
tức cùng chiều dƣơng quy ƣớc. Dòng điện do suất điện động cảm ứng sinh ra cùng chiều với nó và dịng điện cảm ứng này sẽ sinh ra từ thông Φ cùng chiều với từ thông ban đầu Φ sẽ chống lại sự giảm của từ thông qua vòng dây, thỏa mãn nguyên lý cảm ứng điện từ của Lenx.