CHƢƠNG 3 : CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
1. HIỆN TƢỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
1.1. Định luật cảm ứng điện từ
29
Thí nghiệm Faraday: Thí nghiệm gồm nam châm vĩnh cửu, ống dây điện đƣợc nối với điện kế G thành một mạch điện kín. Thí nghiệm đƣợc bố trí nhƣ ở Hình 3.1.
Thí nghiệm chứng tỏ:
- Nếu đƣa thanh nam châm vào trong lòng ống dây thì kim điện kế sẽ lệch: trong ống dây xuất hiện dịng điện. Đó là dịng điện cảm ứng.
- Nếu đƣa thanh nam châm ra dịng điện cảm ứng Icsẽ có chiều ngƣợc lại. - Di chuyển thanh nam châm càng nhanh thì Iccàng lớn.
Qua thí nghiệm Faraday đã rút ra những kết luận tổng quát sau:
a. Sự biến đổi ϕmqua mạch kín là ngun nhân sinh ra dịng điện cảm ứng trong mạch.
b. Dòng điện cảm ứng chỉ tồn tại trong thời gian ϕmgửi qua mạch thay đổi.
c. Dòng điện cảm ứng tỉ lệ với tốc độ biến thiên của ϕm.
d. Chiều của dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào ϕmgửi qua mạch tăng hay giảm.
Định luật Lenx:
Nghiên cứu hiện tƣợng cảm ứng điện từ, Lenx đã tìm ra định luật tổng quát về chiều của dòng điện cảm ứng, gọi là định luật Lenx:
Dòng điện cảm ứng phải có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân đã sinh ra nó.
Ta vận dụng định luật này để xác định chiều của dòng điện cảm ứng trong hai trƣờng hợp ở hình trên.
- Trƣờng hợp hình a, ngun nhân gây ra dịng điện cảm ứng là do dịch chuyển cực bắc của thanh nam châm vào trong lòng ống dây, làm cho từ thông gửi qua ống dây theo chiều từ trên xuống tăng. Theo định luật Lenx, dòng điện cảm ứng Icphải có chiều sao cho từ trƣờng '
B do nó sinh ra chống lại sự tăng đó: tức là '
B phải ngƣợc chiều với từ trƣờng Bcủa nam châm. Biết '
B , dùng quy tắc vặn đinh ốc ta có thể xác định đƣợc chiều của dịng điện cảm ứng Icnhƣ trên hình a.
- Trƣờng hợp hình b, nguyên nhân gây ra dòng điện cảm ứng là do dịch chuyển cực bắc của thanh nam châm ra xa ống dây, làm cho từ thông gửi qua
30
ống dây theo chiều từ trên xuống giảm. Theo định luật Lenx, dịng điện cảm ứng Icphải có chiều sao cho từ trƣờng '
B do nó sinh ra chống lại sự giảm đó: tức là
'
B phải cùng chiều với từ trƣờng B của nam châm. Biết B' , dùng quy tắc vặn đinh ốc ta có thể xác định đƣợc chiều của dòng điện cảm ứng Icnhƣ trên hình b.
Định luật Lenx (định luật cảm ứng điện từ): khi từ thông xuyên qua một vịng dây biến thiên thì sẽ làm xuất hiện một suất điện động trong nó đƣợc gọi là suất điện động cám ứng. Suất điện động cảm ứng này có chiều sao cho dịng điện do nó sinh ra có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thơng sinh ra nó.