Hiện tượng cảm ứng điện từ là gì? Nguyên lý và Ứng dụng trong đời sống

Cảm ứng điện từ là gì và vì sao hiện tượng này lại giữ vai trò quan trọng trong cuộc sống hiện đại? Đây được xem là một trong những phát hiện cốt lõi của vật lý tạo nền tảng cho sự ra đời của hàng loạt thiết bị điện và công nghệ tiên tiến. Nhờ hiểu rõ hiện tượng này con người có thể tạo ra và khai thác điện năng hiệu quả hơn. Bài viết dưới đây hãy cùng chúng tôi tìm hiểu chi tiết về nguyên lý hoạt động, cũng như các ứng dụng thực tế của hiện tượng cảm ứng điện từ trong đời sống.

Hiện tượng cảm ứng điện từ là gì?

Hiện tượng cảm ứng điện từ là sự xuất hiện của dòng điện trên một vật dẫn khi vật dẫn đó được đặt trong một từ trường biến thiên. Hiện tượng này được nhà khoa học Michael Faraday phát hiện và là cơ sở hoạt động của nhiều thiết bị trong đời sống như máy phát điện, máy biến áp, động cơ điện, đồ gia dụng và các hệ thống điện hiện đại.

Từ thông là gì?

Từ thông là đại lượng biểu thị số lượng đường sức từ đi qua một vòng dây kín cho biết mức độ mạnh của từ trường tại vùng diện tích đó. Trong vật lý, từ thông thường được ký hiệu là Φ và đo bằng đơn vị Weber (Wb) và được định nghĩa bằng công thức:

Φ = NBS.cos α

Trong đó:

• Φ: từ thông qua mạch kín
• S: Diện tích mặt phẳng vòng dây (m²)
• α:  là pháp tuyến của mạch kín.
• N: Số vòng dây.

Tùy thuộc vào góc α, từ thông có thể mang giá trị dương, âm hoặc bằng 0. Cụ thể:

• Khi 0° < α < 90° vì cos α > 0 nên từ thông Φ dương.
• Khi 90° < α < 180° vì cos α < 0 nên từ thông Φ âm.
• Khi α = 90°, cos α = 0 nên Φ = 0 tức không có từ thông qua vòng dây.
• Khi α = 0°, cos α = 1 từ thông đạt giá trị lớn nhất: Φmax = BS.
• Khi α = 180°, cos α = -1 từ thông đạt giá trị nhỏ nhất: Φmin = -BS.

Từ đó suy ra: -BS ≤ Φ ≤ BS

Nguyên lý cảm ứng điện từ

Nguyên lý hoạt động của hiện tượng cảm ứng điện từ dựa trên sự xuất hiện của các suất điện động biến thiên. Suất điện động này được sinh ra nhờ hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong cuộn dây dẫn quấn quanh lõi thép và nằm trong vùng tác dụng của từ trường do nam châm hoặc dòng điện tạo ra.

Hướng của suất điện động luôn ngược chiều với tốc độ biến thiên của từ thông nhờ nguyên lý này, các thiết bị như máy phát điện, máy biến áp và động cơ điện có thể hoạt động ổn định và hiệu quả.

Các định luật về hiện tượng cảm ứng điện từ

Dưới đây là những định luật cốt lõi liên quan đến hiện tượng cảm ứng điện từ:

• Định luật cảm ứng điện từ cốt lõi: Định luật cảm ứng điện từ suất điện động cảm ứng chỉ xuất hiện khi các dòng từ thông chạy qua lõi thép khi xuất hiện dòng điện chạy qua.
• Định luật Faraday: Michael Faraday đã khẳng định rằng suất điện động cảm ứng chính là yếu tố then chốt tạo ra dòng điện cảm ứng nhưng điều kiện tiên quyết để xuất hiện dòng điện là mạch điện phải kín. Nếu mạch hở suất điện động có thể tồn tại nhưng không thể tạo ra dòng điện.
• Định luật Lenz: Theo định luật Lenz dòng điện cảm ứng sinh ra trong mạch kín luôn có chiều sao cho từ trường do nó tạo ra sẽ đối kháng mạnh mẽ với nhân tố sinh ra nó. Điều này có nghĩa là dòng điện cảm ứng không xuất hiện một cách ngẫu nhiên mà luôn có xu hướng phản kháng lại nguyên nhân tạo ra nó.

Ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ

Cảm ứng điện từ được ứng dụng trong nhiều thiết bị và ngành nghề như:

Trong đời sống

• Bếp từ: Cảm ứng điện từ giúp làm nóng nồi thay vì sử dụng lửa hay điện trở dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây dưới mặt bếp tạo ra từ trường biến thiên. Khi đặt nồi kim loại lên dòng điện xoáy sinh ra trong đáy nồi chuyển thành nhiệt làm nóng nhanh và tiết kiệm năng lượng.
• Sạc không dây: Sạc không dây hoạt động dựa trên cảm ứng điện từ dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây phát tạo từ trường biến thiên. Khi đặt thiết bị lên đế sạc cuộn dây thu trong thiết bị sinh ra dòng điện cảm ứng và nạp năng lượng cho pin.
• Động cơ điện: Dòng điện cảm ứng sinh ra từ trường mới tương tác với từ trường ban đầu tạo lực quay nhờ nguyên lý này các thiết bị như quạt, máy giặt, tủ lạnh vận hành hiệu quả.

Trong công nghiệp 

• Van điện từ: Van điện từ hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Khi dòng điện đi qua cuộn dây tạo ra từ trường đủ mạnh để hút lõi piston, ép lò xo và mở đường cho lưu chất chảy qua. Ngược lại, khi ngắt điện, từ trường biến mất, lò xo lập tức đẩy piston trở về vị trí ban đầu, đóng kín khe hở và chặn dòng lưu chất.
• Máy biến áp: Máy biến áp dựa trên cảm ứng điện từ với hai cuộn dây quấn quanh lõi sắt nó có thể tăng hoặc giảm hiệu điện thế giúp truyền tải điện năng đi xa hiệu quả và giảm thất thoát.
• Ứng dụng trong y tế: Trong y học, cảm ứng điện từ được dùng trong chẩn đoán và điều trị máy MRI dựa trên từ trường mạnh và nguyên lý cảm ứng điện từ để tạo hình ảnh chi tiết bên trong cơ thể.

Hy vọng từ những chia sẻ trên của Thủy Lực Khí Nén D&S giúp bạn hiểu rõ hơn về hiện tượng cảm ứng điện từ cũng như ứng dụng của chúng trong cuộc sống hằng ngày. Nếu bạn còn bất kỳ thắc mắc về thiết bị hãy liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay để được tư vấn và giải đáp nhé. Ngoài ra quý khách hàng có nhu cầu sử dụng sản phẩm bộ nguồn thủy lực hãy liên hệ ngay với chúng tôi nhé.

Thông tin liên hệ:

Công ty TNHH Kỹ thuật D&S Việt Nam

Địa chỉ: Số 4 ngõ 283 Phố Yên Duyên – Phường Yên Sở –  Quận Hoàng Mai – TP Hà Nội

Trụ sở công ty: Thôn Lâm Hộ, Xã Thanh Lâm, Huyện Mê Linh, Thành phố Hà Nội, Việt Nam

Hotline: 0979 436 075

Email: thuykhidiends@gmail.com

Facebook: https://www.facebook.com/thuykhi331

Website: https://thuyluckhinends.com/

Xem thêm:

• Cách sửa kích thủy lực nhanh chóng đơn giản tại nhà
• Bảng quy đổi DN, NPS sang inch và mm chi tiết