Cảm ứng từ là gì? Công thức tính cảm ứng từ chính xác nhất

Bạn đang tìm hiểu về cảm ứng từ, để hiểu hơn về các thiết bị hoạt động dựa trên nguyên lý này. Bài viết của Trang tài liệu sẽ giúp bạn đọc hiểu cảm ứng từ là gì? Công thức tính và ứng dụng của cảm ứng điện từ

Lực là gì?

Khái niệm: Lực từ là lực của từ trường tác dụng lên một vật có mang điện tích chuyển động  như (Khung dây, đoạn dây, vòng dây dòng điện,…).

Trong đó, từ trường đều là từ trường mà đặc tính của nó giống nhau tại mỗi điểm, với các đường sức từ là những đường thẳng song song, cùng chiều và được cách điều nhau.

Cảm ứng từ là gì?

Cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường là đại lượng đặc trưng cho sự mạnh yếu của từ trường đó. Giá trị cảm ứng từ được xác định bằng thương của lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện và tích của cường độ dòng điện cùng chiều dài sợi dây.

B = F / I.l

Trong đó, vector cảm ứng từ tại 1 điểm có phương tiếp tuyến với đường sức từ tại điểm đó. Đồng thời, chiều vector được xác định từ cực Nam sang cực Bắc của nam châm tại điểm đó. 

Đơn vị đo cảm ứng điện từ là T (Tesla). Tại đó, 1T là độ lớn của cảm ứng từ được đặt trên mặt phẳng có diện tích 1m2.

Công thức tính cảm ứng từ

Cảm ứng từ được nhiều nhà khoa học nghiên cứu, phát triển để sử dụng chúng hiệu quả. Hiện nay, có 3 công thức tính cảm ứng từ dựa trên quy tắc nắm bàn tay phải như sau: “Nắm bàn tay phải rồi đặt sao cho bốn ngón tay hướng theo đường sức từ. Trong lòng ống dây thì ngón cái choãi ra chỉ chiều của chiều dòng điện chạy qua các vòng dây”.

Từ trường có dòng điện thẳng theo chu kỳ liên tục

Từ trường của dòng điện thẳng dài vô hạn sẽ được tính bằng cách áp dụng quy tắc nắm bàn tay phải để xác định chiều. Và có công thức tính như sau:

B_M= 2. 10^-7 . I/R_M

Trong đó:

• B_M là từ trường tại điểm m.
• R_M là chiều dài dây dẫn từ điểm m đến dây quấn.
• I cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây quấn.

Từ trường có dòng điện tròn:

B_O = 2π.10^-7 . I/R

Từ trường chạy trong ống dây dẫn:

B = 4π.10^-7 . I.N/R = 4π10^-7 . nI

Trong đó: 

• N là số vòng dây trong ống dẫn.
• n là số vòng dây quấn trên một đơn vị độ dài của lõi
• R là chiều dài ống dây dẫn

Ứng dụng cảm ứng từ trong đời sống

Hiện tượng cảm ứng từ được ứng dụng nhiều trong đời sống bởi sử dụng cảm ứng điện từ để tạo ra dòng điện xoay chiều. Thực chất, đây là quá trình biến đổi cơ năng thành điện năng, nhờ lực tác động của hiện tượng cảm ứng điện từ tạo nên.

Một số ứng dụng phổ biến của cảm ứng từ như sau:

• Ứng dụng trong bếp từ: Thay vì sử dụng dây dẫn điện thông thường, bếp từ sử dụng cuộn dây đồng và từ trường tạo dòng điện xoay chiều, trực tiếp giúp làm nóng bếp nhanh chóng hơn
• Ứng dụng trong đèn huỳnh quang: Được sử dụng dựa trên nguyên lý điện từ, tạo nên điện áp cao giữa 2 đầu bóng và các ion phóng qua tác động lên bột huỳnh quang.
• Động cơ điện trong các thiết bị làm mát, quạt điện, máy lọc không khí ứng dụng cảm ứng điện từ, tạo ra dòng xoay chiều.
• Ứng dụng máy phát điện công nghiệp: Sử dụng năng lượng cơ học để tạo ra dòng điện xoay chiều, phục vụ sản xuất và hoạt động của máy công nghiệp với nguyên lý hoạt động sử dụng cuộn dây điện được lắp trong từ trường quay với tốc độ không đổi, tạo nên dòng điện xoay chiều.