Hiện tượng cảm ứng điện từ SVIP

1. TỪ THÔNG

Xét một vòng dây dẫn kín (C) có diện tích $S$, được đặt trong từ trường đều \(\overrightarrow{B}\). Vẽ vectơ đơn vị pháp tuyến \(\overrightarrow{n}\) của $S$. Chiều của \(\overrightarrow{n}\) có thể chọn tùy ý. Góc hợp thành bởi \(\overrightarrow{B}\) và \(\overrightarrow{n}\) kí hiệu là \(\alpha\).

Từ thông là đại lượng có thể diễn tả số đường sức từ xuyên qua một diện tích nào đó.

Kí hiệu: \(\Phi\) 

Biểu thức: \(\Phi=BScos\alpha\).

Đơn vị của từ thông trong hệ SI là vêbe (weber), kí hiệu Wb.

2.  HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

➤ Hiện tượng cảm ứng điện từ

Khi từ thông qua một cuộn dây kín thay đổi, trong cuộn dây sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng. Hiện tượng này được gọi là cảm ứng điện từ.

Dòng điện cảm ứng chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ thông biến thiên.

 ➤ Định luật Lenz về chiều dòng điện cảm ứng

 Dịch chuyển cực Bắc của nam châm lại gần cuộn dây

 Dịch chuyển cực Bắc của nam châm ra xa cuộn dây

Định luật Lenz: Chiều của dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường do nó tạo ra chống lại sự thay đổi của từ thông qua mạch kín gây ra nó.

➤ Định luật Faraday về suất điện động cảm ứng

Định luật Faraday: Độ lớn của suất điện động cảm ứng trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên của từ thông qua mạch.

\(e_{c}=-N\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}\)

Với \(\left|\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}\right|\) là tốc độ biến thiên của từ thông, $N$ là số vòng dây.

3. SÓNG ĐIỆN TỪ

➤ Điện từ trường

- Trong không gian có từ trường biến thiên theo thời gian, sẽ xuất hiện một điện trường xoáy.

- Ngược lại, nếu có điện trường biến thiên theo thời gian, thì một từ trường biến thiên cũng sẽ xuất hiện.

\(\rarr\) Điện trường và từ trường biến thiên theo thời gian có thể chuyển hóa lẫn nhau và cùng tồn tại, tạo thành một hệ gọi là điện từ trường.

➤ Mô hình sóng điện từ

- Theo Maxwell, khi tại một điểm có điện trường biến thiên \(\overset{\rightarrow}{E}\), thì vùng lân cận xuất hiện từ trường biến thiên \(\overset{\rightarrow}{B_{1}}\).

- Sự xuất hiện của \(\overset{\rightarrow}{B_{1}}\) lại tạo ra một điện trường mới \(\overset{\rightarrow}{E_{2}}\), rồi tiếp tục sinh ra \(\overset{\rightarrow}{B_{3}}\) và cứ thế điện trường và từ trường biến thiên liên tục tạo thành một quá trình lan truyền.

\(\rarr\) Quá trình này gọi là sóng điện từ - sự lan truyền của điện từ trường trong không gian.

Tại mỗi điểm trong không gian sóng điện từ truyền qua:

- Vectơ \(\overset{\rightarrow}{E}\) vuông góc với vectơ \(\overset{\rightarrow}{B}\). Cả hai đều vuông góc với phương truyền sóng. Do đó, sóng điện từ là sóng ngang.

- Cả \(\overrightarrow{E}\) và \(\overrightarrow{B}\) đều biến thiên điều hòa theo không gian và thời gian và luôn đồng pha.

 Sự lan truyền sóng điện từ

Sóng điện từ truyền được trong chân không. Trong chân không, sóng điện từ có bước sóng \(\lambda\) được xác định bởi công thức:

\(\lambda=cT=\dfrac{c}{f}\)

Trong đó:

• $c$ là tốc độ ánh sáng trong chân không
• $T$ là chu kì của dao động điện từ
• $f$ là tần số của sóng điện từ

Tính chất của sóng điện từ:

- Mang theo năng lượng khi lan truyền.

- Tần số càng cao, khả năng truyền đi càng xa.

- Sóng điện từ tuân theo các hiện tượng như: truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ, giao thoa, nhiễu xạ,...