Từ thông là gì? Ý nghĩa và công thức

Từ thông là gì? Ý nghĩa và công thức của từ thông là gì? Các ứng dụng từ thông trong đời sống hiện nay. Để giải đáp được các thắc mắc hãy theo dõi bài viết sau

1. Từ thông là gì?

Từ thông là một hiện tượng vật lý được tìm ra bởi nhà vật lý học và hóa học người Anh tên là Michael Faraday. Chúng còn được gọi là thông lượng từ trường, một đại lượng để đo lượng từ trường qua một diện tích được giới hạn bởi một vòng dây kín.

Bạn đang xem: Từ thông là gì? Ý nghĩa và công thức

Từ thông có đơn vị được ký hiệu là Φ đọc là phi. Tương tự như các đại lượng vật lý khác thì từ thông cũng có đơn vị tính riêng của mình. Tùy theo hệ quy chuẩn mà từ thông có đơn vị khác nhau, ví dụ như:

• Trong hệ tiêu chuẩn SI thì từ thông có đơn vị là Wb (Weber).
• Trong hệ tiêu chuẩn CGS từ thông có đơn vị là Maxwell.
• Ngoài ra từ thông còn có đơn vị nền tảng là Volt – giây.

Để hiểu được từ thông tạo ra theo nguyên lý như thế nào, bạn hãy cùng quan sát hình dưới đây:

Giống như trên hình thì từ thông được sinh ra khi và chỉ khi cảm biến điện từ tạo góc với tiết diện S hay còn gọi là từ của nam châm vĩnh cửu.

Nếu phân tích như trong ảnh, ta sẽ thấy đường truyền của các tia cảm ứng điện từ luôn là một đường thẳng song song với nhau và được ký hiệu là B. Các đường truyền này sẽ truyền vuông góc với tiết diện nam châm hay còn gọi là tiết diện S. Khi dòng cảm ứng điện từ và tiết diện anm châm cùng chỉ về một hướng song song với nhau thì sẽ không sản sinh ra từ thông.

2. Từ thông riêng của một mạch kín phụ thuộc vào yếu tố nào?

Hãy cùng quan sát hình ảnh dưới đây:

Giống như trên hình, khi từ thông đi qua 1 diện tích S sẽ phụ thuộc vào 3 yếu tố như sau

• Diện tích S: diện tích càng lớn thì từ thông đi qua sẽ càng lớn.
• Cảm ứng từ B: Từ thông sẽ tỉ lệ thuận với cảm ứng từ vì cảm ứng từ là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh, yếu của từ trường mà từ thông lại là đại lượng đặc trưng cho từ trường.
• Độ lớn góc α: góc α được tạo thành bởi vector pháp tuyến n và đường cảm ứng B. Khi thay đổi độ lớn của góc α thì từ thông cũng sẽ thay đổi theo. Khi góc α là 45 độ thì từ thông sẽ có giá trị lớn nhất. Khi góc α là 0 độ thì từ thông sẽ không xuất hiện. Suy ra từ thông tỉ lệ thuận với độ lớn của góc α.

3. Công thức tính từ thông

Công thức tính từ thông qua khung dây

Công thức tính từ thông cực đại

Từ thông cực đại là từ thông có giá trị lớn nhất khi góc α giữa véc tơ pháp tuyến của mặt S và véc tơ cảm ứng từ B bằng 0 độ hoặc 180 độ. Khi đó, B và S vuông góc với nhau và cosα = 1 hoặc -1.

Công thức tính từ thông cực đại là: Φmax​=B.S

Trong đó:

• Φmax là từ thông cực đại, có đơn vị là Wb
• B là cảm ứng từ, có đơn vị là T.
• S là diện tích của tiết diện S, có đơn vị là m2.

Xem thêm : Bỏ túi mẹo nhỏ xả quần áo thơm lâu hơn cho bạn tự tin mọi khoảnh khắc

Công thức này cho thấy từ thông cực đại phụ thuộc vào hai yếu tố: B và S. B và S càng lớn thì từ thông cực đại càng lớn

Bài toán ví dụ

Bài toán: Một khung dây hình tròn có bán kính R = 0.1 m đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0.2 T. Tính từ thông cực đại qua khung dây.

Giải:

Áp dụng công thức tính từ thông cực đại: Φmax = B.S. Thay các giá trị đã cho vào công thức

• Φmax = 0.2 x π x 0.1^2
• Φmax = 0.00628 Wb

Đáp số: Từ thông cực đại qua khung dây là 0.00628 Wb.

Công thức tính từ thông cực tiểu

Từ thông cực tiểu là từ thông có giá trị nhỏ nhất khi góc α giữa véc tơ pháp tuyến của mặt S và véc tơ cảm ứng từ B bằng 90 độ. Khi đó, B và S song song với nhau và cosα = 0.

Công thức tính từ thông cực tiểu là: Φmin​=0

Trong đó:

• Φmin là từ thông cực tiểu, có đơn vị là Wb.
• B là cảm ứng từ, có đơn vị là T.
• S là diện tích của tiết diện S, có đơn vị là m2.

Công thức này cho thấy từ thông cực tiểu không phụ thuộc vào B và S, mà chỉ phụ thuộc vào góc α

Bài toán ví dụ

Bài toán: Một khung dây hình vuông có cạnh a = 0.2 m đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0.1 T. Tính từ thông cực tiểu qua khung dây.

Giải:

Áp dụng công thức tính từ thông cực tiểu: Φmin = 0

Không cần quan tâm đến các giá trị của B và S, chỉ cần biết rằng góc α giữa B và S bằng 90 độ. Vậy từ thông cực tiểu qua khung dây là 0 Wb.

4. Ứng dụng của từ thông trong đời sống

Ở trên là những khái niệm khái quát về từ thông là gì? Trên thực tế thì có rất nhiều ứng dụng được làm áp dụng từ từ thông, dưới đây là một số ứng dụng nổi bật để bạn dễ dàng hình dung hơn.

Bếp từ

Khác với các loại bếp nấu thông thường được làm nóng từ lửa hay từ điện thì bếp từ hoạt động dựa theo nguyên lý của hiện tượng cảm ứng điện từ. Với cấu tạo từ một cuộn dây được đặt dưới một lớp cách nhiệt, cuộn dây này sẽ có từ trường biến thiên với tần số cao có thể thay đổi được.

Khi cắm bếp điện từ thì dòng điện xoay chiều được truyền qua cuộn dây đồng và sinh ra một từ trường biến thiên trên cuộn dây. Khi nồi được đặt lên bếp, đáy nồi sẽ nhiễm từ và sinh ra dòng điện Fu – cô. Từ đó gây ra hiệu ứng tỏa nhiệt Jun – Lenxo làm nóng đáy nồi và thức ăn.

Quạt điện

Các thiết bị làm mát nói chung hay các loại quạt điện nói riêng thì đều hoạt động dựa trên nguyên lý của hiện tượng cảm ứng điện từ. Trong đó, dòng điện sẽ biển đổi thành từ trường và làm quay động cơ và cánh quạt.

5. Ứng dụng của từ thông trong công nghiệp

Chế tạo máy phát điện – tạo ra dòng điện xoay chiều: cấu tạo của máy phát điện gồm có các dây dẫn điện được quấn trên 1 lõi sắt và 1 năm châm vĩnh cửu. Dòng điện khi chạy qua trong kim loại chuyển cơ năng thành điện năng. Nguồn cơ năng sơ cấp có thể là động cơ tua bin hơi, tua bin nước, tua bin gió, động cơ đốt,…

Máy biến dòng: thiết bị chuyển dùng để biến đổi dòng điện có giá trị cao sang dòng chuẩn 5A, 10A. Sử dụng máy biến dòng để tránh tình trạng bị chập cháy hoặc dòng điện tăng/giảm đột ngột gây hư hỏng thiết bị.

Biến đổi dòng điện xoay chiều: hay còn gọi là máy biến điện, chuyển đổi năng lượng điện xoay chiều ở một cấp điện áp sang cấp khác thông qua hoạt động của từ trường.

Các loại cảm biến đo lưu lượng: được sử dụng để đo vận tốc của một số chất lỏng. Cảm biến chất lỏng có cấu tạo là 1 đường ống cách điện, trong đó chất lỏng đang chảy. Lực điện động được ta trong nó, suất điện động cảm ứng này tỷ lệ thuận với tốc độ của chất lỏng chảy.

Các kiến thức về Từ thông là gì? đã được khái quát qua bài viết sau. Hy vọng sẽ mang lại hữu ích cho các bạn.

>>> Tham khảo: Cảm ứng từ là gì? công thức cảm ứng từ

Nguồn: https://luatduonggia.edu.vn
Danh mục: Tổng hợp