Dòng điện cảm ứng đóng vai trò vô cùng quan trọng trong đời sống con người. Hiện tượng này được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật khác nhau, phục vụ tối đa nhu cầu đời sống của con người. Vậy dòng điện cảm ứng và chiều dòng điện cảm ứng là gì, cách xác định chiều dòng điện cảm ứng như thế nào, tất cả sẽ được giải đáp ngay sau đây.
Dòng điện cảm ứng là gì và cách xác định chiều dòng điện cảm ứng
Nội dung bài viết
Dòng điện cảm ứng là gì?
Dòng điện cảm ứng là một hiện tượng thuộc cảm ứng điện từ, được hiểu đơn giản là dòng điện xuất hiện trong mạch kín khi từ thông đi qua mạch biến thiên. Hiện tượng xảy ra khi mạch dẫn kín được đặt trong từ trường.
Hiện tượng được nhà khoa học, vật lý, hóa học người Anh Michael Faraday khám phá ra trong một nghiên cứu của mình vào năm 1831. Cụ thể:
Ông sử dụng cuộn dây mắc nối tiếp với một điện kế (ký hiệu G) tạo thành một mạch kín. Bên trong cuộn dây, ông đặt một nam châm thẳng và nhận thấy có một dòng điện được sản sinh ra trong mạch kín để chống lại sự biến thiên của từ trường. Dòng điện được sinh ra này chính là dòng điện cảm ứng điện từ. Tiếp tục nghiên cứu và thực hiện những thay đổi về vị trí của nam châm, ông đã nhận thấy rằng:
- Dòng điện cảm ứng từ có chiều ngược lại khi ông tiến hành rút nam châm ra khỏi cuộn dây.
- Khi cục nam châm di chuyển càng nhanh thì cường độ dòng điện sinh ra càng lớn.
- Dòng điện có cường độ bằng 0 khi thanh nam châm đứng yên.
- Khi đưa ống dây có dòng điện chạy qua thay thế cho nam châm và tiến hành những thí nghiệm tương tự, ông cũng thu lại được những kết quả tương đương.
Từ một loạt những thí nghiệm trên, Michael Faraday đã đưa ra những kết luận:
- Dòng điện cảm ứng từ được sinh ra trong mạch điện do có từ thông xuất hiện trong mạch kín, từ thông này thay đổi theo thời gian.
- Dòng điện cảm ứng chỉ được sinh ra trong khoảng thời gian từ thông biến đổi.
- Tốc độ biến đổi của từ thông sẽ tỷ lệ thuận với cường độ dòng điện cảm ứng sinh ra.
- Từ thông tăng hay giảm sẽ ảnh hưởng đến chiều dòng điện.
Dòng điện cảm ứng được tạo ra khi có sự biến thiên của từ thông
Cách xác định chiều dòng điện cảm ứng
Từ những nghiên cứu và kết luận của Faraday, nhà vật lý học Heinrich Lenz cũng tiến hành nghiên cứu về hiện tượng cảm ứng điện từ. Sau đó, ông đã tổng quát cách xác định chiều của dòng điện cảm ứng thông qua định luật Lenz (lấy từ tên của nhà vật lý học).
Định luật Lenz
Định luật Lenz được phát biểu như sau: “Dòng điện cảm ứng từ trong dây dẫn được sinh ra bởi sự biến thiên của từ trường theo định luật cảm ứng Faraday sẽ tạo ra một từ trường chống lại sự thay đổi của từ thông sinh ra nó.”
Định luật Lenz được biểu thị bởi dấu âm trong công thức:
∈ = – ΔΦ / Δt
Trong đó:
- ∈: cảm ứng điện từ
- ΔΦ: biến thiên của từ thông (dấu âm đằng trước là chiều của dòng điện cảm ứng).
- Δt: khoảng thời gian
Cách xác định chiều dòng điện cảm ứng theo định luật Lenz
Quy tắc nắm tay phải
Quy tắc nắm tay phải dùng để xác định chiều của dòng điện cảm ứng trong một dây dẫn chuyển động trong từ trường. Cụ thể, nắm bàn tay phải rồi đặt sao cho ngón cái dọc theo dây dẫn, đầu ngón cái chỉ chiều của dòng điện. Khum 4 ngón tay còn lại lại, thì chiều của 4 ngón tay chính là chiều của đường sức từ.
Quy tắc nắm tay phải giúp xác định chiều dòng điện cảm ứng
Quy tắc bàn tay trái
Quy tắc bàn tay trái còn được biết đến với tên gọi quy tắc Fleming, dùng để xác định hướng của từ do từ trường tác động lên đoạn mạch có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường. Để thực hiện quy tắc này, tiến hành đặt bàn tay sao cho các đường cảm ứng từ hướng vào lòng bàn tay và chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa là chiều dòng điện. Khi đó, ngón tay cái choãi ra 90 độ chính là chiều của lực điện từ.
Như vậy, với những chia sẻ trên đây chắc hẳn bạn đã biết được câu trả lời cho câu hỏi dòng điện cảm ứng là gì, và cách xác định chiều dòng điện cảm ứng đơn giản nhất. Hy vọng bài viết mang đến cho bạn những kiến thức bổ ích phục vụ học tập và cuộc sống.
