Từ Thông là gì? Wb trong vậy lý là gì?

Chắc hẳng mọi người sử dụng điện mà sẽ không biết đến từ thông cảm ứng điện trong vật lý. Bởi nó chỉ diễn ra bên trong hoạt động khi có dòng điện hoat động. Từ thông được tìm ra bởi nhà vật lý học và hóa học người Anh tên là Michael Faraday.

Với những sáng chế về thiết bị điện trường quay đã tạo nên một nền móng công nghệ động cơ điện. Và ông đã tạo nên một thành công lớn khi làm cho điện có thể sử dụng trong ngành công nghệ.

Vậy định nghĩa từ thông là gì? Áp dụng công thức tính từ thông ra sao? Đơn vị tính của từ thông là gì? Sẽ được giải thích rõ trong bài viêt này của chúng tôi giúp mọi người hiểu rõ thế nào là hiện tượng cảm ứng điện từ.

Mục lục

Từ thông là gì?

Thông lượng từ trường mọi người hay gọi Từ thông (thường được ký hiệu là Φ hoặc Φ B ) qua một bề mặt là thành phần của từ trường đi qua bề mặt đó. Từ thông qua bề mặt nào đó tỉ lệ với số đường sức đi qua bề mặt đó. Từ thông đi qua một bề mặt có diện tích vectơ A là:

ΦB=B⋅A=ba cos⁡θ

Trong đó B ý nghĩa của từ độ lớn của từ trường (có đơn vị là Tesla, T), A là diện tích bề mặt và θ là góc giữa các đường sức từ và pháp tuyến (vuông góc) với A.

Đối với một từ trường thay đổi, trước tiên chúng ta xem xét từ thông dΦBdΦB thông qua một phần tử diện tích nhỏ dA, nơi chúng ta có thể coi trường là hằng số:

dΦB = B⋅dA

Một bề mặt chung A, sau đó có thể bị phá vỡ thành các phần tử nhỏ và tổng từ thông qua bề mặt khi đó là tích phân bề mặt

ΦB = ∬AB⋅dA.

Ký hiệu là gì

φ là gì:

Được ký hiệu bằng ký tự Φ (đọc là “phi”). Và Φ chính là chữ cái số 21 thể hiện trong bảng chữ cái bằng tiếng Hy Lạp.

Đơn vị của từ thông

Weber (biểu tượng Wb) là SI đơn vị của từ thông đọc là ‘vê be’. Kí hiệu dược đặt theo tên của nhà vật lý người Đức Wilhelm Eduard Weber.
Đơn vị của từ thông còn theo hệ tiêu chuẩn CGS thì đơn vị của từ thông là Maxwell.

Ngoài ra, còn có đơn vị của từ thông trong đơn vị nền tảng cơ bản được sử dụng hiện nay là Volt-giây.

Công thức từ thông

Định luật Faraday kết nối sức điện động $\ mathcal {E}$ (tính bằng vôn) với tốc độ thay đổi của từ thông $\ Phi \,$ (tính bằng Wb / s) qua một vòng dây dẫn (một vòng dây):

$\ mathcal {E} = - \ frac {d \ Phi} {dt}$

Nếu từ thông Φ là tuyến tính theo thời gian — Φ thay đổi với tốc độ đều — và nếu Φ = 0 tại t = 0, thì nó theo đó

$\ Phi (t) = - t \, \ mathcal {E}.$

Phương trình này là cơ sở của định nghĩa hình thức, có nội dung:

Một weber là từ thông, liên kết mạch một vòng; sẽ tạo ra trong nó một suất điện động 1 vôn nếu nó giảm về 0 với tốc độ đều trong 1 giây. (Nghị quyết 2, Ủy ban Quốc tế về Trọng lượng và Đo lường. 1946).

Kích thước: Wb = V⋅s = N⋅m⋅A −1 = kg⋅A −1 ⋅s −2 ⋅m 2 = T⋅m 2

Trong đó A là viết tắt của ampe , T là tesla , V là vôn và N là gì trong vật lý cho newton.

Định luật cảm ứng Faraday và định luật Lenz

Định luật Faraday

Định luật faraday về cảm ứng điện từ là một định luật cơ bản của điện từ học dự đoán cách một từ trường sẽ tương tác với một mạch điện để tạo ra sức điện động (EMF). Đây là nguyên tắc hoạt động cơ bản của máy biến áp, cuộn cảm và nhiều loại động cơ điện, máy phát điện và điện trở các phụ kiện điện mặt trời hiện nay

Các thí nghiệm của Faraday cho thấy EMF gây ra bởi sự thay đổi trong từ thông chỉ phụ thuộc vào một số yếu tố.

EMF tỷ lệ thuận với sự thay đổi của từ thông Δ.
EMF lớn nhất khi sự thay đổi trong thời gian Δt là nhỏ nhất – nghĩa là EMF tỷ lệ nghịch với Δt.

Cuối cùng, nếu một cuộn dây có N vòng, một EMF sẽ được tạo ra lớn hơn N lần đối với một cuộn dây đơn, sao cho EMF tỷ lệ thuận với N.

Cảm ứng Faraday phát biểu rằng EMF gây ra bởi sự thay đổi trong từ thông là:

khi từ thông thay đổi Δ trong thời gian Δt.

Đơn vị

Sức điện động: (EMF) —Điện áp được tạo ra bởi pin hoặc bởi lực từ theo Định luật Faraday. Nó được đo bằng đơn vị vôn, không phải Newton, và do đó, thực tế không phải là một lực.

Solenoid: Một cuộn dây hoạt động như một nam châm khi có dòng điện chạy qua nó.

Thông lượng từ trường: Tốc độ truyền năng lượng (hoặc một đại lượng vật lý khác) qua một bề mặt nhất định, cụ thể là thông lượng điện hoặc từ thông.

Luật Lenz

Dấu trừ trong định luật Faraday của quy nạp là rất quan trọng. Điểm trừ có nghĩa là EMF tạo ra dòng điện I và từ trường B chống lại sự thay đổi của từ thông Δ, điều này được gọi là định luật Lenz.

Hướng (cho bởi dấu trừ) của EMF quan trọng đến mức nó được gọi là định luật Lenz theo tên của Heinrich Lenz (1804–1865) người Nga.

Giống như định luật faraday về cảm ứng điện từ và Henry đã nghiên cứu độc lập các khía cạnh của dòng điện cảm ứng. Faraday đã biết về hướng đi nhưng Lenz đã nói ra vấn đề. Vì vậy ông được ghi nhận vì đã khám phá ra vấn đề này.

Bảo tồn năng lượng

Định luật Lenz là biểu hiện của sự bảo toàn năng lượng. EMF cảm ứng tạo ra một dòng điện chống lại sự thay đổi trong thông lượng. Bởi vì sự thay đổi trong thông lượng có nghĩa là sự thay đổi năng lượng.

Năng lượng có thể đi vào hoặc rời đi nhưng không ngay lập tức. Định luật bảo tồn năng lượng là một hệ quả. Khi thay đổi bắt đầu, luật nói rằng cảm ứng phản đối và do đó nó làm chậm sự thay đổi.

Trên thực tế, nếu EMF cảm ứng cùng hướng với sự thay đổi của thông lượng. Sẽ có một phản hồi tích cực cung cấp cho chúng ta năng lượng miễn phí từ không có nguồn rõ ràng – sự bảo toàn năng lượng sẽ bị vi phạm.

Ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ

Dựa trên những kiến thức điện tử vậy lý ở trên đã có khá nhiều ứng dụng được hoạt động. Việc hiện tượng cảm ứng điện từ và cảm ứng điện từ ứng dụng của từ trường trong đời sống như:

Có thể tạo ra dòng điện xoay chiều điều này thực chất là của quá trình biến đổi cơ năng thành điện năng.
Thiết bị thay đổi năng lượng điện xoay chiều ở một điện áp cấp khác thông qua hoạt động của từ trường.
Cảm biến đo được lưu lượng dùng để do vận tốc của một số chất lỏng. Nó hoạt động dựa trên định luật Faraday thì một lực điện động sẽ được tạo ra. Tuy nhiên, suất điện động cảm ứng này tỷ lệ thuận với tốc độ chất lỏng chảy.

Bạn có thể xem thêm bài viết phân loại – giải pháp các hệ thống chống sét để biết mối liên quan từ thông riêng của một mạch kín phụ thuộc vào yếu tố nào như cáp solar trong các thiết bị điện hiện nay.