Dòng điện cảm ứng là gì, dòng điện cảm ứng xuất hiện khi nào?

Dòng điện cảm ứng là một trong những phát hiện quan trọng của ngành điện đồng thời cũng là phần kiến thức quan trọng trong bộ môn vật lý. Song những thông tin về nó được chia sẻ trên trang Web rất ít và vắn tắt. Do đó trong bài viết này chúng tôi sẽ chia sẻ với các bạn chi tiết nội dung kiến thức về dòng điện cảm ứng, hiện tượng cảm ứng điện từ cùng những ứng dụng của chúng trong thực tế đời sống nhằm giúp các bạn có thể hiểu rõ hơn dòng điện cảm ứng gì?

1. Khái niệm dòng điện cảm ứng là gì?

Dòng điện cảm ứng là gì? Dòng điện cảm ứng hay còn được gọi với tên gọi khác là hiện tượng cảm ứng điện từ. Đây là hiện tượng một dòng điện được sinh ra trong một mạch dẫn kín khi được đặt trong môi trường từ trường.

Dòng điện cảm ứng xuất hiện khi nào? Dòng điện cảm ứng xuất hiện mạch dẫn kín có từ thông đi qua. Điều này đã được Michael Faraday – nhà vật lý, hóa học người Anh đã phát hiện và chứng minh điều này bằng 1 thực nghiệm vào năm 1831.

Thí nghiệm của Michael Faraday về sự xuất hiện của dòng điện cảm ứng như sau:

Ông đã sử dụng một cuộn dây sau đó thực hiện mắc nối tiếp nó với một điện kế (ký hiệu là G) để tạo thành một mạch kín. Phía trong của cuộn dây ông đặt một nam châm với hai cực âm dương. Ông nhận thấy có 1 dòng điện được sản sinh ra trong mạch kín (dòng điện này chính là dòng điện cảm ứng). Sau đó ông thực hiện các tương tác lên nam châm và nhận thấy:

• Ông đã nhận thấy rằng dòng điện cảm ứng sẽ có chiều ngược lại khi ông tiến hành rút nam châm ra khỏi cuộn dây.
• Cường độ của dòng điện cảm ứng sẽ càng lớn khi ông tiến hành di chuyển nam châm càng nhanh.
• Dòng điện cảm ứng sẽ bằng 0 khi ông giữ thanh nam châm đứng yên.
• Khi ông tiến hành sử dụng ống dây có dòng điện chạy qua để thay thế cho nam châm và thực hiện các thí nghiệm tương tự như trên ông cũng nhận được kết quả tương tự.

Từ những thí nghiệm trên nhà vật lý, hóa học Michael Faraday đã đưa ra những kết luận như sau:

• Dòng điện cảm ứng từ được sinh ra trong mạch điện là do có từ thông đi qua mạch kín thay đổi theo thời gian.
• Dòng điện cảm ứng chỉ được sinh ra và tồn tại trong khoảng thời gian có từ thông đi qua mạch kín biến đổi.
• Tốc độ biến đổi của từ thông tỷ lệ thuận với cường độ dòng điện cảm ứng.
• Từ thông đi qua mạch tăng hay giảm sẽ có ảnh hưởng trực tiếp đến chiều chiều của dòng điện.

>>> Xem thêm: các công thức tính cường độ dòng điện

Thông tin thêm: Ở phần trên chúng ta đã đề cập đến từ thông rất nhiều vậy từ thông là gì? Từ thông hay còn được gọi là thông lượng từ trường. Chúng ta có thể hiểu một cách đơn giản đây là một đại lượng đo lường phổ biến trong bộ môn vật lý. Đại lượng này cho chúng ta biết lượng từ trường đi qua một diện tích được giới hạn trong một đường tròn khép kín.

2. Cách xác định chiều của dòng điện cảm ứng

Bên cạnh Michael Faraday, thì nhà vật lý học nổi tiếng người Đức Heinrich Lenz cũng thực hiện nghiên cứu về hiện tượng cảm ứng điện tử. Ông đã tìm ra một định luật tổng quát giúp chúng ta có thể xác định được chiều của dòng điện cảm ứng. Định này được lấy theo tên của nhà khoa học đó là định luật Lenz.

Cụ thể định luật Lenz về chiều của dòng điện được phát biểu như sau:

• Dòng điện cảm ứng được sinh ra phải có chiều sao cho từ trường của nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân sản sinh ra nó.

Chúng ta có thể hiểu định nghĩa này một cách đơn giản như sau:

• Khi lượng từ thông đi qua mạch kín tăng lên sẽ sản sinh ra từ trường cảm ứng. Từ trường này có tác dụng đó là để chống lại sự tăng của từ thông. Lúc này chiều của từ trường cảm ứng sẽ ngược chiều với từ trường bên ngoài.
• Khi lượng từ thông qua mạch giảm, dòng điện cảm ứng sẽ sinh ra từ trường cảm ứng để cản sự giảm đi của từ thông qua mạch. Lúc này từ trường cảm ứng sẽ cùng chiều với từ trường ngoài.

Như vậy, theo định luật của nhà vật lý học Heinrich Lenz thì dòng điện cảm ứng luôn chống lại sự dịch chuyển của nam châm. Chính vì vậy, để thanh nam châm có thể dịch chuyển cần phải có tốn công nhất định. Và cũng chính công tiêu tốn để có thể di chuyển nam châm này biến điện năng của dòng điện cảm ứng.

>>> Bạn có biết: Nam châm điện là gì, ứng dụng của nam châm điện

3. Ứng dụng của dòng điện cảm ứng-hiện tượng cảm ứng điện từ

Dòng điện cảm ứng hay hiện tượng cảm ứng điện từ được ứng dụng vào rất nhiều các lĩnh vực khác nhau trong đời sống như: Ứng dụng trong các thiết bị gia dụng, trong công nghiệp, giao thông, y học… cụ thể như sau:

– Ứng dụng trong bếp từ:

• Thay vì dẫn nhiệt từ bộ phận làm nóng bằng điện như bếp điện và dẫn nhiệt từ lửa như bếp gas, bếp từ ứng dụng hiện tượng cảm ứng điện từ để làm nóng nồi nấu thức ăn. Dòng điện cảm ứng từ sẽ trực tiếp làm nóng những dụng cụ nấu ăn đặt trên bếp.

• Bếp từ thường có kết cấu như sau: Cuộn dây đồng của bếp bao giờ cũng được thiết kế đặt dưới 1 vật cách điện như gốm, thủy tinh. Và có 1 dòng điện xoay chiều được truyền qua cuộn dây đồng.
• Nguyên lý hoạt động của bếp từ: Trong quá trình từ trường giao động sẽ tạo ra một từ thông không ngừng từ hóa nồi. Lúc này nồi sẽ đóng vai trò như là lõi từ của các máy biến áp. Chính điều này đã sản sinh ra dòng điện Fu-cô (dòng điện xoáy) lớn ở trong nồi. Dưới tác dụng của dòng điện xoáy, nồi chịu tác động của lực hãm điện từ đó tạo ra hiệu ứng tỏa nhiệt Jun-lenxơ làm nóng từ đáy nồi đến thức ăn được đựng bên trong.

– Ứng dụng dòng điện cảm ứng trong đèn huỳnh quang

• Hiện nay đèn huỳnh quang có thể nói là thiết bị chiếu sáng phổ biến nhất trong các tòa nhà thương mại cũng như các hộ gia đình.
• Chấn lưu của đèn huỳnh quang có cơ chế hoạt động dựa trên nguyên lý hiện tượng cảm ứng điện từ. Khi chúng ta bật đèn, chấn lưu sẽ sinh ra một điện áp cao trên 2 đầu của đèn sau đó sẽ phóng điện qua đèn.
• Dòng điện chạy qua bóng đèn sẽ tạo thành các ion kích hoạt bột huỳnh quang phát sáng.
• Sau khi đèn đã sáng, lúc này điện áp ở hai đầu của đèn sẽ giảm đi đồng thời dòng điện qua đèn sẽ bị hạn chế bởi điện cảm của tăng phô.

– Ứng dụng trong máy phát điện

• Cốt lõi cấu tạo của máy phát điện chính là một cuộn dây được đặt trong môi trường có từ trường.
• Nguyên lý hoạt động của máy phát điện như sau: Cuộn dây có khả năng dẫn điện sẽ quay với tốc độ không đổi trong từ trường, đồng thời sản sinh ra dòng điện xoay chiều.

Bài viết là toàn bộ những thông tin chúng tôi muốn chia sẻ với các bạn về dòng điện cảm ứng cũng như những ứng dụng về dòng điện cảm ứng. Hy vọng thông qua bài viết các bạn đã biết được dòng điện cảm ứng là gì, được sinh ra như thế nào và những ứng dụng của nó trong đời sống thực tế.

Bạn có biết:

• Tác dụng phát sáng của dòng điện
• Hồ quang điện là gì, tác hại của hồ quang điện đối với con người