BÀI 12. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

Mở đầu: Hình bên là một loại đèn pin sử dụng bóng đèn LED được nạp điện bằng cách bóp cò tay vào cần nạp điện. Bên trong đèn pin có nam châm, cuộn dây dẫn và một pin sạc lithium để nạp điện. Loại đèn này hoạt động dựa vào nguyên tắc nào? 

Giải nhanh:

Loại đèn pin này hoạt động dựa vào nguyên lý của nguyên tắc cảm ứng điện từ.

1. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

Câu 1: Tiến hành Thí nghiệm 1, từ đó cho biết ở trường hợp nào thì trong cuộn dây dẫn xuất hiện dòng điện

Giải nhanh: 

Nam châm vĩnh cửu dịch chuyển hoặc quay trước cuộn dây

Câu 2: Tiến hành Thí nghiệm 2, từ đó cho biết ở trường hợp nào thì trong cuộn dây dẫn B xuất hiện dòng điện

Giải nhanh:

Trường hợp cho trong khi đóng và mở công tắc điện 

Câu 3: Từ Thí nghiệm 1 và 2, có thể kết luận gì về sự xuất hiện của dòng điện cảm ứng?

Giải nhanh:

Sự xuất hiện của dòng điện cảm ứng có liên quan đến sự biến đổi số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn.

2. CÔNG SUẤT ĐIỆN

Câu 4: Nêu nhận xét về mối liên hệ giữa sự xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn và sự biến đổi số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn

Giải nhanh: 

Khi có sự thay đổi về số lượng đường sức từ đi qua một vùng không gian, dòng điện cảm ứng sẽ được tạo ra trong cuộn dây dẫn ở xung quanh vùng đó. Cụ thể, khi có sự biến đổi của số đường sức từ đi qua tiết diện của cuộn dây dẫn, đường sức từ này sẽ tạo ra một trường từ biến thiên xung quanh vùng không gian đó. Khi một cuộn dây dẫn được đặt trong trường từ này, sự biến thiên của trường từ sẽ tạo ra một điện áp điện từ, dẫn đến sự xuất hiện của dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn. Điều này làm cho mối liên hệ giữa sự biến đổi số đường sức từ và sự xuất hiện dòng điện cảm ứng trở nên rõ ràng.

Câu 5: Nêu điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng

Giải nhanh: 
Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng là khi một dây dẫn chuyển động qua một từ trường biến thiên, tạo ra sự cắt của dây dẫn với đường từ. 

Luyện tập: Giải thích vì sao khi cho nam châm vĩnh cửu quay quanh trục thẳng đứng trước một cuộn dây dẫn thì kim điện kế bị lệch

Giải nhanh:
Khi cho nam châm vĩnh cửu quay quanh trục thẳng đứng trước một cuộn dây dẫn, sự chuyển động của nam châm tạo ra dòng điện trong dây dẫn theo nguyên tắc cắt dòng điện. Dòng điện này tạo ra từ cảm ứng điện từ và làm thay đổi trường từ xung quanh cuộn dây. Khi kim điện kế được đặt gần cuộn dây này, dòng điện trong dây dẫn tạo ra một trường từ khác biệt, gây ra lực đối với kim điện kế, làm cho kim lệch khỏi vị trí ban đầu. 

Luyện tập: Đề xuất một cách khác để làm biến đổi số đường sức từ xuyên qua một cuộn dây dẫn mềm đặt cạnh một nam châm vĩnh cửu. Lập phương án và tiến hành thí nghiệm để kiểm tra xem trong cuộn dây dẫn có dòng điện cảm ứng hay không

Giải nhanh:

Đề xuất: Để kiểm tra dòng điện cảm ứng trong cuộn dây, ta thay đổi tốc độ hoặc hướng di chuyển của nam châm vĩnh cửu gần cuộn dây.

Phương án: Chuẩn bị cuộn dây dẫn mềm và nam châm vĩnh cửu. Đặt nam châm gần cuộn dây và kết nối dây với máy đo dòng điện.

Thực hiện: Di chuyển nam châm gần hoặc xa cuộn dây và ghi lại dòng điện đo được.

Kết quả: Nếu dòng điện thay đổi khi nam châm di chuyển, chứng tỏ có dòng điện cảm ứng trong cuộn dây.

Luyện tập: Trả lời câu hỏi ở phần Mở đầu bài học

Giải nhanh:

Loại đèn pin này hoạt động dựa vào nguyên lý của nguyên tắc cảm ứng điện từ.

Vận dụng: 

a) Nêu tên một số dụng cụ, thiết bị mà hoạt động của chúng dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ 

b) Giải thích cách tạo ra dòng điện cảm ứng của một trong những dụng cụ. thiết bị đã nêu ở câu a

Giải nhanh:

a) Động cơ điện, máy phát điện, biến áp, máy hàn điện, cảm biến từ, v.v.

b) Nam châm vĩnh cửu và một cuộn dây dẫn điện được đặt trong một trường từ biến đổi. Khi nam châm di chuyển hoặc thay đổi vị trí, dòng điện sẽ được tạo ra trong cuộn dây dẫn điện do hiện tượng cảm ứng điện từ. Sự thay đổi trong trường từ sẽ tạo ra một lưu lượng điện trong dây dẫn, tạo điều kiện cho hoạt động của động cơ điện.