Bài giảng Vật lý đại cương A2 - Chương 5: Cảm ứng điện từ - Nguyễn Thị Ngọc Nữ

TS Nguyễn Thị Ngọc Nữ 1 
VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG A2 
Chương 5 
CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 
Giảng viên: TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ 
 NỘI DUNG 
§5.2 – MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP RIÊNG CỦA 
 HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN - TỪ 
§5.3 – MỘT SỐ HIỆN TƯỢNG ĐẶC TRƯNG. 
NĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG 
§5.1- CÁC ĐỊNH LUẬT VỀ CẢM ỨNG ĐIỆN-TỪ 
§5.1- CÁC ĐỊNH LUẬT VỀ CẢM ỨNG ĐIỆN-TỪ 
? 
Michael Faraday 
(1791 – 1867) 
1. Hiện tượng cảm ứng điện từ 
TS Nguyễn Thị Ngọc Nữ 2 
S N 
mA 
Hãy quan sát số chỉ 
của kim điện kế và 
nêu nhận xét về kết 
quả thí nghiệm? 
1. Hiện tượng cảm ứng điện từ 
a. Thí nghiệm: 
 0 
§5.1- CÁC ĐỊNH LUẬT VỀ CẢM ỨNG ĐIỆN-TỪ 
N S 
0 
mA 
Khoa vËt lÝ Trêng ®hsp Tn 
VËt lÝ kÜ thuËt 
= 1 ┴ 
0:6 mA 
1. Hiện tượng cảm ứng điện từ 
a. Thí nghiệm: 
§5.1- CÁC ĐỊNH LUẬT VỀ CẢM ỨNG ĐIỆN-TỪ 
0 
mA 
0:6 mA 
n
s
1. Hiện tượng cảm ứng điện từ 
a. Thí nghiệm: 
§5.1- CÁC ĐỊNH LUẬT VỀ CẢM ỨNG ĐIỆN-TỪ 
TS Nguyễn Thị Ngọc Nữ 3 
Khi từ thông gửi qua một mạch kín biến 
thiên thì trong mạch kín xuất hiện dòng 
điện, gọi là dòng điện cảm ứng. 
Hiện tượng phát sinh ra dòng điện cảm 
ứng gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ. 
§5.1- CÁC ĐỊNH LUẬT VỀ CẢM ỨNG ĐIỆN-TỪ 
b. Kết luận: 
1. Hiện tượng cảm ứng điện từ 
2-Định luật Lenz (về chiều của dòng điện cảm ứng): 
Dđ cảm ứng phải có chiều sao cho từ trường 
mà nó sinh ra chống lại sự biến thiên của từ 
thông qua mạch. 
IC 
B
cB
IC 
B cB
Nếu m giảm thì 
Nếu m tăng thì 
CB B

CB B

§5.1- CÁC ĐỊNH LUẬT VỀ CẢM ỨNG ĐIỆN-TỪ 
m
c
d
E
dt

Suất điện động cảm ứng tỉ lệ với 
tốc độ biến thiên của từ thông 
qua mạch: 
Nếu mạch là khung dây có 
N vòng dây: 
m
c
d
E N
dt

m BScos 
Mạch kín: c
c
tm
E
I
R
cU E Mạch hở: 
3.Định luật Faraday về suất điện động cảm ứng: 
§5.1- CÁC ĐỊNH LUẬT VỀ CẢM ỨNG ĐIỆN-TỪ 
TS Nguyễn Thị Ngọc Nữ 4 
1. Thanh kloại tịnh tiến trong từ trường đều: 
§5.2 – MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP RIÊNG CỦA 
 HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN - TỪ 
Thanh kim loại MN= chuyển động đều với 
vận tốc trong từ trường đều như hình vẽ. 
Gọi là góc giữa và . Tìm độ lớn suất điện 
động cảm ứng xuất hiện trong mạch. 
v B
 B v
B 
M 
N 
0 
mA 
0:6 mA 
= 1 ┴ 
B 
0 
mA 
0:6 mA 
= 1 ┴ 
M 
N cB
IC 
cU E Bv .sin 
IC 
1. Thanh kloại tịnh tiến trong từ trường đều: 
§5.2 – MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP RIÊNG CỦA 
 HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN - TỪ 
1. Thanh kloại tịnh tiến trong từ trường đều: 
§5.2 – MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP RIÊNG CỦA 
 HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN - TỪ 
TS Nguyễn Thị Ngọc Nữ 5 
2- Khung dây quay đều trong từ trường đều: 
§5.2 – MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP RIÊNG CỦA 
 HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN - TỪ 
Quay đều khung dây 
diện tích S trong từ 
trường đều với vận 
tốc góc w (trục quay 
vuông góc với các 
đường sức từ). Gọi j0 
là góc giữa và pháp 
tuyến khung dây ở 
thời điểm t=0. Viết biểu thức tính suất điện động 
cảm ứng trong khung dây. Biết khung dây có N 
vòng dây. 
B
B
c 0E NBS .sin( t ) w w j
2- Khung dây quay đều trong từ trường đều: 
c
d(BS.cos )
E N.
dt
c 0 0E E sin( t ) w j
c
tm
E
I
R
Máy phát điện 
0E NBS w
§5.2 – MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP RIÊNG CỦA 
 HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN - TỪ 
3. Khung dây đặt trong từ trường biến thiên: 
§5.2 – MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP RIÊNG CỦA 
 HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN - TỪ 
m
c
d
E N
dt
dB
NScos .
dt

TS Nguyễn Thị Ngọc Nữ 6 
3. Khung dây đặt trong từ trường biến thiên: 
c 0 0
d(BS)
E N. NB S sin( t )
dt
 w w j
0 0B B cos( t ) w j
c 0 0E E sin( t ) w j
§5.2 – MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP RIÊNG CỦA 
 HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN - TỪ 
1 – Dòng điện Foucault: 
§5.3 – MỘT SỐ HIỆN TƯỢNG ĐẶC TRƯNG. 
NĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG 
TS Nguyễn Thị Ngọc Nữ 7 
1 – Dòng điện Foucault: 
Khối KL chuyển 
động trong từ 
trường hoặc đặt 
trong từ trường 
biến thiên thì 
trong lòng nó 
xuất hiện dđiện 
Foucault. 
B
Nấu kim loại, phanh điện từ, bếp điện từ  
§5.3 – MỘT SỐ HIỆN TƯỢNG ĐẶC TRƯNG. 
NĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG 
2 – Hiện tượng tự cảm: 
a) Khái niệm 
Là hiện tượng phát sinh suất điện động 
cảm ứng trong mạch do chính sự biến thiên 
của dòng điện trong mạch đó gây ra. 
R 
Đ1 
C 
A 
K 
B 
D 
Đ2 
L , R 
§5.3 – MỘT SỐ HIỆN TƯỢNG ĐẶC TRƯNG. 
NĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG 
b) Suất điện động tự cảm: 
Từ thông qua mạch: 
m
tc
d d(LI)
E
dt dt

m LI 
L: hệ số tự cảm hay độ tự cảm của mạch 
(đơn vị: H - henry) 
Suất đđ tự cảm: 
tc
dI
E L
dt
L = const 
§5.3 – MỘT SỐ HIỆN TƯỢNG ĐẶC TRƯNG. 
NĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG 
TS Nguyễn Thị Ngọc Nữ 8 
c) Hệ số tự cảm của ống dây soneloid: 
m o
N
NBS N IS 
Hệ số tự cảm của ống dây: 
2
2m o
o
SN
L n V
I
 
 
n: mật độ vòng dây (vòng/mét) 
V: thể tích không gian trong ống dây 
§5.3 – MỘT SỐ HIỆN TƯỢNG ĐẶC TRƯNG. 
NĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG 
3 – Hiệu ứng bề mặt : 
Khi tải dòng cao tần chỉ cần dùng dây rỗng 
Dùng dòng cao tần để tôi, luyện bề mặt KL 
I tăng 
t 
j 
0 
T/4 
j khi không có 
hiệu ứng bề mặt 
j trong lõi 
j mặt ngoài 
I 
(C) 
S 
Itc 
I 
(C) 
S 
Itc 
I giảm 
§5.3 – MỘT SỐ HIỆN TƯỢNG ĐẶC TRƯNG. 
NĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG 
m1 2
hc1
d dI
E M
dt dt

Suất điện động hỗ cảm 
m2 1
hc2
d dI
E M
dt dt

M: hệ số 
hỗ cảm 
I1 thay đổi → Φm12 qua 
(C2) biến đổi→ ic2 trong 
(C2)→ I2 thay đổi → 
Φm21 qua (C1) biến đổi→ 
ic1 trong (C1). 
→ Hiện tượng hỗ cảm. 
 máy biến thế 
4 – Hiện tượng hỗ cảm: 
TS Nguyễn Thị Ngọc Nữ 9 
Trong ống dây soneloid (từ trường đều): 2
1
W LI
2
2
2 2 2
0 m
0
1 1 1 B
W LI n I V V V
2 2 2
  w

Từ trường không đều: 
m
(V) (V)
1
W dV BH.dV
2
 w 
2
0
L n V Mà: 
Vậy: 
2
m
0
1 B BH
2 2
w 

trong đó: là mật độ năng lượng 
từ trường. 
5 – Năng lượng từ trường: