Bài giảng Đại cương điện từ - Bài: Cảm ứng điện từ

11. HiӋn tѭӧng cҧm ӭng ÿiӋn tӯ
2. HiӋn tѭӧng tӵ cҧm
3. Năng lѭӧng tӯ trѭӡng
CҦM ӬNG ĈIӊN TӮ
21. HiӋn tѭӧng cҧm ӭng ÿiӋn tӯ
Michael Faraday (1791-1867)
Thí nghiӋm Faraday 
v&
N
S
31. HiӋn tѭӧng cҧm ӭng ÿiӋn tӯ
Thí nghiӋm Faraday 
Michael Faraday (1791-1867)
v&
'B
&
B
&
Tăng dҫn
B
&
thay ÿәi
I I
41. HiӋn tѭӧng cҧm ӭng ÿiӋn tӯ
) Dòng cҧm ӭng xuҩt hiӋn trong mҥch
kín là kӃt quҧ cӫa quá trình biӃn ÿәi tӯ
thông qua mҥch ÿó.
) Dòng cҧm ӭng chӍ tӗn tҥi trong thӡi
gian tӯ thông gӱi qua mҥch thay ÿәi.
) Cѭӡng ÿӝ dòng cҧm ӭng tӍ lӋ thuұn
vӟi tӕc ÿӝ biӃn ÿәi cӫa tӯ thông.
) ChiӅu dòng cҧm ӭng phө thuӝc vào
tӯ thông gӱi qua mҥch tăng hay giҧm.
Thí nghiӋm Faraday 
Michael Faraday (1791-1867)
Ĉӏnh luұt Lenz
Heinrich Lenz 
(1804-1865)
) Nӝi dung: Dòng c̫m ͱng có chi͉u
sao cho tͳ tr˱ͥng do nó sinh ra ch͙ng
l̩i s͹ bi͇n thiên cͯa tͳ thông sinh ra nó.
1. HiӋn tѭӧng cҧm ӭng ÿiӋn tӯ
) Áp dөng: 
ª Khi cӵc Bҳc (N) tiӃn vào vòng dây
Ÿ tӯ thông )m do tӯ trѭӡng B cӫa nam
châm gӱi qua cuӝn dây có chiӅu tӯ trên
xuӕng và tăng dҫn Ÿ xuҩt hiӋn dòng
cҧm ӭng IC Ÿ tҥo ra B’ cҧm ӭng ngѭӧc
chiӅu B œ tӯ thông )’m cӫa B’ chӕng
lҥi sӵ tăng cӫa )m Ÿ xác ÿӏnh chiӅu Ic.
ª Rút thanh nam ra khӓi vòng dây Ÿ
hiӋn tѭӧng ngѭӧc lҥi.
6Sӭc ÿiӋn ÿӝng cҧm ӭng
ª Vòng dây dүn kín di chuyӇn trong B
1. HiӋn tѭӧng cҧm ӭng ÿiӋn tӯ
ª Công cӫa tӯ lӵc ÿӇ di chuyӇn vòng dây: dA = Ic. d)m
ª BiӃn thiên tӯ thông gӱi qua vòng
dây trong thӡi gian dt: d)m Ÿ dòng
cҧm ӭng Ic œ xuҩt hiӋn mӝt nguӗn
ÿiӋn cҧm ӭng hay s.ÿ.ÿ cҧm ӭng Ec.
ª Theo ÿ/l Lenz: tӯ lӵc tác dөng lên Ic ngăn cҧn sӵ di chuyӇn
cӫa vòng dây (là nguyên nhân sinh ra Ic) Ÿ công cҧn:
dA’ = - dA = - Ic. d)m
) Ĉӏnh luұt cѫ bҧn cӫa hiӋn tѭӧng
cҧm ӭng ÿiӋn tӯ
7ª Sͱc ÿi͏n ÿ͡ng c̫m ͱng trong m͡t m̩ch kín b̭t kǤ b̹ng v͉ tr͓
s͙ nh˱ng khác ḓu vͣi t͙c ÿ͡ thay ÿ͝i cͯa tͳ thông qua m̩ch.
ªNӃu tӯ thông gӱi qua diӋn tích mҥch kín giҧm tӯ giá trӏ )m vӅ 0:
ttdt
d mmm
C '
) '
) ) 0E Ÿ)m =Ec .'t
ªWebe là tͳ thông gây ra trong m͡t vòng dây d̳n bao quanh
nó m͡t sͱc ÿi͏n ÿ͡ng c̫m ͱng b̹ng 1 V khi tͳ thông ÿó gi̫m
ÿ͉u xu͙ng giá tr͓ 0 trong thͥi gian 1 s 
ª Theo ÿ/l bҧo toàn năng lѭӧng: dA’ chuyӇn thành NL cӫa Ic
ŸdA’ = -Ic. d)m = Ec.Ic.dt (NL cӫa Ic) dt
d m
C
) E
Sӭc ÿiӋn ÿӝng cҧm ӭng
1. HiӋn tѭӧng cҧm ӭng ÿiӋn tӯ
ªVӟi 't = 1 s, Ec = 1 V Ÿ)m = 1 (V) . 1 (s) = 1 Webe (Wb)
) Ĉӏnh luұt cѫ bҧn cӫa hiӋn tѭӧng cҧm ӭng ÿiӋn tӯ
) Ĉӏnh nghƭa ÿѫn vӏ tӯ thông
8Máy phát ÿiӋn xoay chiӅu
1. HiӋn tѭӧng cҧm ӭng ÿiӋn tӯ
ª Vӏ trí ban ÿҫu cӫa khung
tѭѫng ӭng góc D giӳa pháp
tuyӃn mһt phҷng khung và B
&n&
ª Sau khoҧng thӡi gian t Ÿ
vӏ trí khung ӭng vӟi góc:
M = Zt + D
) Khung dây (N vòng dây) 
diӋn tích S quay trong tӯ
trѭӡng ÿӅu ( ) vӟi vұn
tӕc góc Z .
constB
&
IC
D
B
&
n&
O
Chәi than
Cә góp
Z&
~
) Tӯ thông gӱi qua khung sau khoҧng thӡi gian t: 
)m = N.B.S.cosM = N.B.S.cos(Zt+D)
9Máy phát ÿiӋn xoay chiӅu
1. HiӋn tѭӧng cҧm ӭng ÿiӋn tӯ
ª Ĉһt Ecmax = N.B.S.Z  ĮȦc  Ÿ tsin.maxC EE
ª Chu kǤ = chu kǤ quay cӫa khung:
Ȧ
2ʌT 
) Dòng cҧm ӭng Ȧtsin
R
NBSȦ
R
EI Cc 
0maxc IR
NBSȦI Ic = I0.sinZt Ĉһt:
) Khi khung quay ÿӅu trong
tӯ trѭӡng Ÿ xuҩt hiӋn 1 s.ÿ.ÿ
cҧm ӭng xoay chiӅu hình sin 
theo ÿ/l Lenz:
 DZZ   tsin..N.B.S
dt
dĭm
CE
)m = NB.S.cosZtȦtNB.S.ȦB.S.C E)m ,Ec, 
V͓ trí khung dây trong tͳ tr˱ͥng B 
10
Dòng xoáy (dòng Foucault/ eddy current)
1. HiӋn tѭӧng cҧm ӭng ÿiӋn tӯ
Léon Foucault (1819-1868)
) Dòng cҧm ӭng (có dҥng xoáy) xuҩt hiӋn
trên bӅ mһt vұt dүn khi ÿһt trong tӯ trѭӡng:
R
I CF
E 
ª Xuҩt hiӋn tӯ trѭӡng riêng
cӫa dòng cҧm ӭng IF
Cuӝn dây
Tӯ trѭӡng
cuӝn dây
Dòng xoáy
Tӯ trѭӡng
dòng xoáy
Vұt dүn
) HӋ quҧ:
ª Dòng cҧm ӭng xuҩt hiӋn
trên bӅ mһt vұt dүn sӁ bӏ tiêu
tán dѭӟi dҥng nhiӋt Ÿ tiêu hao
năng lѭӧng vô ích Ÿ giҧm
hiӋu suҩt thiӃt bӏ (ÿһc biӋt vӟi
các ÿӝng cѫ).
11
1. HiӋn tѭӧng cҧm ӭng ÿiӋn tӯ
) Do có tӯ trѭӡng cӫa dòng cҧm ӭng xuҩt hiӋn trên bӅ mһt vұt
dүn Ÿ ӭng dөng trong các thiӃt bӏ dò tìm kim loҥi.
Cӱa an ninh (security gate)
Cuӝn phát
Cuӝn thu
Dòng xoáy
Báo ÿӝng
ThiӃt bӏ dò mìn (mine detector)
Dòng xoáy
Dòng tҥo
tӯ trѭӡng
Dòng cҧm
ӭng do tӯ
trѭӡng dòng
xoáy
Dòng xoáy (dòng Foucault/ eddy current)
12
2. HiӋn tѭӧng tӵ cҧm
HiӋn tѭӧng
ª Ĉóng mҥch Ÿ quá trình ngѭӧc lҥi.
ª Dòng t͹ c̫m: dòng ÿi͏n sinh ra trong m͡t m̩ch ÿi͏n khi tͳ
thông g͵i qua m̩ch bͧi dòng ÿi͏n cͯa m̩ch ÿó thay ÿ͝i.
)Mҥch ÿiӋn:
+ ӕng dây có lõi sҳt
+ ĈiӋn kӃ (G)
K
GI G
Ic
ª Ngҳt mҥch Ÿ tӯ thông qua 
cuӝn dây giҧm tӯ )m o 0: 
Xuҩt hiӋn dòng cҧm ӭng Ic
ngѭӧc chiӇu dòng ban ÿҫu (ÿ/l
Lenz) Ÿ kim cӫa G lӋch theo
chiӅu ngѭӧc lҥi.
ª Sau khoҧng thӡi gian t Ÿ kim G trӣ vӅ 0 
13
ª Trong m̩ch ÿi͏n ÿͱng yên và không thay ÿ͝i hình d̩ng, 
sͱc ÿi͏n ÿ͡ng t͹ c̫m luôn b̹ng t͙c ÿ͡ bi͇n thiên c˱ͥng ÿ͡
dòng ÿi͏n trong m̩ch.
S.ÿ.ÿ tӵ cҧm
2. HiӋn tѭӧng tӵ cҧm
) ma B
B a IDo: )m a I = L.I
dt
d m
tc
) E) Theo ÿ/l Lenz:
dt
dIL
dt
LId
tc   )(E
) Ĉ/v mҥch ÿӭng yên và giӳ nguyên hình dҥng:
(L: HӋ sӕ tӵ cҧm)
14
2. HiӋn tѭӧng tӵ cҧm
ª Do P lõi sҳt lӟn Ÿ ÿѫn vӏ H lӟn Ÿ thӵc tӃ chӍ dùng ÿѫn vӏ
mH = 10-3 H, hoһc 1PH = 10-6 H
HӋ sӕ tӵ cҧm
l
S
N vò
ng
) Trѭӡng hӧp ӕng dây có lõi sҳt:
l
S.
I.l
S.I.
I
N.B.S
I
ĭL
22
00 PPPP 
ª Ĉ˯n v͓ : Henry (H),
A
Wb1
1A
1Wb1H 
ª H là h͏ s͙ t͹ c̫m cͯa 1 m̩ch
kín, khi có dòng ÿi͏n c˱ͥng ÿ͡ 1 A 
ch̩y qua m̩ch ÿó thì sinh ra trong
chân không, tͳ thông b̹ng 1 Wb.
) Ĉӏnh nghƭa ÿѫn vӏ ÿo hӋ sӕ tӵ cҧm (L) 
N N
15
HiӋu ӭng bӅ mһt
B
&
) Khi cho dòng ÿiӋn cao tҫn chҥy
qua 1 dây dүn Ÿ dòng tӵ cҧm chӍ
xuҩt hiӋn ӣ bӅ mһt dây dүn
2. HiӋn tѭӧng tӵ cҧm
ª Dùng dây dүn rӛng ÿӇ tҧi dòng cao tҫn
ª Kӻ thuұt tôi bӅ mһt hӧp kim bҵng dòng cao tҫn
) Ӭng dөng trong công nghӋ:
ª Tҫn sӕ f = 103 Hz Ÿ dòng tӵ
cҧm chҥy trong lӟp vұt liӋu bӅ mһt
~ 2 mm
ª Tҫn sӕ f = 105 Hz Ÿ dòng tӵ cҧm chӍ chҥy trong lӟp vұt
liӋu bӅ mһt ~ 0,2 mm
16
3. Năng lѭӧng tӯ trѭӡng
i0 i0
+ Sӭc ÿiӋn ÿӝng E, dòng i0
+ Ӕng dây hӋ sӕ tӵ cҧm L
+ ĈiӋn trӣ R
)Mҥch ÿi