2. NỘI DUNG CHƯƠNG 

2.1. Cảm ứng điện từ

2.1.1. Khái niệm chung

Cảm ứng điện từ là hiện tượng xuất hiện suất điện động (và dòng điện) trong một mạch kín khi từ thông xuyên qua mạch đó biến thiên theo thời gian.

2.1.2. Hiện tượng cảm ứng điện từ

Hiện tượng này xảy ra khi có sự chuyển động tương đối giữa nguồn từ (nam châm, cuộn dây có dòng điện) và mạch dẫn, hoặc khi cường độ dòng điện tạo ra từ trường thay đổi.

2.1.3. Định luật Faraday

Suất điện động cảm ứng ($e_{cu}$) tỷ lệ thuận với tốc độ biến thiên của từ thông qua mạch:

• Nếu từ thông biến thiên càng nhanh, suất điện động sinh ra càng lớn.

2.1.4. Định luật Lenz

Định luật này dùng để xác định chiều của dòng điện cảm ứng:

Dòng điện cảm ứng phải có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân đã sinh ra nó (chống lại sự biến thiên của từ thông).

2.1.5. Dòng điện Foucault (Dòng điện xoáy)

Là dòng điện cảm ứng được sinh ra trong các khối vật dẫn (như lõi sắt máy biến áp) khi chúng đặt trong một từ trường biến thiên.

• Tác hại: Gây nóng vật dẫn, tổn hao năng lượng.

• Khắc phục: Chia khối kim loại thành nhiều lá thép mỏng cách điện với nhau.

2.2. Hiện tượng tự cảm và hổ cảm

2.2.1. Khái niệm

Đây là các trường hợp riêng của cảm ứng điện từ, khi sự biến thiên từ thông do chính dòng điện trong mạch hoặc từ mạch lân cận gây ra.

2.2.2. Hiện tượng tự cảm

Là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch do sự biến thiên của chính dòng điện trong mạch đó.

• Hệ số tự cảm ($L$): $L = \frac{\Psi}{i} = \frac{N\Phi}{i}$ (Đơn vị: Henry - $H$).

• Suất điện động tự cảm: $e_{tc} = -L \frac{di}{dt}$.

2.2.3. Hiện tượng hổ cảm

Là hiện tượng khi dòng điện trong cuộn dây 1 biến thiên sinh ra suất điện động cảm ứng trong cuộn dây 2 đặt gần nó.

• Hệ số hổ cảm ($M$): $M_{12} = M_{21} = M$.

• Suất điện động hổ cảm: $e_{hc2} = -M \frac{di_1}{dt}$. Đây là nguyên lý của Máy biến áp.

2.2.4. Năng lượng từ trường trong cuộn dây

Khi có dòng điện chạy qua cuộn dây, nó tích lũy năng lượng dưới dạng từ trường:

Mật độ năng lượng từ trường (năng lượng trên một đơn vị thể tích): $w_m = \frac{1}{2} B H = \frac{1}{2} \mu H^2$.

2.2.5. Ứng suất Maxwell

Là lực cơ học tác dụng lên bề mặt vật dẫn trong từ trường (lực hút giữa các cực nam châm, lực ép lên lõi thép). Áp suất từ tính được tính bằng: