Từ thông là gì?

Từ thông là gì?

Trong điện từ học, một phân ngành của vật lý; từ thông là gì? từ thông qua một bề mặt là tích phân bề mặt; của thành phần pháp tuyến của từ trường (B) đi qua bề mặt đó. Nó được ký hiệu là Φ hoặc Φ _B. Đơn vị CGS là Maxwell và đơn vị SI của từ thông là Weber (Wb).

TÓM TẮT NỘI DUNG [hide]

• Từ thông là gì?
• Biểu tượng từ thông là gì?
• Tính chất của từ thông là gì?
• Công thức từ thông là gì?
• Đơn vị từ thông là gì?
• Hiểu từ thông
• Làm thế nào để đo từ thông?
• Mối quan hệ giữa mật độ từ thông và từ thông là gì?
• Mật độ từ thông là gì?
• Đơn vị mật độ từ thông là gì?
• Sự khác biệt giữa Từ trường & Từ thông là gì?
• Sự khác biệt giữa thông lượng điện và từ thông
• Ứng dụng của từ thông trong đời sống
• Bếp từ
• Quạt điện
•  Ứng dụng của từ thông trong công nghiệp
• Câu hỏi thường gặp
• Câu hỏi: Định nghĩa từ thông.
• Câu hỏi: Xác định mật độ từ thông.
• Câu hỏi: Mối quan hệ giữa mật độ thông lượng và thế năng vectơ là gì?
• Câu hỏi: Đơn vị của từ thông là gì?
• Câu hỏi: Xác định mật độ thông lượng ánh sáng

Từ thông là gì?

Từ thông được định nghĩa là số lượng đường sức từ đi qua một bề mặt kín nhất định. Nó cung cấp phép đo tổng từ trường đi qua một diện tích bề mặt nhất định. Ở đây, khu vực được xem xét có thể có kích thước bất kỳ; và ở bất kỳ hướng nào so với hướng của từ trường.

 

Biểu tượng từ thông là gì?

• Từ thông thường được ký hiệu bằng chữ cái Hy Lạp Phi hoặc Phi hậu tố B.
• Kí hiệu từ thông : Φ hoặc Φ _B.

Tính chất của từ thông là gì?

1. Từ thông luôn tạo thành một vòng khép kín.
2. Chúng luôn bắt đầu từ cực bắc và kết thúc ở cực nam.
3. Chúng không bao giờ cắt nhau.
4. Các đường sức từ song song với nhau và cùng chiều thì đẩy nhau.

Công thức từ thông là gì?

Công thức từ thông được cho bởi:

ϕ _B = BA = BA cosθ

• Φ _B là từ thông.
• B là từ trường
• A là khu vực
• θ góc mà tại đó các đường sức đi qua diện tích bề mặt đã cho

• Điều này có nghĩa là từ thông là:
  • Cực đại = BA khi cos (θ) = 1 do đó θ = 0 ^o . Đường sức từ vuông góc với mặt phẳng của khu vực
  • Cực tiểu = 0 khi cos (θ) = 0 do đó θ = 90 ^o . Các đường sức từ song song với mặt phẳng của khu vực

   

• Một emf được cảm ứng trong mạch khi liên kết từ thông thay đổi theo thời gian
• Điều này có nghĩa là một emf được tạo ra khi có:
  • A thay đổi mật độ từ thông B
  • Diện tích mặt cắt ngang thay đổi A
  • Một sự thay đổi trong góc θ

Đơn vị từ thông là gì?

Từ thông là gì? Từ thông thường được đo bằng máy đo từ thông . Đơn vị SI và CGS của từ thông được cho dưới đây:

• Đơn vị SI của từ thông là  Weber (Wb).
• Đơn vị cơ bản là Volt-giây.
• Đơn vị CGS là  Maxwell.

Hiểu từ thông

Bước đột phá của Faraday đến khi ông phát hiện ra một mối quan hệ toán học đơn giản; để giải thích một loạt các thử nghiệm cảm ứng điện từ mà ông đã thực hiện. Faraday phần lớn được coi là nhà khoa học thực nghiệm vĩ đại nhất của thế kỷ 19; đã có những tiến bộ quan trọng đối với khoa học. Trước khi bắt đầu đánh giá cao công việc của ông; trước tiên chúng ta phải hiểu được ý tưởng về từ thông là gì; yếu tố quan trọng đối với hiện tượng cảm ứng điện từ.

Chúng tôi sử dụng hình ảnh đường sức của một nam châm; hoặc một tập hợp các nam châm để tính từ thông. Tích vô hướng của từ trường và diện tích A; cho từ thông qua một mặt phẳng có diện tích A; đặt trong một từ trường đều có độ lớn B. Cũng cần xét đến góc mà đường sức truyền qua mặt phẳng đã cho trong khu vực.

Thông lượng kết quả là tương đối thấp; nếu các đường trường gặp khu vực ở một góc nhìn qua, đó là:

• khi góc giữa vectơ từ trường và vectơ diện tích xấp xỉ bằng 90 °.
• Từ thông kết quả là lớn nhất khi góc bằng 0 °.

Về mặt toán học,

ϕ _B = BA = BA cosθ

trong đó, θ là góc giữa vectơ A và B.

Nếu từ trường không đồng nhất, với các cường độ và hướng khác nhau tại các khu vực khác nhau của bề mặt, tổng từ thông trên bề mặt có thể được tính là tích của tất cả các phần tử khu vực đó và từ trường tương ứng của chúng.

Về mặt toán học,

ϕ _B = B ₁ .dA ₁ + B ₂ .dA ₂ + B ₃ .dA ₃ +… = ∑ _{tất cả} B _i .dA _i

Từ thông rõ ràng là một số vô hướng, như thể hiện trong phương trình trên. Weber (Wb) hoặc bình phương mét tesla là đơn vị SI của nó (T m ² ).

 

Làm thế nào để đo từ thông?

Đơn vị SI của từ thông là Weber (Wb); hoặc bình phương mét tesla (Tm ² ) được đặt theo tên nhà vật lý người Đức Wilhelm Weber. Từ thông có thể được đo bằng từ kế. Giả sử một đầu dò của từ kế được di chuyển quanh một khu vực có diện tích 0,6 m ² ;gần một tấm vật liệu từ tính lớn và cho biết số đọc không đổi là 5 mT. Khi đó từ thông qua khu vực đó được tính là (5 × 10 ^-3 T) ⋅ (0,6 m ² ) = 0,0030 Wb. Trong các trường hợp thay đổi số đọc từ trường trên một khu vực; cần phải tìm số đọc trung bình.

Mối quan hệ giữa mật độ từ thông và từ thông là gì?

Mật độ từ thông là gì?

Lực tác dụng trên một đơn vị dòng điện; trên một đơn vị chiều dài; trên một dây dẫn ở vị trí vuông góc với từ trường; được mô tả là mật độ từ thông (B).

• Tesla (T) hoặc Kg s ⁻² A ⁻¹ là các đơn vị SI của B.
• Gauss (G hoặc Gs) là đơn vị CGS của B.
• Mật độ từ thông, B là một đại lượng vectơ.

Công thức cho mật độ từ thông được cho là:

B = F ⁄ IL

• I là dòng điện chạy qua dây,
• L là chiều dài của dây, &
• F là tổng lực tác dụng lên dây.

Mật độ từ thông (B); biểu thị số đường sức từ đi qua một đơn vị diện tích vuông góc. Mật độ từ thông phản ánh một cách định lượng mật độ của đường sức từ. Từ trường càng mạnh thì đường sức từ càng dày đặc. Giá trị của B càng lớn thì từ thông trong cùng một vùng càng lớn.

Đơn vị mật độ từ thông là gì?

Đơn vị CGS và SI của mật độ từ thông được cho trong bảng dưới đây.

Đơn vị của mật độ từ thông
Đơn vị SI	Tesla (viết tắt là T)
Đơn vị CGS	Gauss (viết tắt là G hoặc Gs)

Sự khác biệt giữa Từ trường & Từ thông là gì?

Từ trường

• Khu vực xung quanh nam châm mà các cực của nam châm tác dụng lực hút; hoặc lực đẩy lên hạt mang điện nằm trong vùng đó.
• Công thức của từ trường là F = qvB.
• Đơn vị quốc tế của hệ thống của từ trường là tesla.
• Nó là đại lượng vectơ
• Nó được sử dụng để giải thích hành vi từ tính của điện tích và dòng điện.
• điện tích chuyển động tồn tại trong từ trường chịu lực ở 90 độ của chuyển động và trường của nó.
• Vật liệu sắt từ chịu lực khi đặt trong trường.
• Cường độ của từ trường phụ thuộc vào nam châm tạo ra nó.
• Từ trường được sử dụng trong các lĩnh vực khoa học khác nhau; như trong kỹ thuật điện để thảo luận về hoạt động của các thiết bị khác nhau như; động cơ-máy phát và máy biến áp

Từ thông

• Từ thông là số đường sức do nam châm tạo ra.
• Đơn vị GCS của nó là maxwell
• Từ thông được sử dụng để đo giá trị của nó sử dụng cuộn dây cho các thước đo. Sự biến thiên của hiệu điện thế trong cuộn dây của công tơ tìm giá trị của từ thông
• Công thức của nó là Φ = BA.
• Đơn vị từ thông quốc tế của hệ thống là weber.
• Từ thông phụ thuộc vào cường độ của từ trường và diện tích giữa chúng.
• Định nghĩa của nó dưới dạng vectơ và lực Lorentz. Trường vectơ có thể được nhìn thấy để các đường tưởng tượng được vẽ
• Đường trường đi qua từ bề mặt nào giải thích cường độ của thông lượng qua bề mặt đó; nhiều dòng hơn sẽ tồn tại nhiều thông lượng hơn.

Sự khác biệt giữa thông lượng điện và từ thông

	DÒNG ĐIỆN	TỪ THÔNG
Sự định nghĩa	Số đường sức điện trường đi qua một bề mặt nhất định	Số đường sức từ đi qua một bề mặt nhất định
Mật độ cho	Điện trường	Từ trường
Công thức	φ = EA	φ = BA
Đơn vị SI	Vôn-mét (Vm)	Weber (Wb)

Ứng dụng của từ thông trong đời sống

Ở trên là những khái niệm khái quát về từ thông là gì? Trên thực tế thì có rất nhiều ứng dụng được làm áp dụng từ từ thông; dưới đây là một số ứng dụng nổi bật để bạn dễ dàng hình dung hơn.

Bếp từ

 

Khác với các loại bếp nấu thông thường được làm nóng từ lửa hay từ điện; thì bếp từ hoạt động dựa theo nguyên lý của hiện tượng cảm ứng điện từ. Với cấu tạo từ một cuộn dây được đặt dưới một lớp cách nhiệt; cuộn dây này sẽ có từ trường biến thiên với tần số cao có thể thay đổi được.

Khi cắm bếp điện từ thì dòng điện xoay chiều được truyền qua cuộn dây đồng; và sinh ra một từ trường biến thiên trên cuộn dây. Khi nồi được đặt lên bếp, đáy nồi sẽ nhiễm từ; và sinh ra dòng điện Fu – cô. Từ đó gây ra hiệu ứng tỏa nhiệt Jun – Lenxo làm nóng đáy nồi và thức ăn.

Quạt điện

Các thiết bị làm mát nói chung hay các loại quạt điện nói riêng; thì đều hoạt động dựa trên nguyên lý của hiện tượng cảm ứng điện từ.  Trong đó, dòng điện sẽ biển đổi thành từ trường; và làm quay động cơ và cánh quạt.

 Ứng dụng của từ thông trong công nghiệp

Chế tạo máy phát điện – tạo ra dòng điện xoay chiều: cấu tạo của máy phát điện gồm có các dây dẫn điện được quấn trên 1 lõi sắt và 1 năm châm vĩnh cửu. Dòng điện khi chạy qua trong kim loại chuyển cơ năng thành điện năng. Nguồn cơ năng sơ cấp có thể là động cơ tua bin hơi, tua bin nước, tua bin gió, động cơ đốt,…

Máy biến dòng: thiết bị chuyển dùng để biến đổi dòng điện có giá trị cao sang dòng chuẩn 5A, 10A. Sử dụng máy biến dòng để tránh tình trạng bị chập cháy hoặc dòng điện tăng/giảm đột ngột gây hư hỏng thiết bị.

 

Biến đổi dòng điện xoay chiều: hay còn gọi là máy biến điện, chuyển đổi năng lượng điện xoay chiều ở một cấp điện áp sang cấp khác thông qua hoạt động của từ trường.Các loại cảm biến đo lưu lượng: được sử dụng để đo vận tốc của một số chất lỏng. Cảm biến chất lỏng có cấu tạo là 1 đường ống cách điện, trong đó chất lỏng đang chảy. Lực điện động được ta trong nó; suất điện động cảm ứng này tỷ lệ thuận với tốc độ của chất lỏng chảy.

 

Câu hỏi thường gặp

Câu hỏi: Định nghĩa từ thông.

Trả lời:

Từ thông ∅ liên kết với bề mặt được đặt trong từ trường B được định nghĩa là số đường sức từ xuyên qua một vùng kín A. Nếu là góc giữa hướng của trường và pháp tuyến của diện tích thì

 

Câu hỏi: Xác định mật độ từ thông.

Trả lời:

Mật độ từ thông là đại lượng của từ thông trên một đơn vị diện tích đo vuông góc với hướng từ thông. B = μH là mối quan hệ giữa Mật độ từ thông B và Từ trường (H). Nó được biểu thị bằng Weber trên một mét vuông, bằng Tesla [T]. Số đường sức từ xuyên qua đơn vị diện tích được giữ bình thường đối với hướng của đường sức.

 

Câu hỏi: Mối quan hệ giữa mật độ thông lượng và thế năng vectơ là gì?

Trả lời:

Từ trường là độ cong của thế vectơ từ, theo mối quan hệ giữa cường độ từ trường và thế vectơ từ. Đạo hàm không gian của thế vectơ từ trường A có thể được sử dụng để tính mật độ từ thông B.

 B = Curl (A)

 

Câu hỏi: Đơn vị của từ thông là gì?

Trả lời:

Từ thông trong suốt sự tích hợp bề mặt của thành phần pháp tuyến của từ trường B trên một bề mặt là từ thông trên khắp bề mặt đó. Nó thường được biểu thị bằng ký hiệu ∅ hoặc ∅B. Weber (Wb) là đơn vị SI cho từ thông, trong khi maxwell là đơn vị CGS.

 

Câu hỏi: Xác định mật độ thông lượng ánh sáng

Trả lời:

Mật độ thông lượng ánh sáng:

Tốc độ mà năng lượng được vận chuyển bởi bức xạ điện từ thông qua việc sử dụng bề mặt thực hoặc bề mặt ảo, trên một đơn vị diện tích bề mặt và trên một đơn vị bước sóng, được gọi là mật độ thông lượng quang phổ trong quang phổ.

Trên đây là những thông tin mà tôi đã tổng hợp về từ thông là gì; các mối quan hệ giữa từ thông và từ trường hay mật độ từ thông. Từ thông được ứng dụng như thế nào trong đời sống. Hy vọng rằng, bài viết này sẽ cung cấp nhiều thông tin hữu ích cho các bạn. Chân thành cảm ơn các bạn đã xem bài viết! Hãy truy cập vào trang web prosensor.vn để đọc thêm nhiều bài viết hơn bạn nhé!

Bài viết liên quan:

Lực ma sát là gì?