Cảm ứng điện từ. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều SVIP

I. Dòng điện cảm ứng

Thí nghiệm 1: Thí nghiệm về dòng điện cảm ứng dùng thanh nam châm vĩnh cửu

Chuẩn bị: 

• Thanh nam châm vĩnh cửu;
• Cuộn dây dẫn;
• Điện kế và các dây nối.

Tiến hành:

• Nối hai đầu cuộn dây dẫn với điện kế.
• Quan sát sự thay đổi của kim điện kế khi đưa cực Bắc của thanh nam châm lại gần hoặc ra xa cuộn dây dẫn.

✔ Kết luận: Trong quá trình dịch chuyển thanh nam châm vĩnh cửu lại gần hoặc ra xa cuộn dây dẫn thì kim điện kế bị lệch sang phải hoặc sang trái, chứng tỏ có dòng điện chạy trong cuộn dây dẫn. Dòng điện xuất hiện trong cuộn dây dẫn khi đó gọi là dòng điện cảm ứng.

Thí nghiệm 2: Thí nghiệm về dòng điện cảm ứng dùng nam châm điện

Chuẩn bị:

• Cuộn dây dẫn;
• Bộ nguồn;
• Công tắc điện;
• Điện kế.

Tiến hành:

• Lắp mạch điện như hình 2. 
• Quan sát kim điện kế khi đóng, mở công tắc.

II. Hiện tượng cảm ứng điện từ

Thí nghiệm 3: Thí nghiệm về dòng điện cảm ứng dùng nam châm quay

Chuẩn bị:

• Cuộn dây dẫn kín có hai đèn LED đỏ và vàng mắc song song, ngược cực (1);
• Thanh nam châm vĩnh cửu có trục quay ở giữa (2);

• Bố trí thí nghiệm như hình 3.
• Quan sát sự sáng của hai đèn LED khi quay nam châm.

Thí nghiệm 4: Thí nghiệm về dòng điện cảm ứng bằng cách thay đổi tiết diện của cuộn dây

Chuẩn bị:

• Một cuộn dây dẫn mềm có tiết diện dễ dàng thay đổi khi bị bóp mạnh (1);
• Thanh nam châm vĩnh cửu (2);
• Điện kế (3);
• Kẹp giữ (4) và các dây nối.

Tiến hành:

• Bố trí thí nghiệm như hình 4.
• Bóp mạnh cuộn dây dẫn, quan sát kim điện kế khi cuộn dây dẫn bị giảm tiết diện.

✔ Kết luận:

• Khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn kín biến thiên thì trong cuộn dây dẫn đó xuất hiện dòng điện cảm ứng.
• Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng được gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.

III. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều

Dòng điện xoay chiều có tần số 50 Hz sử dụng trong các hệ thống điện lưới và trong gia đình chúng ta có cường độ tăng, giảm tuần tự và chiều luân phiên thay đổi theo thời gian.

Thí nghiệm tạo dòng điện xoay chiều

Chuẩn bị: Bộ thí nghiệm mô hình máy phát điện xoay chiều có hai đèn LED như hình 5.

Tiến hành: Quan sát sự thay đổi sáng, tối luân phiên của hai đèn LED khi quay chậm và khi quay nhanh cuộn dây dẫn trong từ trường.

✔ Kết luận: Khi quay cuộn dây dẫn thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn biến thiên (tăng, giảm luân phiên) theo thời gian tạo ra dòng điện xoay chiều. Dòng điện này đi qua hai chổi quét tì vào hai vành khuyên ở hai đầu cuộn dây đến hai đèn LED tạo thành mạch kín.

Nguyên tắc tạo dòng diện xoay chiều dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ: Khi số đường sức từ qua tiết diện của cuộn dây dẫn kín biến thiên (tăng, giảm luân phiên) theo thời gian, trong cuộn dây xuất hiện dòng diện xoay chiều.

1. Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín khi có sự biến thiên số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn đó.

2. Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng được gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.

3. Dòng điện xoay chiều có cường độ và chiều luân phiên thay đổi theo thời gian.

4. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.