[Hỏi- đáp] Từ trường là gì? Tìm hiểu ứng dụng của từ trường

Cùng tiếp tục đồng hành cùng bạn đọc trong lĩnh vực Vật lý, hôm nay bài viết này sẽ giúp bạn hiểu hơn về khái niệm “Từ trường là gì?”. Đồng thời, camnangdienmay.net sẽ giúp bạn hiểu hơn về đặc điểm và tính năng của từ trường.

Khái niệm từ trường là gì? 

Từ trường là môi trường vật chất vô vùng đặc biệt. Từ trường bao quanh các hạt mang điện tích, có sự chuyển động như nam châm, dòng điện,… Từ trường gây ra lực tác động lên vật mang từ tính đặt trong nó. Có thể nói tính chất cơ bản nhất của từ trường chính là tác dụng lực từ lên nam châm hoặc lên dòng điện đặt trong nó. 

Có thể lấy ví dụ từ trường trong cuộc sống như sau: Hiện tượng hai nam châm hút nhau khi chúng đặt trong cùng từ trường của nhau. Hoặc sự tương tác giữa hai dòng điện song song cùng chiều hút nhau, ngược chiều đẩy nhau.

Định nghĩa "Từ trường là gì?"
Định nghĩa “Từ trường là gì?”

Từ thực tế cho thấy, từ trường không thể nhìn bằng mắt thường. Do đó cách nhận biết từ trường cũng không hề đơn giản. Để kiểm tra từ trường có tồn tại xung quanh một vật hay không thì bạn nên thử bằng cách đưa vật đó tới gần một vật có tính từ. Trong nghiên cứu về từ trường, người ta sử dụng nam châm để xác định. Trạng thái cân bằng luôn được kim nam châm duy trì khi ở điều kiện bình thường. Nếu có từ trường thì nam châm sẽ lệch hướng, do đó người dùng có thể biết chắc chắn từ trường hướng nào.

Một số khái niệm liên quan 

Từ trường đều là gì?

Đây là dạng từ trường mà đặc tính của nó có đặc điểm giống nhau ở mọi thời điểm. Đặc điểm của các đường sức từ đều là đường thẳng song song, cùng chiều và chúng cách đều nhau. Từ trường đều có thể sinh ra từ giữa 2 cực của nam châm. 

Cảm ứng từ là gì? 

Cảm ứng từ được hiểu đơn giản là một đại lượng vật lý. Đại lượng này tượng trưng cho từ trường về phương diện của lực từ.   Có thể hiểu đơn giản như sau cảm ứng từ là đại lượng diễn tả độ lớn của từ trường, đơn vị cảm ứng từ là tesla (T). 

Vecto cảm ứng từ có phương tiếp tuyến với các đường sức từ tạo thời điểm đó. Chiều của vecto cảm ứng đi từ cực nam sang cực bắc của nam châm. 

Cảm ứng từ -một trong những thuật ngữ quan trọng của từ trường
Cảm ứng từ -một trong những thuật ngữ quan trọng của từ trường

Vậy cảm ứng điện từ là gì? 

Cảm ứng điện từ là hiện tượng được hình thành một suất điện động (điện áp) lên một vật dẫn. Khi đó đặt trong một từ trường biến thiên. Trong một nghiên cứu về cảm ứng điện từ vào năm 1831, Michael Faraday đã chứng minh từ trường có thể sinh ra dòng điện được chứng minh qua một thí nghiệm. Khi cho từ thông qua một mạch kín thay đổi thì trong mạch sẽ xuất hiện dòng điện. Dòng điện đó được gọi là dòng điện cảm ứng, hiện tượng đó gọi là cảm ứng điện từ. 

Cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường sẽ luôn tiếp tuyến với đường sức từ tại điểm đó. Cảm ứng điện từ có cùng chiều từ trường. 

Điện trường là gì? 

Điện trường là môi trường xung quanh các điện tích tồn tại một lực tĩnh điện. Nó được gọi là điện trường. 

Đường sức từ là gì? 

Thuật ngữ đường sức từ được hiểu là đường cong kín hoặc thẳng, dài vô hạn. Tuy nhiên, nó không cắt nhau khi vẽ trong không gian xung quanh nam châm hoặc điện. Đường sức từ được quy định là chiều đi ra từ cực bắc và đi vào từ cực nam của một nam châm tại điểm mà bạn xét. 

Có thể bạn quan tâm:
Trọng lực là gì? Công thức tính trọng lực là gì?
Khối lượng riêng là gì? Cách tính khối lượng riêng của một chất

Tổng hợp công thức từ trường liên quan

Cụ thể dưới đây là một số công thức từ trường phổ biến trong một số trường hợp. 

Trường hợp 1: Lực từ tác động lên dây dẫn mang dòng điện 

F = BIl.sin Trong đó: F là lực từ tác dụng lên dây dẫn (N)

B là cảm ứng từ (T)

I là cường độ dòng điện (A)

L là chiều dài dây dẫn (m) 

Trường hợp 2: Từ trường của dòng điện trong mạch mà chúng có dạng khác nhau:

Từ trường của dòng điện được sử dụng trong dây dẫn thẳng dài: 

B= 2.10-7 Ir Trong đó: I là cường độ dòng điện (A)

r là khoảng cách từ điểm tiếp xức M đến dây dẫn (m)

Công thức tính từ trường xuất hiện trong khung dây tròn

B = 2.10-7 IRN Trong đó: I là cường độ dòng điện qua mỗi vòng dây (A)

R là bán kính khung dây (m)

N là số vòng dây

Từ trường xuất hiện trong dây dẫn có nhiều công thức tính khác nhau
Từ trường xuất hiện trong dây dẫn có nhiều công thức tính khác nhau

Từ trường của dòng điện trong lòng ống dây dài

B = 4. 10-7 NIl= 4. 10-7 nI trong đó 

B là cảm ứng từ tại một điểm trong lòng ống dây

I là cường độ dòng điện qua mỗi vòng dây

l là chiều dài ống dây (m)

n là số vòng dây trên 1 m chiều dài ống dây (vòng/m)

N là số vòng dây trên ống dây (vòng)

Trường hợp 3: Tương tác giữa hai đoạn dây dẫn song song mang dòng điện

F=2.10-7.I1I2rl Trong đó: F là lực tương tác giữa hai đoạn dây dẫn mang dòng điện (N)

I là thông số biểu thị cường độ dòng điện qua dây dẫn (A)

l là chiều dài dây (m)

r là khoảng cách giữa hai dây(m)

Trường hợp 4: Lực Lorenxơ

f = qvbsin Trong đó: q là điện tích hạt tải điện ©

v là tốc độ chuyển động của hạt tải điện (m/s)

B là cảm ứng từ (T)

Nếu hạt tải điện chuyển động trên quỹ đạo tròn

R = mvqB Trong đó: m là khối lượng hạt tải điện (kg)

R là bán kính quỹ đạo (m)

Tìm hiểu tính chất cơ bản của từ trường
Tìm hiểu tính chất cơ bản của từ trường

Trường hợp 5: Momen ngẫu lực từ

Có công thức tính như sau: 

M = NIB.sin Trong đó N là số vòng dây của khung dây

I là cường độ dòng điện  qua mỗi vòng dây (A)

B là cảm ứng từ (T) 

S là tiết diện mỗi vòng dây (m2)

Ứng dụng của từ trường trong cuộc sống

Các ứng dụng của từ trường trong cuộc sống được áp dụng trong nhiều lĩnh vực, thiết bị khác nhau. Cụ thể: 

  • Máy điện quay: Máy phát điện, động cơ điện và một số máy móc khác. 
  • Máy điện tĩnh: Bao gồm máy biến áp các loại, tụ điện,…
  • Sử dụng các dụng cụ ứng dụng lực hút sắt của từ trường như nam châm điện trong các cần cẩu sắt thép, các cuộn dây rơ le, cuộn dây nóng mở các van điện từ,…
  • Các dụng cụ đo đạc và thăm dò tín hiệu, phát tín hiệu dùng từ trường: Ứng dụng trong các thiết bị như micro, loa, dò và phát âm thanh, các bộ cảm biến đo độ rung, đo chấn động, còi điện, chuông báo nước,…

    Ứng dụng của từ trường trong việc sản xuất tàu siêu tốc
    Ứng dụng của từ trường trong việc sản xuất tàu siêu tốc
  • Ứng dụng từ trường còn dễ bắt gặp trong các sóng điện từ ngày nay như Radio, TV, điện thoại di động,…Bởi khi tần số tăng lên mức độ nhất định sẽ phát ra sóng điện từ. 
  • Bên cạnh đó, từ trường còn được ứng dụng tại nhiều thiết bị y tế giúp hỗ trợ công tác khám chữa bệnh hiệu quả. 

Trên đây là toàn bộ thông tin liên quan đến từ trường là gì? Nhắc đến từ trường là nhắc đến những ứng dụng thực tế của nó được áp dụng rộng rãi trong cuộc sống. Hy vọng bài viết này sẽ giúp bạn hiểu hơn “từ trường là gì” đồng thời mang đến những thông tin bổ ích đến với bạn đọc. 

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *