Như các bạn đã biết đa số các loại nam châm được sản xuất ra hiện nay, nhất là nam châm vĩnh cửu được ứng dụng rất nhiều trong máy phát điện, bởi khả năng tạo ra từ tính với nguồn năng lượng vô cùng lớn và trong thời gian lâu dài.Dưới đây chúng tôi xin giải đáp cách tạo ra nguồn điện từ nam châm trong máy phát điện.
Một máy phát điện hoạt động bằng một nam châm tạo ra từ trường sẽ gây ra một lượng điện áp vào cuộn dây điện. Nhưng điểm quan trọng cần đáng lưu ý ở đây là các điện áp sẽ tăng lên khi mà số vòng dây trên cuộn dây, kích thước của các đoạn dây và cường độ trong máy phát điện được tăng từ tính.
Cách tạo ra điện từ nam châm trong máy phát điện là khi từ trường hoặc cuộn dây cần phải luôn được đặt trong chuyển động liên tục để sản xuất, và tạo ra điện vào cuộn dây. Điều này có thể được thực hiện một cách hiệu quả như nhau khi di chuyển nam châm hoặc di chuyển các cuộn dây. Các cuộn dây hoặc nam châm cần phải di chuyển trong một vùng mà các cuộn dây cần phải được liên tục đi qua từ trường.
Các loại dây để làm các cuộn dây trong máy phát điện nam châm cũng rất quan trọng. Ví dụ như, sử dụng loại dây dày đồng nghĩa với việc điện năng sẽ có ít tổn thất hơn, nhưng khi xuống bên là các cuộn dây sẽ có được lượng điện từ rất lớn và cần thiết.
Lý thuyết và bài tập hiện tượng cảm ứng điện từ
Lý thuyết và bài tập hiện tượng cảm ứng điện từ
A. Tóm tắt lý thuyết
1. Cấu tạo và hoạt động của đinamô ở xe đạp
1.1. Cấu tạo:
1.2. Hoạt động:
- Khi quay núm của đinamô thì nam châm quay theo và đèn sáng
2. Dùng nam châm để tạo ra dòng điện
2.1. Dùng nam châm vĩnh cửu
- Dòng điện xuất hiện trong cuộn dây dần kín khi ta đưa một cực của nam châm lại gần hay ra xa một đầu cuộn dây đó hoặc ngược lại
2.2. Dùng nam châm điện
- Dòng điện xuất hiện ở cuộn dây dần kín trong thời gian đóng ngắt mạch của nam châm điện, nghĩa là trong thời gian dòng điện của nam châm biến thiên
3. Hiện tượng cảm ứng điện từ
- Có nhiều cách dùng nam châm để tạo ra dòng điện trong một cuộn dây dẫn kín.
- Dòng điện được tạo ra theo cách đó gọi là dòng điện cảm ứng. Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.
4. Cách nhận biết sự xuất hiện dòng điện cảm ứng
- Dùng Ampe kế để nhận biết.
- Dùng nam châm thử để nhận biết.
- Có thể dùng bóng đèn để nhận biết.
5. Bài tập minh họa
Bài 1. Trong thí nghiệm ở hình 31.3 SGK, làm thế nào để có thể tạo ra dòng điện cảm trong cuộn dây dẫn kín nếu để công tắc của nam châm điện luôn đóng ?
Hướng dẫn giải:
Đưa nam châm điện chuyển động lại gần hay ra xa cuộn dây dẫn kín.
Bài 2. Đưa một cực của nam châm lại gần một cuộn dây dẫn kín [nghĩa là nam châm chuyển động tương đối so với cuộn dây] thì trong cuộn dây dẫn có dòng điện cảm ứng. Hãy làm thí nghiệm để tìm xem có trường hợp nào nam châm chuyển động so với cuộn dây mà trong cuộn dây không xuất hiện dòng điện.
Hướng dẫn giải:
Có. Trường hợp nam châm quay quanh một trục trùng với trục của cuộn dây.
B. Bài tập trắc nghiệm
Câu 1: Cách làm nào dưới đây có thể tạo ra dòng điện cảm ứng?
A. Nối hai cực của pin vào hai đầu cuộn dây dẫn.
B. Nối hai cực của nam châm với hai đầu cuộn dây dẫn.
C. Đưa một cực của acquy từ ngoài vào trong một cuộn dây dẫn kín.
D. Đưa một cực của nam châm từ ngoài vào trong một cuộn dây dẫn kín.
Câu 2: Cách nào dưới đây không tạo ra dòng điện cảm ứng trong một cuộn dây dẫn kín? A. Cho cuộn dây dẫn chuyển động theo phương song song với các đường sức từ giữa hai nhánh của nam châm chữ U.
B. Cho cuộn dây dẫn quay cắt các đường sức từ của nam châm chữ U.
C. Cho một đầu của nam châm điện chuyển động lại gần một đầu cuộn dây dẫn.
D. Đặt nam châm điện ở trước đầu cuộn dây rồi ngắt mạch điện của nam châm
C. Bài tập trong sách giáo khoa
C. Bài tập trong sách giáo khoa
Bài C1 [trang 85 SGK Vật Lý 9]: Cho 2 đèn LED mắc song song ngược chiều vào 2 đầu của một cuộn dây dẫn và một thanh nam châm vĩnh cửu. Hãy bố trí thí nghiệm như hình 31.2 SGK để tìm hiểu xem dòng điện xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín ở trường hợp nào dưới đây:
Di chuyển nam châm lại gần cuộn dây.
- Đặt nam châm đứng yên trước cuộn dây.
- Đặt nam châm đứng yên trong cuộn dây.
- Di chuyển nam châm ra xa cuộn dây.
Hướng dẫn giải:
Trong cuộn dây dẫn xuất hiện dòng điện cảm ứng khi di chuyển nam châm lại gần hoặc ra xa cuộn dây.
Bài C2 [trang 85 SGK Vật Lý 9]: Trong thí nghiệm nêu ở bài tập 1, nếu để nam châm đứng yên và cho cuộn dây chuyến động lại gần hay ra xa nam châm thì cuộn dây có xuất hiện dòng điện không? Hãy làm thí nghiệm để kiểm tra dợ đoán.
Hướng dẫn giải:
Có. Các em thực hiện thí nghiệm kiểm tra.
Bài C3 [trang 86 SGK Vật Lý 9]: Đặt nam châm điện nằm yên trước cuộn dây dẫn có mắc hai đèn LED song song ngược chiều [hình 31.3 SGK]. Hãy làm thí nghiệm để xác định trong những trường hợp nào dưới đây xuất hiện dòng điện ở cuộn dây có mắc đèn LED.
- Trong khi đóng mạch điện của nam châm điện
- Khi dòng điện đã ổn định.
- Trong khi ngắt mạch điện của nam châm điện.
- Sau khi ngắt mạch điện.
Hướng dẫn giải:
- Dòng điện xuất hiện khi đóng hoặc ngắt mạch điện của nam châm
Bài C4 [trang 86 SGK Vật Lý 9]: Nếu ta làm lại thí nghiệm ở hình 31.2 SGK nhưng lần này cho nam châm quay quanh một trục thẳng đứng [hình 31.4 SGK] thì có hiện tượng gì xảy ra trong cuộn dây?
Hướng dẫn giải:
Hiện tượng: Trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng.
Bài C5 [trang 86 SGK Vật Lý 9]: Hãy trả lời câu hỏi ở phần I.
Hướng dẫn giải:
Nhờ nam châm ta có thể tạo ra dòng điện.