Sách Vật lý/Điện từ/Định luật điện từ/Định luật Faraday

Thí nghiệm Faraday

và mắc nối tiếp nó với một điện kế G thành một mạch kín (hình a). Phía trên ống dây đặt một thanh nam châm 2 cực Bắc-Nam. Thí nghiệm cho thấy:

• Nếu rút thanh nam châm ra, dòng điện cảm ứng có chiều ngược lại (hình b)
• Di chuyển thanh nam châm càng nhanh, cường độ dòng điện cảm ứng Ic càng lớn.
• Giữ thanh nam châm đứng yên so với ống dây, dòng điện cảm ứng sẽ bằng không.
• Nếu thay nam châm bằng một ống dây có dòng điện chạy qua, rồi tiến hành các thí nghiệm như trên, ta cũng có những kết quả tương tự.

Từ các thí nghiệm đó, Faraday đã rút ra những kết luận sau đây:

• Từ thông gửi qua mạch kín biến đổi theo thời gian là nguyên nhân sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch đó.
• Dòng điện cảm ứng chỉ tồn tại trong thời gian từ thông gửi qua mạch kín biến đổi.
• Cường độ dòng điện cảm ứng tỉ lệ thuận với tốc độ biến đổi của từ thông.
• Chiều của dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào sự tăng hay giảm của từ thông gửi qua mạch (vì trên hình 15a và 15b ta thấy từ thông ở hai đầu nam châm bao giờ cũng lớn hơn ở vị trí giữa của nam châm).

Định luật cảm ứng Faraday

Thay đổi theo thời gian của từ thông xuyên qua một vòng dây điện sẽ gây ra một lực điện động theo định luật cảm ứng Faraday:

${\mathcal {E}}=\oint \mathbf {E} \cdot d\mathbf {s} =-{d\Phi _{m} \over dt}$

Với:

• ${\mathcal {E}}$ là lực điện động
• E là cường độ điện trường
• ds là thành phần quãng đường trên dây dẫn điện
• $\Phi$ là từ thông xuyên qua vòng dây
• t là thời gian

Đây là nguyên lý hoạt động của các máy phát điện, máy biến thế, ăng ten...