Từ thông là gì? Ký hiệu, đơn vị, công thức tính từ thông (2024)

Từ thông là một trong những nội dung mà chúng ta sẽ được học ở trong bộ môn vật lý. Tuy nhiên, kiến thức về từ thông không đơn giản, những chia sẻ sau đây mà chúng tôi mang đến sẽ giúp bạn đọc hiểu được rằng từ thông là gì, cũng như những thông tin cơ bản về từ thông.

Từ thông là gì? Ký hiệu từ thông

Từ thông là hiện tượng vật lý được tìm ra bởi nhà vật lý học người Anh – Michael Faraday. Từ thông còn có tên gọi khác là thông lượng từ trường, đây là đại lượng đo lượng từ trường qua diện tích được giới hạn bởi vòng dây kín.

Từ thông thường được ký hiệu bằng chữ cái Hy Lạp Phi hoặc Phi hậu tố B: Φ hoặc Φ B

Từ thông sở hữu đặc điểm tính chất như sau:

• Từ thông luôn tạo thành vòng khép kín
• Từ thông luôn được bắt đầu từ cực bắc và kết thúc ở cực nam.
• Từ thông không bao giờ cắt nhau.
• Các đường sức từ song song với nhau, cùng chiều thì sẽ đẩy nhau.

Đơn vị của từ thông là gì?

Tùy vào hệ quy chuẩn khác nhau mà từ thông sẽ có các đơn vị khác nhau, cụ thể như sau:

• Trong hệ tiêu chuẩn SI, từ thông có đơn vị là Weber (viết tắt là Wb), đọc là “vê be”
• Theo hệ tiêu chuẩn CGS, từ thông có đơn vị là Maxwell.

Công thức tính từ thông

Công thức từ thông qua khung dây

Ta có công thức tính từ thông qua khung dây như sau: Φ = N.B.S.cosα

Trong đó:

• Φ: từ thông sinh ra bởi hiện tượng cảm ứng điện từ
• N: tổng số vòng dây được tạo thành khung dây
• B: là các dòng cảm ứng từ
• S: là diện tích
• α: là góc được tạo bởi 2 vectơ pháp tuyến của cảm ứng từ với khung dây.

Lưu ý: Để đảm bảo góc α luôn là góc nhọn, từ thông sẽ luôn ở trạng thái dương.

Công thức tính từ thông cực đại

Từ thông cực đại sinh ra khi góc α là 0º độ hoặc 180º. Lúc này cảm ứng điện từ và từ trường tiết diện S chạy song song với nhau, không tạo ra góc.

Ta có công thức để tính từ thông cực đại như sau: Φmax = B.S

Công thức từ thông cực tiểu

Từ thông cực tiểu là từ thông không sinh ra khi góc α = 90 độ và góc n tạo với B một góc vuông.

Xem thêm: Từ trường đều là gì? Đặc điểm, tính chất, ví dụ từ trường đều

Yếu tố tác động đến từ thông riêng của một mạch kín

Quan sát hình sau:

Tương tự như trên hình, khi từ thông đi qua 1 diện tích S sẽ phụ thuộc vào 3 yếu tố:

• Diện tích S: Nếu như diện tích càng lớn thì từ thông đi qua cũng sẽ càng lớn.
• Cảm ứng từ B: Từ thông tỉ lệ thuận với cảm ứng từ bởi cảm ứng từ là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh, yếu của từ trường, mà từ thông lại là đại lượng được đặc trưng cho từ trường.
• Độ lớn góc α: góc α tạo thành bởi vectơ pháp tuyến n và đường cảm ứng B. Nếu thay đổi độ lớn của góc α thì cũng sẽ khiến từ thông thay đổi theo. Khi góc α là 45 độ, đồng nghĩa với từ thông sẽ có giá trị lớn nhất. Khi góc α là 0 độ, từ thông sẽ không xuất hiện -> từ thông tỉ lệ thuận với độ lớn của góc α.

Ứng dụng của từ thông hiện nay

Ứng dụng trong đời sống

Từ thông được ứng dụng rất nhiều ở trong đời sống của chúng ta, cụ thể như:

• Ứng dụng trong bếp từ:

Khác với những loại bếp nấu thông thường khác được làm nóng từ lửa hay từ điện thì bếp từ lại vận hành theo nguyên lý của hiện tượng cảm ứng điện từ. Khi ta cắm bếp điện từ dòng điện xoay chiều sẽ truyền qua cuộn dây đồng làm sinh ra từ trường biến thiên trên cuộn dây.

Khi đặt nồi lên bếp, đáy nồi sẽ nhiễm từ và sinh ra dòng điện Fu – cô -> gây ra phản ứng tỏa nhiệt Jun – Lenxơ làm nóng đáy nồi cùng thức ăn.

• Quạt điện

Đối với các thiết bị làm mát nói riêng và quạt nói chung thì đều được hoạt động dựa trên nguyên lý của hiện tượng cảm ứng điện từ. Theo đó, dòng điện được biến đổi thành từ trường làm quay động cơ và cánh quạt.

Xem thêm: Đường sức từ là gì? Đặc điểm, tính chất, xác định chiều đường sức từ

Ứng dụng trong công nghiệp

Trong công nghiệp từ thông cũng được ứng dụng rất nhiều, cụ thể như:

• Tạo dòng điện xoay chiều trong chế tạo máy phát điện: Dòng điện Fu-cô chạy trong kim loại giúp chuyển hóa cơ năng thành năng lượng dòng điện. Cơ năng sơ cấp là động cơ tua bin gió, tua bin nước, tua bin hơi, cùng với động cơ đốt trong và các nguồn cơ năng khác.
• Máy biến áp: Áp dụng cảm ứng điện tử để biến đổi dòng điện xoay chiều. Máy biến áp giúp thay đổi năng lượng điện xoay chiều tại cấp điện áp này sang cấp khác thông qua từ trường. Thiết bị giúp giảm thiểu tổn thất điện năng trong đường dây truyền tải. Trong điện gia dụng, thiết bị giúp giảm điện áp xuống mức 220V để phù hợp với thiết bị trong nhà.

• Máy biến dòng: thiết bị này chuyên sử dụng để biến đổi dòng điện từ giá trị cao sang dòng điện đạt chuẩn 5A và 10A.
• Máy đo lưu lượng điện từ: Suất điện động cảm ứng sinh ra trong ống sẽ tỷ lệ thuận với tốc độ của chất lỏng chảy theo định luật Faraday. Khi tính được suất điện động này sẽ biết được vận tốc của chất lỏng chảy bên trong đường ống.

Những chia sẻ trên đây đã giúp bạn đọc có thể hiểu rõ được từ thông là gì, cũng như những thông tin cơ bản về từ thông. Qua đó giúp các bạn nắm chắc hơn nội dung này, từ đó có thể áp dụng tốt cho những bài tập liên quan.