Công thức tính từ thông Công thức Vật lí 11

Từ thông là gì? Từ thông là từ trường được sinh ra từ một khung dây đồng cuốn thành vòng tròn. Về số vòng thì tùy thuộc ứng dụng để quấn. Số vòng dây này sẽ đi xuyên qua một thanh nam châm vĩnh cửu. Vậy công thức tính từ thông như thế nào?

Trong bài viết dưới đây Download.vn giới thiệu đến các bạn toàn bộ kiến thức liên quan đến từ thông như: khái niệm, công thức tính, đơn vị của từ thông và một số bài tập vận dụng kèm theo. Thông qua tài liệu này các bạn có thêm nhiều gợi ý tham khảo, củng cố kiến thức để nhanh chóng biết giải bài tập Vật lí 11. 

1. Từ thông là gì?

Từ thông là từ trường được sinh ra từ một khung dây đồng cuốn thành vòng tròn. Về số vòng thì tùy thuộc ứng dụng để quấn. Số vòng dây này sẽ đi xuyên qua một thanh nam châm vĩnh cửu

Trên nguyên tắc; từ thông thể hiện cho hiện tượng từ truyền xuyên qua nam châm vĩnh cửu. Nam châm tạo từ trường càng lớn thì lượng từ thông được sản sinh càng nhiều

2. Công thức tính từ thông

F = BScosa

Trong đó:

+ Φ là từ thông;

+ B là cảm ứng từ, có đơn vị tesla (T);

+ S là diện tích mặt kín C, có đơn vị m²;

+ a là góc giữa pháp tuyến $\overrightarrow{\text{ nvà }}\overrightarrow{\mathrm{B}}$

Nếu đặt khung dây có N vòng thì từ thông qua khung dây là:

Φ = NBScosa

- Trong hệ SI, đơn vị của từ thông là vêbe, kí hiệu là Wb.

1Wb = 1T.1m².

3. Đơn vị của từ thông

Ký hiệu của từ thông Φ hay còn gọi là phi. Ngoài ra; từ thông còn được gọi là vê be ký hiệu theo đơn vị là Wb. Tuy nhiên; đa phần đều sử dụng Φ là ký hiệu thông dụng phổ biến của từ thông

4. Ví dụ về từ thông

Để các bạn hình dung dễ dàng hơn tôi sẽ phân tích một ví dụ ngoài luồng cụ thể:

Chúng ta lấy một cái quạt mini khởi động nó lên thì lượng gió sẽ đi theo một hướng. Ta lấy một tấm giấy vuông góc lớn

Trường hợp để nằm ngang thì lượng gió thổi qua nhiều

Trường hợp nằm chéo trước quạt thì lượng gió thổi qua ít lại

Và trường hợp chắn vuông góc với hướng gió thổi thì lúc này lượng gióa thổi qua ít nhiều còn tùy thuộc vào tiết diện giấy hoặc độ mạnh của quạt. Đối với từ thông như trên cũng hoàn toàn như vậy

Hoặc ai có con cảm biến siêu âm đo mức nước bị hư. Bạn chỉ cần tháo lắp thiết bị đó ra sẽ thấy cục nam châm vĩnh cửu và cuộn dây tạo từ trường. Đối với dòng từ trường mặc dù nó có sự dịch chuyển mạnh mẽ nhưng chúng ta không bao giờ thấy. Bản chất dòng siêu âm cũng vậy. Hoạt động theo nguyên lý bắn sóng một cách vô hình

5. Bài tập tính từ thông

Bài 1: Một khung dây hình chữ nhật kích thước 3 (cm) x 4 (cm) đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 5.10^-4 (T). Vectơ cảm ứng từ hợp với pháp tuyến của mặt phẳng khung một góc 30⁰. Từ thông qua hình chữ nhật đó là bao nhiêu?

Bài giải:

Diện tích khung dây hình chữ nhật là :

S = a.b = 0,03.0,04 = 12.10^-4 (m²)

Từ thông qua khung dây là:

Φ = BScosa = 5.10^-4.12.10^-4.cos30⁰ = 52.10^-8 (Wb)

Bài 2: Một khung dây hình vuông cạnh 5 (cm), đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 4.10^-4 (T). Từ thông qua hình vuông đó bằng 10^-6 (Wb). Góc hợp bởi vectơ cảm ứng từ và vectơ pháp tuyến với hình vuông đó là bao nhiêu?

Bài giải:

Diện tích khung dây là S = a.a = 0,05.0,05 = 25.10^-4 (m²)

Áp dụng công thức từ thông:

$\mathrm{\Phi }=\mathrm{BS}\cos \alpha \Rightarrow \cos \alpha =\frac{\mathrm{\Phi }}{\mathrm{B}\cdot \mathrm{S}}=\frac{{10}^{-6}}{4\cdot {10}^{-4}\cdot 25\cdot {10}^{-4}}=1\Rightarrow \alpha =0^0$

Đáp án: $a=0^0$