Hiện tượng cảm ứng từ đã được nhiều nhà nghiên cứu áp dụng vào những lĩnh vực máy móc cũng như máy móc. Trong đó thì từ thông có quan hệ mật thiết với hiện tượng này. Hôm nay, hãy cùng Dinhnghia tìm hiểu về đơn vị của từ thông nha.
Nội dung bài viết
Từ thông là gì?
Khái niệm
- Tên đại lượng: Từ thông
- Tên tiếng Anh: Magnetic flux
- Ký hiệu: B
- Đơn vị đo: Weber (Wb)
Từ thông (kí hiệu là Φ, đọc là “phi“) tượng trưng cho lượng từ trường đi qua một diện tích của tiết diện xác định được giới hạn bởi đường tròn kín. Diện tích tiết diện tỉ lệ thuận với lượng từ trường đi qua, diện tích càng rộng thì lượng từ trường đi qua càng lớn.
Ví dụ về từ thông có thể được minh họa như sau: khi bật quạt lên, gió từ cánh quạt sẽ được tạo ra và thổi theo một hướng. Lấy một tờ giấy vuông góc và đặt theo ba cách sau đây:
- Cách 1: Đặt tờ giấy nằm ngang, lượng gió tạo ra vẫn giữ nguyên, không thay đổi.
- Cách 2: Nếu để tờ giấy nằm theo hướng nghiêng thì cường độ gió tạo ra sẽ nhỏ lại.
- Cách 3: Đặt tờ giấy vuông góc với hướng gió, lượng gió sẽ phụ thuộc vào diện tích mặt chắn của tờ giấy hoặc cường độ của quạt gió.
Nguyên tắc của từ thông thể hiện từ xuyên qua nam châm vĩnh cửu. Nếu nam châm tạo ra từ trường càng lớn thì lượng từ thông sản sinh ra càng nhiều.
Công thức từ thông
Biểu thức: Φ = N.B.S.cos(α)= Φ0.cos(α)
(Với Φ = LI, hệ số tự cảm L = 4π.10-7 N2.S/l )
Trong đó:
- Φ: từ thông trong khung dây dẫn N vòng dây (Weber – Wb).
- S: tiết diện của một vòng dây dẫn trong khung (Mét vuông – m2).
- N: số vòng dây của khung dây dẫn
- B: cảm ứng từ chạy qua vòng dây (Tesla – T).
Công thức từ thông
Từ thông qua một diện tích S đặt trong từ trường có công thức là: F = B.S.cos(α).
Trong đó:
- Φ: Từ thông (Weber – Wb).
- B: Cảm ứng từ, có đơn vị (Tesla – T).
- S: Diện tích mặt kín C (Mét vuông – m2).
- a: Góc giữa pháp tuyến giữa vectơ n và vectơ B.
Ngoài ra, trong trường hợp nếu đặt khung dây N vòng thì từ thông qua khung dây thì sẽ công thức như sau: Φ = N.B.S.cos(α).
Đơn vị Weber là gì?
- Tên đơn vị: Weber
- Ký hiệu: Wb
- Đơn vị đo: Từ thông
- Hệ đo lường: hệ đo lường quốc tế SI
Weber (đọc là vê-be), là đơn vị của đại lượng từ thông trong hệ đo lường quốc tế (SI). Weber được định nghĩa là giá trị của từ thông thay đổi trong vòng 1 giây trên một vòng dẫn điện có tiết diện 1m2 sẽ tạo ra suất điện động 1 Volt. Vì vậy, 1 Wb tương đương với 1 V.s (Vôn giây).
1 Weber bằng bao nhiêu?
- 1 Wb = 109 nWb (Nanoweber)
- 1 Wb = 106 μWb(Microweber)
- 1 Wb = 103 mWb (Milliweber)
- 1 Wb = 1 Vs (Vôn giây)
- 1 Wb = 1 T.m² (Tesla mét vuông)
- 1 Wb = 108 Mw (Maxwell)
- 1 Wb = 108 G.cm² (Gauss trên centimet vuông)
- 1 Wb = 4.84×1014 Lượng tử thông lượng
Cách tính đơn vị từ thông Weber bằng công cụ
Dùng google
Bạn có thể truy cập vào trang chủ Google và gõ vào ô tìm kiếm theo cú pháp “X Wb = UNIT“.
Trong đó:
- X là số Weber bạn muốn quy đổi.
- UNIT là đơn vị bạn muốn chuyển sang.
Ví dụ: muốn đổi 3 Wb sang mWb thì gõ “3 Wb = mWb” và nhấn Enter.
Dùng công cụ Convert World
Bước 1: Truy cập vào trang Convert World để tiến hành đổi đơn vị.
Bước 2: Nhập số lượng đơn vị Wb muốn chuyển > Chọn đơn vị là Wb > Chọn đơn vị muốn chuyển đổi.
Bước 3: Sau đó, nhấn Enter hoặc chọn dấu mũi tên màu cam để chuyển đổi.
Bài tập từ thông
Bài tập 1: Một khung dây dẫn phẳng có diện tích S=50cm^2, có N=100 vòng dây, quay đều với tốc độ 50 vòng/giây quanh một trục vuông góc với các đường sức của một từ trường đều có cảm ứng từ B=0,1 T. Chọn gốc thời gian t=0 là lúc vectơ pháp tuyến n của diện tích S của khung dây cùng chiều với vectơ cảm ứng từ B và chiều dương là chiều quay của khung dây. Viết biểu thức xác định từ thông Φ qua khung dây.
- Bài giải:
Do khung dây dẫn quay đều với tốc độ góc, ta sẽ có công thức : ω = 50.2π = 100π rad/s
Ở thời điểm ban đầu t=0 và vectơ pháp tuyến n của diện tích S của khung dây có chiều trùng với chiều của vectơ cảm ứng từ B của từ trường. Tại thời điểm t, pháp tuyến n của khung dây đã quay được một góc bằng ωt. Lúc này từ thông qua khung dây sẽ là:
Φ = N.B.S.cos(ωt)
Như vậy, từ thông qua khung dây biến thiên điều hoà theo thời gian với tần số góc ω và với giá trị cực đại (biên độ) là Ф0 = N.B.S.
Thay N = 100, B = 0,1 T, S = 50cm2 = 50. 10^-4 m2 và ω = 100π rad/s ta sẽ được biểu thức của từ thông qua khung dây là :
Φ = 0,05cos(100πt) (Wb).
Bài tập 2: Một khung dây hình vuông cạnh 5 cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B=8.10^-4 T. Từ thông qua hình vuông đó bằng 10^-6 Wb. Tính góc hợp giữa véc tơ cảm ứng từ và vectơ pháp tuyến của hình vuông đó.
- Bài giải:
Đầu tiên ta áp dụng công thức từ thông: Φ = N.BS.cos α
Tiếp theo, ta thế lần lượt Φ = 10^-6 ( Wb), N=0,05 (m) và B+8.10^-4 (T) vào biểu thức trên. Ta sẽ tính ra cosα=0,5 => α = 60 độ.
Xem thêm:
- Định nghĩa hiện tượng cảm ứng điện từ là gì? Nội dung và Ứng dụng
- Đơn vị cảm ứng từ Tesla là gì? Định nghĩa, công thức tính cảm ứng từ
- Trình bày nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều
Bài viết vừa rồi đã giúp bạn hiểu thêm về đơn vị của từ thông. Mong bài viết sẽ giúp bạn hiểu thêm về nguyên tắc và cách áp dụng công thức thông. Cảm ơn bạn đã theo dõi. Hẹn gặp bạn tại những chủ đề tiếp theo.
