Bài giảng Vật lý 11 - Bài 40: Dòng điện fu-Cô

Quý Thầy Cô và các em học sinh thân mến.Kính chaøoMoân Vaät LyùLôùp 11 NCTHPT Cần Giuộc*Tấm kim loại Nam châmTrong trường hợp nào tấm kim loại dừng lại nhanh hơn?Tại sao?1.Dòng điện Fu-côa.Thí nghiệm *Thí nghiệm:Khi dao động trong từ trường của nam châm thì tấm kim loại dừng nhanh hơn. Nếu dao động nhiều lần liên tiếp thì tấm kim loại hơi ấm lên một chút. Tại sao?Dòng điện Fu-cô 	2. Tác dụng của dòng điện Fu-cô BÀI 40 DÒNG ĐIỆN FU-CÔ*b. Giải thích:Khi tấm kim loại dao động, nó cắt các đường sức từ của nam châm, do đó trong kim loại sinh ra dòng điện cảm ứng.Theo định luật Len-xơ, dòng điện cảm ứng trong tấm kim loại có tác dụng ngăn cản sự chuyển động của chính tấm kim loại đó. Do đó tấm kim loại nhanh chóng dừng lại.*Nhận xét: Dòng điện trong trường hợp vừa rồi gọi là dòng điện Fu- cô. Vậy dòng điện Fu-cô là gì?Dòng điện cảm ứng được sinh ra ở trong khối vật dẫn khi vật dẫn chuyển động trong từ trường hay được đặt trong từ trường biến đổi theo thời gian là dòng Fu-cô.c. Định nghĩa dòng điện Fu-cô:*Thay tấm kim loại trong thí nghiệm trên bằng tấm kim loại có xẻ rãnh.Tấm kim loại nào dao động lâu hơn? Vì sao? Do tấm kim loại xẻ rảnh ít cắt đường sức từ nên dòng Fu - cô giảm -Trong trường hợp tấm kim loại đặt trong từ trường biến thiên cũng xảy ra như trên.*BTừ trường biến thiên Khối kim loại Dòng Fu -côd. Tính chất: Đặc tính chung của dòng điện Fu-cô là tính chất xoáy hay đường dòng của dòng Fu- cô là các đường cong kín trong khối vật dẫn. *	Trong một số trường hợp dòng điện Fu-cô có ích, trong một số trường hợp dòng điện Fu- cô có hại. Dòng Fu- cô có ích hay có hại ?C7 Dòng Fu-cô gây tác dụng gì?Nhóm 1: Công tơ điện Nhóm 2: La bànNhóm 3: Bếp điện từNhóm 4: Máy biến áp*Beáp Ñieän Töø*Caáu Taïo Beáp Töø*2. Tác dụng của dòng điện Fu-cô: Trường hợp có lợi:Tác dụng gây ra lực hãm của dòng Fu-cô dùng trong chế tạo các dụng cụ điện năng như công tơ điện, phanh điện từ, kim của các cân nhạy, để hãm chuyển động. Tác dụng nhiệt của dòng Fu-cô được ứng dụng trong các lò luyện kim để nấu chảy kim loại, bếp điện từ *Vì sao? muốn khắc phục tình trạng đó bằng cách nào? Muốn khắc phục tình trạng đó, đặt kim dao động giữa hai cực của một nam châm. Vì dòng điện Fu-cô chống lại dao động đó nên dao động của kim sẽ tắt khá nhanh.Khi ta cân một vật bằng cân nhạy, kim của cân thường dao động khá lâu.Phanh điện từ*Công tơ điện Một đầu của kim đồng hồ được gắn vào một đĩa kim loại nhỏ (bằng đồng hoặc nhôm), đĩa kim loại đặt trong từ trường của một nam châm vĩnh cửu. Khi kim quay thì đĩa cũng quay theo.*Công tơ điện Khi đĩa kim loại quay trong từ trường sẽ sinh ra dòng điện Fu-cô và gây ra momen cản tác dụng lên đĩa. Khi mômen cản bằng momen quay thì đĩa quay đều.Khi ngắt điện đĩa vẫn quay do quán tính. Khi đó dòng Fu-cô tác dụng cản làm cho đĩa ngừng quay một cách nhanh chóng.Khi dòng điện qua cuộn dây của công tơ sẽ sinh ra momen làm cho đĩa kim loại quay. Đĩa kim loại quay trong từ trường sẽ sinh ra hiện tượng gì? Khi ngắt dòng điện thì đĩa kim loại vẫn tiếp tục quay do quán tính. Khi đó dòng Fu- cô có tác dụng gì?*Khi cho dòng điện xoay chiều qua bếp thì phần kim loại của nồi sẽ xuất hiện dòng Fu- cô làm nồi nóng và thức ăn trong nồi nóng theo.Bếp điện từ:Khi cho dòng điện xoay chiều qua bếp thì phần kim loại của nồi sẽ xuất hiện HIỆN TƯỢNG GÌ ?Bên cạnh đó dòng điện Fu- cô vẫn có mặt hại riêng.*Dòng điện Fu –cô có hại trong thiết bị điện như động cơ điện, máy biến áp.Sự xuất hiện của dòng Fu-cô trong trường hợp này có lợi hay hại? vì sao?Dòng Fu-cô toả nhiệt làm cho thỏi sắt nóng lên có thể làm hỏng máy. Mặt khác dòng Fu-cô chống lại nguyên nhân sinh ra nó. Đối với động cơ điện nó chống lại sự quay của động cơ, làm giảm công suất của máy.*Lõi sắt được làm bằng những lá thép mỏng ghép sát nhau , cách điện. Cách để làm giảm tác dụng có hại của dòng Fu cô.*Dòng Fu- cô làm nóng các lõi sắt trong máy biến thế, các động cơ điện,làm hao phí điện năng.Máy bơm nướcĐể giảm tác hại của dòng Fu-cô, người ta khắc phục như thế nào?*Cách khắc phục dòng Fu-côThay lõi sắt có dạng khối liền bằng nhiều lá thép Silic ghép cách điện với nhau và nó được đặt song song với đường sức từ. Lúc đó, dòng điện Fu-cô chạy trong từng lá mỏng điện trở lớn nên có cường độ nhỏ làm giảm hao phí điện năng và lõi sắt ít bị nóng. *Từ trường biến thiên Trong hình 2: những lá thép mỏng được ghép cách điện đặt song song với đường sức từ, làm cho điện trở của lõi sắt sẽ tăng lên nên dòng Fu- cô sẽ yếu hơn.Hình 1Hình 2*Các kiến thức cần nhớ:1. Định nghĩa dòng điện Fucô là gì?3. Tác hại và ứng dụng của dòng điện Fucô?2. Tính chất của dòng điện Fucô là gì?*1. Dòng điện Fu –cô2. Tác dụng của dòng điện Fu-côDòng điện cảm ứng được sinh ra ở trong khối vật dẫn khi vật dẫn chuyển động trong từ trường hay được đặt trong từ trường biến đổi theo thời gian là dòng Fu- cô.Dòng điện Fu-cô vừa có ích vừa có hại. Nó được sử dụng trong nhiều lĩnh vực : công tơ điện, bếp điện từChọn phát biểu sai:Một tấm kim loại dao động giữa hai cực của một nam châm thì trong tấm kim loại xuất hiện dòng điện Fu- cô.Hiện tượng xuất hiện dòng điện Fu- cô thực chất là hiện tượng cảm ứng điện từ.Một tấm kim loại nối với hai cực của một nguồn điện thì trong tấm kim loại xuất hiện dòng điện Fu- cô.Dòng điện Fu- cô trong lõi sắt của máy biến thế là dòng điện có hại.DCBA SAI SAI SAI ĐÚNG RỒI **Trường THPT Cần Giuộc Chào tạm biệt!*Một vài ứng dụng khác của dòng Fu- cô	Dòng điện Fu- cô cũng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, chẳng hạn như luyện kim, đệm từ trường, phanh từ trường, đồng hồ đo điện, phanh, trong y tế: có một liệu pháp gọi là gắng sức trên xe đạp (ergometry) sử dụng dòng điện Foucault để xác định bệnh thiếu máu cơ tim...*Cấu tạo của bếp từ:	Bêp có 1 cuộn dây để tạo ra từ trường biến thiên với tần số cao có thể thay đổi được, ta chỉnh nhiệt độ của bếp bằng cách thay đổi tần số này. Một cách gần đúng có thể coi tất cả từ thông hướng thẳng góc với mặt bếp để xuyên lên đáy nồi như hình bên: Caáu Taïo Beáp Töø*Tại sao đáy nồi sao sinh nhiệt được? Dòng Foucault là dòng điện được sinh ra khi có một từ thông xoay chiều xuyên qua một vật (mặt phẳng) là kim loại "thẩm từ", nó tuân theo định luật "Bàn tay trái". Chiều của dòng Foucault được minh họa như hình dưới bên :*Nguyeân Taéc Hoaït Ñoäng Dòng Foucault này sẽ làm cho vật (đáy nồi) sinh nhiệt tương đối lớn vì ta có thể xem đáy nồi là cuộn dây thứ cấp có điện trở rất nhỏ, các electron di chuyển với tốc độ cao sẽ va đập lẫn nhau nên sinh nhiệt, nhiệt lượng sinh ra nhiều hay ít phụ thuộc vào : Cường độ từ trường, Tần số từ trường và Diện tích mạch từ (đáy nồi) Về nguyên lý hoạt động, loại bếp này áp dụng hiện tượng cảm điện từ do Faraday khám phá ra từ năm 1830. Nhưng mãi đến gần 150 năm sau các chuyên viên nghiên cứu nhóm Thomson mới có ý định áp dụng hiện tượng này trong việc chế tạo ra chiếc bếp từ... *Dòng điện Fu- cô (Vật lý 11 nâng cao) Dòng điện Fu –côThí nghiệm:Khi dao động trong từ trường của nam châm thì tấm kim loại dừng nhanh hơn. Nếu dao động nhiều lần liên tiếp thì tấm kim loại hơi ấm lên một chút. Trong trường hợp nào tấm kim loại K dừng lại nhanh hơn?Tại sao?Dòng điện Fu- cô (Vật lý 11 nâng cao)Khi tấm kim loại K dao động, nó cắt các đường sức từ của nam châm do đó trong kim loại sinh ra dòng điện cảm ứng.Theo định luật Len- xơ thì dòng điện cảm ứng đó sẽ có tác dụng như thế nào?Dòng điện Fu- cô (Vật lý 11 nâng cao)b. Giải thích:Khi tấm kim loại dao động, nó cắt các đường sức từ của nam châm, do đó trong kim loại sinh ra dòng điện cảm ứng.Theo định luật Len-xơ, dòng điện cảm ứng trong tấm kim loại có tác dụng ngăn cản sự chuyển động của chính tấm kim loại đó. Do đó tấm kim loại nhanh chóng dừng lại.Các em hãy định nghĩa lại dòng điện Fu-cô?Nhận xét: Dòng điện trong trường hợp vừa rồi là dòng điện Fu- cô. Trong trường hợp tấm kim loại đặt trong từ trường biến thiên cũng xảy ra như trên.Dòng điện Fu- cô (Vật lý 11 nâng cao)c. Dòng điện Fu- cô: Dòng điện cảm ứng được sinh ra ở trong khối vật dẫn khi vật dẫn chuyển động trong từ trường hay được đặt trong từ trường biến đổi theo thời gian là dòng Fu- cô.Dòng điện Fu- cô (Vật lý 11 nâng cao)Thí nghiệm 2:Tấm kim loại nào dao động lâu hơn? Vì sao? Thay tấm kim loại K bằng tấm kim loại K có xẻ rãnh.Dòng điện Fu- cô (Vật lý 11 nâng cao)d. Tính chất: Đặc tính chung của dòng điện Fu-cô là tính chất xoáy. Các đường dòng của dòng Fu- cô là các đường cong kín trong khối vật dẫn. Dòng điện Fu- cô (Vật lý 11 nâng cao)	Trong một số trường hợp dòng điện Fu-cô có ích, trong một số trường hợp dòng điện Fu- cô có hại. Dòng Fu- cô có ích hay có hại ?Dòng điện Fu- cô (Vật lý 11 nâng cao)2. Tác dụng của dòng điện Fu-cô: Trường hợp có lợi:Tác dụng hãm của dòng Fu- cô dùng trong chế tạo các dụng cụ điện năng như công tơ điện, phanh điện từ để hãm chuyển động. Tác dụng nhiệt của dòng Fu- cô được ứng dụng trong các lò luyện kim để nấu chảy kim loại