Điện từ trường là gì? Hiệu ứng từ của một dòng điện

Hiệu ứng từ của một dòng điện là gì?

Dòng điện tạo ra lực từ cũng có thể được gọi là hiệu ứng từ. Hiệu ứng từ của dòng điện được gọi là hiệu ứng điện từ. Người ta quan sát thấy rằng khi một la bàn được đưa đến gần một dây dẫn mang dòng điện, kim của la bàn bị lệch vì dòng điện. Điều này cho thấy dòng điện tạo ra hiệu ứng từ. Từ trường được tạo ra bởi ảnh hưởng từ của một dòng điện và vật liệu từ tính.

Hành tinh Trái đất của chúng ta tạo ra từ trường riêng, một yếu tố quan trọng trong quá trình điều hướng từ trường cũng được sử dụng trong các thiết bị điện như máy biến thế.

Các đường sức từ có thể được so sánh với các đường cao độ không đổi có thể nhìn thấy trên bản đồ nhiệt… Các đường sức từ giúp nêu rõ các khái niệm đơn giản về từ tính một cách dễ dàng. Chúng được định nghĩa là số lượng các dòng từ trường thông qua một bề mặt, chúng có thể dễ dàng chuyển đổi thành định dạng toán học.

Tại sao một dòng điện tạo ra hiệu ứng từ?

Khi một hạt tích điện, chẳng hạn như electron, proton hoặc ion ion đang chuyển động, các đường sức từ sẽ quay xung quanh hạt. Vì dòng điện di chuyển qua một đường bao gồm các electron chuyển động, nên có một từ trường được tạo ra xung quanh đó.

Tại sao từ trường tồn tại?

Do lực từ luôn vuông góc với chuyển động, từ trường không thể hoạt động với một điện tích bị cô lập. Nó chỉ có thể làm việc gián tiếp, thông qua điện trường được tạo ra bởi một từ trường thay đổi. Người ta thường tuyên bố rằng lực từ có thể hoạt động với một lưỡng cực từ không cơ bản hoặc đối với các hạt tích điện có chuyển động bị hạn chế bởi các lực khác, nhưng điều này là không chính xác vì hành vi của lực từ trong các trường hợp đó được thực hiện bởi các lực điện của các điện tích bị lệch bởi từ trường.

Điều gì sẽ xảy ra nếu Trái đất mất từ trường và nam châm mất giá trị của nó?

Lõi bên trong của Trái đất nóng khoảng 5.700 độ C. Sự khác biệt về nhiệt độ, áp suất và thành phần bên trong các nguyên nhân gây ra dòng đối lưu trong kim loại nóng chảy khi vật chất lạnh, dày đặc chìm trong khi vật chất ấm, ít đậm đặc hơn. Lực Coriolis, kết quả từ vòng quay Trái đất, cũng gây ra các xoáy nước.

Dòng chảy của sắt lỏng này tạo ra dòng điện, từ đó tạo ra từ trường. Các kim loại tích điện đi qua các trường này tiếp tục tạo ra dòng điện của riêng chúng, và vì vậy chu kỳ tiếp tục. Vòng lặp tự duy trì này được gọi là geodynamo.

Sự xoắn ốc gây ra bởi lực Coriolis có nghĩa là các từ trường riêng biệt được tạo ra được sắp xếp gần đúng theo cùng một hướng, hiệu ứng kết hợp của chúng cộng lại để tạo ra một từ trường rộng lớn bao khắp hành tinh.

Có thể sử dụng từ trường của trái đất để sản xuất điện?

Chắc chắn, nhưng không phải với một nam châm quay. Trái đất là một nam châm “đứng”. Cần một dây di chuyển qua từ trường đó.

Ý tưởng sử dụng một sợi dây được kéo dài từ một vệ tinh trên quỹ đạo để tạo ra điện đã được đưa ra. Dây phải di chuyển ở góc 90 độ so với từ trường của Trái đất, do đó, dây phải kéo dài ra khỏi Trái đất. Chẳng hạn, hai vệ tinh được gắn bởi một chiều dài cáp dẫn.

Vấn đề là bạn cần một đường dẫn hoàn chỉnh cho hiện tại. Vì vậy, các electron trong dây sẽ chỉ truyền từ vệ tinh này sang vệ tinh khác cho đến khi một điện tích âm và điện tích dương khác đủ tích điện để điện áp bằng với điện áp gây ra bởi cáp cắt từ trường. Sử dụng quy tắc bàn tay trái và nhìn từ trên Bắc Cực để xác định, hai vệ tinh quay quanh sẽ có các electron chảy từ quỹ đạo cao xuống quỹ đạo thấp. Hãy nhớ rằng Cực Địa lý Bắc thực sự là cực nam của Trái đất.

Ngón trỏ chỉ theo hướng di chuyển, các ngón khác chỉ 90 độ từ lòng bàn tay hướng lên Bắc Cực, ngón tay cái hướng vào Trái đất.

Sau đó,  phải tìm cách làm chảy các electron ra khỏi điện tích âm. Không thể cho dây rút ngược trở lại, bởi vì nó sẽ đi qua cùng một đường sức từ và do đó, nó sẽ hoạt động giống như một dây điện, dày gấp đôi. 

Domin Võ

Dành ra 12 tiếng/ngày cho công việc tẻ nhạt ở công tỷ, chỉ khi viết bài cho Mingeek, anh ấy mới thật sự là chính mình. Anh muốn cho mọi người thấy rằng, khoa học không nhàm chán như trong SGK đâu!

Related Articles

Back to top button