Trả lời nhanh
Đơn vị của từ thông là Vêbe (kí hiệu Wb). Từ thông được tính bằng Φ = B·S·cosα, nên 1 Wb = 1 T·m². Ngoài ra, theo định luật Faraday, 1 Wb cũng bằng 1 V·s: nếu từ thông qua mạch biến thiên đều 1 Wb trong 1 giây thì suất điện động cảm ứng là 1 V.
Từ thông là gì?
Từ thông Φ qua một diện tích S cho biết “có bao nhiêu đường sức từ xuyên qua diện tích đó”. Với từ trường đều, ta có công thức:
Φ = B·S·cosα
- B: độ lớn cảm ứng từ (đơn vị tesla, T).
- S: diện tích mặt phẳng khung dây (đơn vị m²).
- α: góc giữa vectơ cảm ứng từ và pháp tuyến của mặt phẳng khung.
Vì sao đơn vị là Vêbe?
Vêbe là tên gọi riêng đặt theo nhà vật lí người Đức Wilhelm Weber. Khi α = 0 và B = 1 T, S = 1 m² thì Φ = 1 Wb. Vì vậy:
1 Wb = 1 T·m²
Ta còn có thể kiểm tra theo cách thứ hai. Suất điện động cảm ứng có độ lớn |e| = |ΔΦ/Δt|, suy ra Φ có đơn vị là vôn nhân giây:
1 Wb = 1 V·s
Hai cách viết này thống nhất với nhau vì 1 T = 1 N/(A·m), nên 1 T·m² = 1 N·m/A = 1 J/A = 1 V·s.
Loại trừ các đơn vị dễ nhầm
| Đơn vị | Đại lượng tương ứng | Vì sao không phải từ thông |
|---|---|---|
| Tesla (T) | Cảm ứng từ B | T là đơn vị của B; từ thông còn nhân thêm diện tích (T·m²). |
| Henry (H) | Độ tự cảm L | L = Φ/i nên H = Wb/A, khác Wb. |
| Vôn (V) | Hiệu điện thế, suất điện động | V = Wb/s, tức là tốc độ biến thiên của từ thông. |
| Fara (F) | Điện dung C | Không liên quan đến từ trường. |
Mẹo nhớ
- Tesla “đo độ mạnh”, Vêbe “đo số đường sức”: B là mật độ đường sức, nhân với diện tích thì ra tổng số đường sức, tức Wb.
- Nhớ cặp ba: Wb – T – H với Φ = B·S và L = Φ/i.
- Nhớ nhanh: Wb = V·s, vì suất điện động cảm ứng là “từ thông chia thời gian”.
Ví dụ vận dụng (tự đặt)
Bài 1. Một khung dây phẳng diện tích 50 cm² đặt trong từ trường đều B = 0,2 T, mặt phẳng khung vuông góc với đường sức từ. Tính từ thông qua khung.
Giải: Mặt phẳng vuông góc với đường sức nên pháp tuyến song song với B, α = 0, cosα = 1. S = 50 cm² = 5·10-3 m². Φ = 0,2 × 5·10-3 × 1 = 1·10-3 Wb.
Bài 2. Giữ nguyên khung dây ở Bài 1 nhưng quay sao cho góc giữa B và pháp tuyến là 60°. Tính từ thông.
Giải: Φ = 0,2 × 5·10-3 × cos60° = 5·10-4 Wb.
Bài 3. Từ thông qua một cuộn dây giảm đều từ 0,03 Wb xuống 0,02 Wb trong 0,05 s. Tính độ lớn suất điện động cảm ứng.
Giải: |ΔΦ| = 0,01 Wb. |e| = 0,01/0,05 = 0,2 V.
Lỗi sai thường gặp
- Chọn tesla vì thấy từ thông “liên quan” đến cảm ứng từ. Hãy nhớ T chỉ đo B.
- Quên đổi diện tích từ cm² sang m² (1 cm² = 10-4 m²), làm kết quả sai 104 lần.
- Nhầm góc α: α là góc giữa B và pháp tuyến, không phải góc với mặt phẳng khung. Nếu đề cho góc với mặt phẳng thì phải đổi sang 90° trừ góc đó.
- Viết sai kí hiệu: Vêbe viết là Wb (W hoa, b thường), không viết “WB”.
Kết luận
Từ thông Φ có đơn vị là Vêbe (Wb), với 1 Wb = 1 T·m² = 1 V·s. Gặp câu hỏi tương tự, bạn hãy nhìn công thức Φ = BS·cosα để suy ra đơn vị thay vì học thuộc lòng.
Câu hỏi thường gặp
Đơn vị của từ thông là gì?
Đơn vị của từ thông là Vêbe, kí hiệu Wb. Theo định nghĩa, 1 Wb là từ thông qua diện tích 1 m² đặt vuông góc với từ trường đều có cảm ứng từ 1 T.
1 Wb bằng bao nhiêu tesla nhân mét vuông?
1 Wb = 1 T·m². Đây là hệ quả trực tiếp của công thức Φ = B·S·cosα với α = 0.
Vì sao 1 Wb = 1 V·s?
Vì độ lớn suất điện động cảm ứng bằng |ΔΦ/Δt|. Từ thông biến thiên 1 Wb trong 1 s thì suất điện động là 1 V, nên Wb = V·s.
Từ thông là đại lượng vô hướng hay có hướng?
Từ thông là đại lượng vô hướng nhưng có thể dương, âm hoặc bằng 0, tùy góc α giữa vectơ cảm ứng từ và pháp tuyến của mặt phẳng.