Đơn vị đo của cảm ứng từ là gì?

Trong hệ đo lường quốc tế (SI), đơn vị của cảm ứng từ là Tesla (T). Ngoài ra còn có đơn vị Gauss (G), với quy đổi: 1 Tesla (T) = 10^4 Gauss (G).

Quy tắc nào dùng để xác định chiều của cảm ứng từ?

Quy tắc nắm tay phải (Right-hand Grip Rule) được sử dụng để xác định chiều. Cách thực hiện: Nắm bàn tay phải sao cho ngón cái choãi ra chỉ chiều dòng điện (với dây thẳng) hoặc chiều đường sức từ (với ống dây), các ngón tay còn lại khum lại chỉ chiều đường sức từ hoặc dòng điện tương ứng.

Công thức tính cảm ứng từ trong lòng ống dây hình trụ là gì?

Công thức là: B = 4π.10^-7 . n . I. Trong đó: n là mật độ vòng dây (số vòng/mét), I là cường độ dòng điện (A). Đây là công thức tính từ trường đều trong lòng ống dây (Solenoid).

Ứng dụng thực tế của cảm ứng từ là gì?

Cảm ứng từ là nguyên lý hoạt động của rất nhiều thiết bị điện như: Bếp từ, Máy biến áp, Động cơ điện, Relay, Contactor và máy chụp cộng hưởng từ (MRI) trong y tế.

Cảm Ứng Từ Là Gì? Tổng Hợp Công Thức & Ứng Dụng 2025

Trong thế giới Kỹ thuật điện và Cơ điện tử (M&E), Cảm ứng từ (Magnetic Induction) không chỉ là một khái niệm vật lý lý thuyết trong sách giáo khoa. Nó là “trái tim” vận hành của hàng tỷ thiết bị trên toàn cầu, từ những chiếc Motor công nghiệp khổng lồ, máy biến áp trạm 500kV cho đến bếp từ trong gian bếp nhà bạn.

Vậy bản chất vật lý của cảm ứng từ là gì? Tại sao nó lại sinh ra lực từ? Công thức tính toán nào được áp dụng cho từng dạng dây dẫn? Bài viết chuyên sâu này của KTH Electric sẽ giải mã toàn bộ kiến thức về cảm ứng từ, giúp các kỹ sư và bạn đọc nắm vững nền tảng quan trọng này.

1. Tổng Quan: Cảm Ứng Từ Là Gì?

“Cảm ứng từ (ký hiệu là B) là một đại lượng vật lý vectơ đặc trưng cho tính chất tác dụng lực của từ trường tại một điểm. Nó thể hiện độ mạnh hay yếu của từ trường và hướng của các đường sức từ tại điểm đó.”

1.1. Bản chất vật lý và Mối liên hệ với Lực từ

Để hiểu cảm ứng từ, ta phải nhắc đến Lực từ (Magnetic Force). Khi một hạt mang điện tích chuyển động hoặc một dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường, nó sẽ chịu tác dụng của một lực, gọi là lực từ (hay lực Lorentz/Lực Ampere).

Độ lớn của cảm ứng từ $B$ được xác định bằng thương số giữa lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện và tích của cường độ dòng điện với chiều dài đoạn dây đó (khi dây đặt vuông góc với đường sức từ):

Cảm ứng từ là gì?

📞

Hotline tư vấn 0968.27.11.99

Ms. Thanh Tâm

Chuyên Viên tư vấn & báo giá

⚡ Phản hồi trong 5 phút

Chat ngay qua Zalo Official

$B = \frac{F}{I \cdot L}$

Trong đó:

B: Cảm ứng từ (Tesla – T).
F: Lực từ tác dụng lên dây dẫn (Newton – N).
I: Cường độ dòng điện (Ampe – A).
L: Chiều dài đoạn dây dẫn (Mét – m).

1.2. Đơn vị đo lường

Trong hệ đo lường quốc tế (SI), đơn vị của cảm ứng từ là Tesla (T), được đặt theo tên của nhà bác học vĩ đại Nikola Tesla năm 1960.

$1T$ là độ lớn cảm ứng từ gây ra một lực $1N$ lên dây dẫn dài $1m$ có dòng điện $1A$ chạy qua (đặt vuông góc từ trường).
Ngoài ra, trong vật lý lý thuyết hoặc địa vật lý, người ta còn dùng đơn vị Gauss (G).

🔄 Quy đổi đơn vị:
• 1 Tesla (T) = $10^4$ Gauss (G)
• 1 Gauss (G) = $10^{-4}$ Tesla (T)
• 1 $\gamma$ (gamma) = $10^{-9}$ T = 1 nT (dùng trong đo từ trường trái đất).

2. Vectơ Cảm Ứng Từ & Quy Tắc Xác Định Chiều

Vì cảm ứng từ là một đại lượng vectơ ( $\vec{B}$ ), nên ngoài độ lớn, chúng ta bắt buộc phải xác định được Phương và Chiều của nó để tính toán lực tác dụng lên thiết bị.

2.1. Đặc điểm của Vectơ $\vec{B}$

Điểm đặt: Tại điểm đang xét trong không gian từ trường.
Phương: Trùng với phương tiếp tuyến của đường sức từ tại điểm đó.
Chiều: Theo chiều của đường sức từ (Quy ước: Vào Nam – Ra Bắc của kim nam châm thử).

2.2. Quy tắc nắm tay phải (Right-hand Grip Rule)

Đây là quy tắc kinh điển để xác định chiều của vectơ cảm ứng từ do dòng điện sinh ra.

“Nắm bàn tay phải sao cho ngón cái choãi ra chỉ chiều dòng điện (đối với dây thẳng) hoặc chiều đường sức từ (đối với ống dây), các ngón tay còn lại khum lại chỉ chiều của đường sức từ bao quanh dây dẫn.”

Quy tắc nắm tay phải

3. Tổng Hợp Công Thức Tính Cảm Ứng Từ (Chi Tiết Nhất)

Trong thực tế kỹ thuật điện, chúng ta thường gặp 3 dạng dây dẫn chính tạo ra từ trường: Dây thẳng dài, Dây tròn và Ống dây (Solenoid). Dưới đây là công thức tính toán chi tiết cho từng trường hợp.

3.1. Đối với dòng điện trong dây dẫn thẳng dài vô hạn

Các đường sức từ là những đường tròn đồng tâm nằm trong mặt phẳng vuông góc với dây dẫn.

$B = 2 \cdot 10^{-7} \cdot \frac{I}{r}$

B: Cảm ứng từ (T).
I: Cường độ dòng điện (A).
r: Khoảng cách từ dây dẫn đến điểm khảo sát (m). (Lưu ý: Phải đổi đơn vị cm ra m).

Bản chất vật lý và Mối liên hệ với Lực từ

3.2. Đối với dòng điện trong khung dây tròn

Xét tại tâm O của vòng dây dẫn hình tròn. Nếu khung dây có $N$ vòng dây quấn sít nhau, công thức sẽ nhân thêm $N$ .

$B = 2\pi \cdot 10^{-7} \cdot N \cdot \frac{I}{R}$

R: Bán kính của vòng dây (m).
N: Số vòng dây (nếu có).
$\pi \approx 3.14$

3.3. Đối với ống dây hình trụ (Solenoid)

Đây là cấu tạo cơ bản của nam châm điện, Relay và Contactor. Từ trường bên trong lòng ống dây dài được xem là Từ trường đều.

$B = 4\pi \cdot 10^{-7} \cdot n \cdot I = 4\pi \cdot 10^{-7} \cdot \frac{N}{L} \cdot I$

N: Tổng số vòng dây của ống.
L: Chiều dài hình học của ống dây (m).
n = N/L: Mật độ vòng dây (số vòng trên mỗi mét chiều dài).

Công thức cho ống dây dẫn hình trụ (Solenoid)

Lưu ý: Nếu ống dây có lõi sắt từ (như trong máy biến áp), độ lớn cảm ứng từ sẽ tăng lên gấp $\mu$ lần ( $\mu$ là độ từ thẩm của lõi sắt).

4. Ứng Dụng “Khổng Lồ” Của Cảm Ứng Từ Trong Đời Sống

Hiện tượng cảm ứng từ và cảm ứng điện từ là nền tảng của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 2. Dưới đây là những ứng dụng thiết thực nhất mà KTH Electric thường xuyên thi công và bảo trì:

Lĩnh vực	Ứng dụng cụ thể	Nguyên lý hoạt động
Thiết bị gia dụng	Bếp từ (Induction Cooker)	Dòng điện Foucault sinh nhiệt trực tiếp đáy nồi nhờ từ trường biến thiên.
Công nghiệp điện	Máy biến áp (Transformer)	Truyền tải năng lượng giữa các cuộn dây thông qua từ thông biến thiên trong lõi thép.
Động lực học	Động cơ điện (Motor)	Lực từ tác dụng lên khung dây mang dòng điện làm quay Rotor.
Điều khiển & Bảo vệ	Relay, Contactor, Aptomat	Sử dụng nam châm điện (cuộn hút) để đóng ngắt tiếp điểm cơ khí.
Y tế	Máy chụp cộng hưởng từ (MRI)	Sử dụng từ trường siêu mạnh để tạo ảnh chi tiết các bộ phận cơ thể.

Ứng Dụng "Khổng Lồ" Của Cảm Ứng Từ Trong Đời Sống

5. Tác Động Của Từ Trường & Lưu Ý An Toàn

Mặc dù hữu ích, nhưng từ trường biến thiên mạnh (EMI) có thể gây nhiễu cho các thiết bị điện tử nhạy cảm và ảnh hưởng đến sức khỏe nếu tiếp xúc cường độ lớn lâu dài.

Lời khuyên từ chuyên gia KTH Electric:

Khi thiết kế tủ điện, cần đi dây động lực (sinh từ trường mạnh) tách biệt với dây tín hiệu điều khiển để tránh nhiễu.
Sử dụng dây cáp có lớp giáp chống nhiễu (Shielded cable) cho các đường truyền tín hiệu quan trọng.
Giữ khoảng cách an toàn với các trạm biến áp hoặc thiết bị phát từ trường tần số cao.

Tổng Kết

Hiểu rõ về Cảm ứng từ giúp chúng ta không chỉ nắm bắt được nguyên lý vận hành của thế giới điện năng mà còn áp dụng để tối ưu hóa hiệu suất thiết bị. Hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn những kiến thức giá trị và công thức chính xác nhất.

📚 Tham khảo thêm kiến thức điện học:

KTH Electric – Giải Pháp Cơ Điện & Tự Động Hóa Toàn Diện

CÔNG TY TNHH KTH ELECTRIC

📍 Địa chỉ: 251 Phạm Văn Chiêu, Phường An Hội Tây, TP Hồ Chí Minh.

📞 Hotline: 0968.27.11.99

✉️ Email: kthelectric.com@gmail.com

5/5 - (1 bình chọn)

Nguyễn Thị Hồng Loan

Thạc sĩ Nguyễn Thị Hồng Loan là người trực tiếp chịu trách nhiệm biên soạn và kiểm duyệt nội dung chuyên môn trên website. Các bài viết được đúc kết từ nền tảng học thuật bài bản kết hợp với hơn 15 năm kinh nghiệm “thực chiến” tại doanh nghiệp và giảng đường. Vì vậy, bạn đọc có thể hoàn toàn yên tâm về tính chính xác, độ an toàn và giá trị ứng dụng thực tế trong từng giải pháp kỹ thuật được chia sẻ.

CONTACT FOR CONSULTATION

Kiến thức

Cảm Ứng Từ Là Gì? Tổng Hợp Công Thức Tính & Ứng Dụng Thực Tiễn 2025

1. Tổng Quan: Cảm Ứng Từ Là Gì?