DÒNG FOUCOUL VÀ HI N T NGỆ ƯỢ
C M NG ĐI N TẢ Ứ Ệ Ừ
I. Dòng đi n Foucault:ệ
I.1. Khái ni m :ệ
- Dòng đi n Foucaltệ hay dòng đi n Phucôệ ho c ặdòng đi n xoáyệ là hi n t ng ệ ượ dòng đi nệ sinh
ra khi ta đ t m t v t ặ ộ ậ d n đi nẫ ệ vào trong m t ột tr ngừ ườ bi n đ i theo ế ổ th i gianờ hay v t d nậ ẫ
chuy n đ ngể ộ c t ngang t tr ng.ắ ừ ườ
- Nhà v t lý ng i Pháp ậ ườ Léon Foucault (1819-1868) là ng i đ u tiên đã ch ng minh s t nườ ầ ứ ự ồ
t i c a các ạ ủ dòng đi n c m ngệ ả ứ trong v t d n nh tác d ng c a m t ậ ẫ ờ ụ ủ ộ t thôngừ bi n thiênế.
- Nguyên nhân v t lý gây nên dòng đi n Foucault chính là ậ ệ l c Lorentzự hay l c đi n t ng đ iự ệ ươ ố
tính tác đ ng lên các h t tích đi n có th chuy n đ ng t do trong v t d n . ộ ạ ệ ể ể ộ ự ậ ẫ
-Dòng đi n Foucault cũng là m t ệ ộ hi u ng v t lýệ ứ ậ , trong nhi u hi u ng liên quan đ n ề ệ ứ ế c mả
ng đi n tứ ệ ừ, có nhi u ng d ng hay ý nghĩa th c ti n. Nó cũng có chung b n ch t v i ề ứ ụ ự ễ ả ấ ớ hi uệ
ng b m tứ ề ặ trong các dây d n ẫđi n xoay chi uệ ề .
I.2. ng d ng trong k thu t và đ i s ng:Ứ ụ ỹ ậ ờ ố Hình 1.1
Đ m t tr ngệ ừ ườ : Đ t m t v t d n trên m t ặ ộ ậ ẫ ộ từ
tr ngườ tăng d n t cao xu ng th p, khi v t r i xu ng b i ầ ừ ố ấ ậ ơ ố ở tr ng l cọ ự
s có ẽt thôngừ qua nó tăng lên, t o dòng Foucault ph n kháng l i sạ ả ạ ự
r i này. N u v t làm b ng ch t ơ ế ậ ằ ấ siêu d nẫ, có
đi n trệ ở b ng không, t o ra dòng đi n Foucault hoàn h o (ằ ạ ệ ả hi u ngệ ứ
Meissner), sinh ra l c đi n ph n kháng đ l n đ có th tri t tiêuự ệ ả ủ ớ ể ể ệ
hoàn toàn tr ng l c đ i kháng, cho phép t o ra ọ ự ố ạ đ m t tr ngệ ừ ườ , nâng v t n m cân b ng trênậ ằ ằ
không trung. Đ m t có th đ c ng d ng đ nâng ệ ừ ể ượ ứ ụ ể tàu cao t cố, gi m ảma sát (do ma sát chỉ
có gi a thân tàu và không khí), tăng ữv n t cậ ố chuy n đ ng c a tàu.ể ộ ủ
Luy n kimệ: Hi u ng đ c ng d ng trong các ệ ứ ượ ứ ụ lò đi n c m ngệ ả ứ , đ c bi tặ ệ
phù h p v i n u ch y ợ ớ ấ ả kim lo iạ trong chân không đ tránh tác d ng ể ụ hóah cọ c a ủkhông khí
xung quanh. Ng i ta đ t kim lo i vào trong lò và rút không khí bên trong ra. Xung quanh lòườ ặ ạ
qu n dây đi n. Cho dòng ấ ệ đi n xoay chi uệ ề có t n sầ ố cao ch y qua cu n dây đó. Dòng đi n nàyạ ộ ệ
s t o ra trong lò m t t tr ng bi n đ i nhanh, làm xu t hi n dòng đi n Foucault m nh vàẽ ạ ộ ừ ườ ế ổ ấ ệ ệ ạ
t a ra ỏnhi t l ngệ ượ r t l n đ đ n u ch y kim lo i. Cu n dây cho dòng cao t n ch y quaấ ớ ủ ể ấ ả ạ ộ ầ ạ
th ng là cu n dây có d ng các ng r ng, s d ng n c làm mát bên trong đ ng th i dòngườ ộ ạ ố ỗ ử ụ ướ ở ồ ờ
đi n cao t n s ch d n trên l p v ngoài do hi u ng l p da. ệ ầ ẽ ỉ ẫ ớ ỏ ệ ứ ớ
B p tế ừ (hay b p đi n c m ngế ệ ả ứ ): b p t s d ng trong ế ừ ử ụ n i trộ ợ cũng
ho t đ ng theo nguyên t c t ng t . B p này t o ra, trong kho ng cách vài ạ ộ ắ ươ ự ế ạ ả milimét trên bề
m t b p, m t t tr ng bi n đ i. Đáy n i b ng kim lo i n m trong t tr ng này s nóngặ ế ộ ừ ườ ế ổ ồ ằ ạ ằ ừ ườ ẽ
lên, n u chín th c ăn. u đi m c a b p là t c đ đun n u nhanh, do gi m đ c ấ ứ Ư ể ủ ế ố ộ ấ ả ượ nhi t dungệ
(không còn nhi t dung c a b p, ch có nhi t dung c a n i). Vi c đi u ch nh ệ ủ ế ỉ ệ ủ ồ ệ ề ỉ nhi t đệ ộ và các
ch đ n u n ng cũng đ c th c hi n chính xác và d dàng h n. Tuy nhiên b p có th cóế ộ ấ ướ ượ ự ệ ễ ơ ế ể
các hi u ng c m ng đi n t ch a đ c ki m ch ng đ i v i ệ ứ ả ứ ệ ừ ư ượ ể ứ ố ớ s c kh eứ ỏ con ng i. ườ
Đ ng h đo đi nồ ồ ệ : Trong m t s lo i đ ng h đo đi n,ộ ố ạ ồ ồ ệ
ng i ta ng d ng dòng đi n Foucault đ làm t t nhanhườ ứ ụ ệ ể ắ
dao đ ngộ c a kim đ ng h . Ng i ta g n vào m t đ u c aủ ồ ồ ườ ắ ộ ầ ủ
kim m t đĩa kim lo i nh (b ng ộ ạ ỏ ằ đ ngồ ho c ặnhôm), đ t đĩaặ
này trong t tr ngừ ườ c a m t ủ ộ nam châm vĩnh c uử. Khi kim
chuy n đ ng, đĩa kim lo i cũng b chuy n đ ng theo.ể ộ ạ ị ể ộ
T thông qua đĩa thay đ i làm xu t hi n trong đĩa nh ng dòng đi n Foucault. Theo ừ ổ ấ ệ ữ ệ đ nh lu tị ậ
Lenz, dòng đi n Foucault t ng tác v i t tr ng c a nam châm gây ra ệ ươ ớ ừ ườ ủ l cự ch ng l i số ạ ự
chuy n đ ng c a đĩa. K t qu là dao đ ng c a kim b t t đi nhanh chóng.ể ộ ủ ế ả ộ ủ ị ắ
Đ ng h đo đi n tr đ t Kyoritsu-4102A : Đ ng h đo đi n v n năng:ồ ồ ệ ở ấ ồ ồ ệ ạ
Phanh (hay th ngắ hay thi t b gi m t cế ị ả ố ):
Nh ng lo i phanh theo nguyên lý trên hi n nay đ c dùng làmữ ạ ệ ượ
phanh hãm cho xe t i, c n tr c, tàu h a cao t c, hay th m chíả ầ ụ ỏ ố ậ
xe đ y, xe đ p, ... Các bánh xe đ u có đĩa kim lo i. Khi c nẩ ạ ề ạ ầ
gi m ảt c đố ộ, m t t tr ng m nh đ c đ a vào các đĩa nàyộ ừ ườ ạ ượ ư
(ví d b ng cách di đ ng m t nam châm vĩnh c u ôm qua đĩa).ụ ằ ộ ộ ử
L i đi m c a ph ng pháp phanh này là phanh không bao gi b hao mòn, gi m chi phíợ ể ủ ươ ờ ị ả
b o d ng. Đ ng th i vi c đi u ch nh l c gi m t c cũng có th đ c th c hi n chính xácả ưỡ ồ ờ ệ ề ỉ ự ả ố ể ượ ự ệ
h n phanh ơma sát thông th ng.ườ
C u t o h th ng phanh tang tr ng:ấ ạ ệ ố ố
Trong y tế: có m t li u pháp g i là ộ ệ ọ g ng s c trên xe đ pắ ứ ạ (ergometry)
s d ng dòng đi n Foucault đ xác đ nh b nh thi u máu c tim: Xe đ p có m t bánh b ngử ụ ệ ể ị ệ ế ơ ạ ộ ằ
đ ng n m gi a hai c c c a m t ồ ằ ữ ự ủ ộ nam châm đi nệ, khi b nh nhân đ p xe t o ra m t dòngệ ạ ạ ộ
Foucault, sinh ra m t l c c n đ c tính b ng Ws hay KGm. Ng i b nh ng i trên xe đ p,ộ ự ả ượ ằ ườ ệ ồ ạ
đ p v i các m c g ng s c tăng d n, m i l n th kéo dài t 3 đ n 5 phút, ghi l i đi n tâm đạ ớ ứ ắ ứ ầ ỗ ầ ử ừ ế ạ ệ ồ
và đo h s HAệ ố sau m i l t th (H là vi t t t c a ỗ ượ ử ế ắ ủ hypokinesia nghĩa là gi m đ ng, A là vi tả ộ ế
t t c a ắ ủ akinesia nghĩa là b t đ ng, ấ ộ dyskinesia nghĩa là lo n đ ng).ạ ộ
Máy phát đi nệ: Dòng Foucault ch y trong kim lo i chuy n ạ ạ ể đ ngộ
năng v t d n thành ậ ẫ năng l ngượ c a dòng đi n, do v y cũng đ c ng d ng làm máy phátủ ệ ậ ượ ứ ụ
đi n.ệ
Microphone: T ng t nh ho t đ ng c aươ ự ư ạ ộ ủ
máy phát đi n nêu trên, năng l ng c a rung đ ng ệ ượ ủ ộ âm thanh có
th đ c chuy n t i thành dòng đi n, mang theo ể ượ ể ả ệ thông tin c aủ
âm thanh, dùng trong m t s microphone.ộ ố
Dò kim lo iạ: Dòng đi n Foucault còn đ c dùng đệ ượ ể
tham dò ch t l ngấ ượ
các thi t b kim lo i, nh ế ị ạ ư ng đ i nhi tố ổ ệ .