Chương V: Khi nào chúng ta còn dùng điện hãy biết ơn Faraday
Chương V: Bài tập từ thông, chiều của của dòng điện cảm ứng
Michael Faraday (1791 – 1867) là một nhà vật lý học người Anh. Ông là một nhà vật lý thực nghiệm, cho đến cuối đời ông đã thực hiện được 16041 thí nghiệm trong cả lĩnh vực vật lý và hóa học.
Chương V: Khi nào chúng ta còn dùng điện hãy biết ơn Faraday
Thành tựu to lớn của Ông trong lĩnh vực vật lý học là tìm ra hiện tượng cảm ứng điện từ và xây dựng các định luật liên quan đến điện mở đầu kỉ nguyên mới của con người trong lĩnh vực sử dụng năng lượng điện vào đời sống.
Faraday sinh ra ở Newington Butts gần ngoại ô London, trong một gia đình nghèo đông anh em, bố làm thợ rèn vì thế ông không được học hành tử tế. Năm 13 tuổi ông được giúp việc cho một cửa hàng sách ở London công việc chính của ông là trông cửa hàng và đi đưa sách báo.
Ông rất ham đọc sách, lần đầu tiên khi đọc được cuốn sách “Đối thoại hóa học” một cuốn sách giới thiệu rất nhiều kiến thức thú vị và kèm theo là những thí nghiệm hóa học nhỏ. Ông đã tò mò và làm theo những gì ghi trong sách, đó là bước khởi đầu của nhà vật lý học thực nghiệm. Do không được học hành tử tế, không có được những kiến thức toán học, khoa học cơ bản nên ông không thể hiểu được những luận giải của sách, với những điều đọc được ông đều chứng minh bằng thực nghiệm. Khi trưởng thành và được ra nghiên cứu độc lập, Ông làm việc với cường độ rất cao 18 tiếng/ngày, ông đã thực hiện được 16041 thí nghiệm trong cuộc đời nghiên cứu khoa học của mình (16041 là con số người ta đọc được trong cuốn sổ ghi lại những kết quả thực nghiệm của Ông sau khi qua đời).
Faraday và các thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ:
Thí nghiệm của Ơcstet khởi nguồn cho ý tưởng đầu tiên về động cơ điện (dòng điện sẽ làm nam châm chuyển động)
Thí nghiệm của Faraday tạo ra từ trường xoay (làm nam châm xoay theo)Faraday lấy 2 cốc đựng thủy ngân, mỗi cốc có đặt 1 thanh nam châm đặt thẳnh đứng. Ở 1 cốc (bên phải), thanh nam châm dược gắn chạt vào đáy, cốc kia, thanh nam châm di chuyển được trên 1 diểm ở đáy cốc. Một sợi dây Cu được thả từ trên xuống, cắm xuyên qua 1 nút chai nổi trên thủy ngân, đầu dưới nhúng vào thủy ngân. Đầu trên của sợi dây nối vào 1 cực của pin Volta, Thủy ngân trong bình nối với cực kia . Ở chiếc cốc có thanh nam châm gắn chặt thì sợi dây đồng có thể di động, còn ở chiêc cốc có thanh nam châm di động thì sợi dây lại được gắn chặt. Khi Faraday cho dòng điện đi qua dụng cụ thí nghiệm thì ông thấy: ở 1 cốc thanh nam châm từ từ quay tròn xung quanh sợi dây đồng cố định, còn ở cốc kia sợi dây đồng lại quay quanh thanh nam châm cố định. Khi ông đổi chiều dòng điện, thanh nam châm và sợi dây quay theo chiều ngược lại. Động cơ điện đầu tiên này được biết đến với cái tênhomopolar motor. Trong năm 1821, ông đã công bố trên bài báo “ Về những chuyển động điện từ mới” trên tạp chí khoa học, năm 1824, ông được mời gia nhập Hội Hoàng gia London một tổ chức khoa học lớn nhất thế giới thời bấy giờ.
bạn có thể chế tạo một cái homopolar motor (động cơ điện) đơn giản và mạnh mẽ hơn của Faraday nhiều khi xem video dưới đây:
Sau thí nghiêm thành công năm 1821, Faraday nghĩ rằng: nếu dòng điện có thể sinh ra từ trường như nam châm vậy nam châm có thể tạo ra điện được không? Từ đó thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ ra đời.
Video thực hiện lại thí nghiệm cảm ứng điện từ tạo ra dòng điện của Faraday
Đây là cơ sở đầu tiên để hình thành nên các máy phát điện như ngày nay như sản xuất điện nhờ sức gió, than (nhiệt điện), sức nước (thủy điện), sóng biển … về cơ bản đều dựa trên nguyên lý có chuyển động tương đối giữa nam châm và vòng dây (từ thông biến thiên) thì sẽ có dòng điện.
Lồng Faraday ứng dụng từ các nghiên cứu của Faraday
Video về Lồng Faraday (Faraday case) giúp con người có thể tránh được những luồng điện cao thế cực mạnh
Mùa hè năm 1867, Faraday ốm nặng, ông bị điếc và mất trí nhớ, nhưng nhìn ông người ta vẫn cảm thấy ông đang suy tưởng giống như cả đời ông chưa bao giờ ngừng suy tưởng. Ông để lại những lời nhắn nhủ cuối cùng trong nhật kí của mình cho thế hệ trẻ:
Ngày 25/8/1867 Faraday qua đời ở tuổi 76. Ông để lại cuốn sổ ghi chép lại các thí nghiệm đã thực hiện trong cuộc đời nghiên cứu khoa học của mình với con số dừng lại ở 16041 thí nghiệm. Thay cho lời kết xin được trích dẫn lời nhà khoa học người Đức Hemhônxơ : “Chừng nào loài người còn sử dụng đến điện, thì chừng đó mọi người còn ghi nhớ công lao của Micheal Faraday”
Chân dung Michael Faraday đang cầm thanh thủy tinh mà ông sử dụng vào năm 1845 để chứng minh rằng từ trường có thể tác động đến ánh sáng trong điện môi.