Điện từ học là một chủ đề hấp dẫn thuộc lĩnh vực Vật Lý. Với những bước phát triển lớn, hiện điện từ học đang được ứng dụng vô cùng linh hoạt trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống, công nghệ,… Để hiểu rõ hơn về điện từ học cũng như ứng dụng và phương pháp nghiên cứu, hãy cùng tìm hiểu tại bài viết dưới đây!
Bạn hiểu điện từ học là gì?
Contents
Điện từ học là gì? Điện từ học ra đời từ khi nào?
Điện từ học là một khái niệm khá rộng lớn, bao hàm nhiều vấn đề về mối quan hệ giữa dòng điện và từ trường. Có lẽ vì vậy không phải ai cũng hiểu rõ về lĩnh vực này cũng như thời điểm và hoàn cảnh ra đời của nó.
Điện từ học là gì?
Điện từ học vốn là một nhánh của vật lý, tập chung nghiên cứu về từ trường, dòng điện và mối quan hệ tương tác qua lại. Lĩnh vực này giúp chúng ta nắm được các hiệu ứng điện từ và cách áp dụng trong thực tế. Cùng với đó là cách điều khiển thiết bị từ, điện tử đơn giản đến phức tạp như máy biến áp, máy phát điện,… Ngoài ra nó cũng có liên quan đến cảm ứng điện từ, quá trình truyền tải điện, tụ điện hay cuộn cảm.
Điện từ học là một phần của vật lý
Sự ra đời của điện từ học
Thực ra điện từ học đã được ra đời từ rất sớm. Vào khoảng năm 1820, trong buổi học về dòng điện và dây dẫn tại đại học Tổng Hợp Copenhagen, Hans Christian Oersted – Một giáo sư người Đan Mạch và các học trò của mình đã phát hiện ra rằng khi thực hiện thí nghiệm, kim la bàn có xu hướng chuyển động và lệch đi một góc nhỏ. Sau nhiều thí nghiệm lặp đi lặp lại, khái niệm điện từ học đã được ra đời vào ngày 21/7/1820 trong báo cáo thí nghiệm được Oersted công bố.
Điều này đã ngay lập tức gây xôn xao dư luận, thu hút sự chú ý của rất nhiều các nhà khoa học trên thế giới. Đồng thời điện từ học cũng trở thành đề tài thú vị được tập trung nghiên cứu, ứng dụng. Đây cũng là nền tảng để phát minh ra điện kế.
Các khái niệm thường gặp trong điện từ học
Đối tượng nghiên cứu của điện từ học là từ trường và dòng điện cùng mối quan hệ tương tác giữa chung. Chính vì vậy khi tìm hiểu về điện từ trường, mọi người sẽ bắt gặp rất nhiều khái niệm đặc thù. Để hiểu rõ hơn về lĩnh vực này, dưới đây là một số khái niệm thường gặp mà bạn có thể tham khảo!
Điện từ học có liên quan đến từ trường và dòng điện
Dòng điện
Dòng điện là dòng chuyển dịch có hướng của các điện tử (e) trong vật dẫn. Dòng điện và từ trường có mối quan hệ tương tác với nhau, thông qua đó tạo ra cảm ứng điện từ cùng nhiều ứng dụng nổi bật khác.
Trường điện
Trường điện được hiểu là khu vực xung quanh các điện tích. Trường điện tác động lên các điện tích để tạo ra lực điện.
Trường từ
Trường từ là môi trường vật chất bao quanh những hạt mang điện, có chuyển động như dòng điện hay nam châm. Nó có thể tác động lực từ lên các vật có tính từ đặt trong phạm vi đó.
Điện từ trường là gì?
Cảm ứng điện từ
Cảm ứng điện từ là hiện tượng được tạo ra khi có sự biến thiên của từ trường. Cụ thể khi từ trường được tạo ra trong cuộn dây, đặt gần tại một nam châm sẽ tạo ra sự thay đổi của điện từ trường. Từ đó tạo ra cảm ứng điện từ.
Điện từ học và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực
Được nghiên cứu và phát triển trong suốt một thời gian dài, điện từ học đang được ứng dụng vô cùng phổ biến trong nhiều lĩnh vực từ cuộc sống đến công nghệ, sản xuất. Chi tiết có thể kể ra một vài ứng dụng nổi trội như:
Đèn điện
Ứng dụng rộng rãi và cơ bản nhất của điện từ học chính là tạo ra ánh sáng thông qua đèn điện. Điều này được áp dụng trên nhiều loại đèn chiếu sáng như: Đèn neon, đèn huỳnh quang, đèn led, đèn sợi đốt,…
Công nghệ
Đối với các lĩnh vực về công nghệ, điện từ trường được đưa vào khai thác và ứng dụng vô cùng hiệu quả. Đây là tiền đề để tạo ra động cơ điện, máy phát điện, biến tần, mô tơ điện nhiều pha, máy hút chân không cùng rất nhiều thiết bị công nghệ khác.
Máy phát điện, máy biến tần, motor đều được nghiên cứu dựa trên điện từ học
Tham khảo: Đánh giá tiềm năng ngành cơ điện tử
Điện thoại di động và máy móc điện tử
Công nghệ điện từ học cũng được khai thác trong ngành điện từ nhằm lan truyền tín hiệu, thông tin hay cung cấp điện năng cho các thiết bị điện tử. Nó được triển khai trên cả máy tính, điện thoại, máy ảnh và nhiều thiết bị khác và cho phép người dùng giao tiếp, làm việc và giải trí thông qua những thiết bị này.
Các thiết bị gia dụng
Trong các thiết bị gia dụng thân thuộc của gia đình như máy gặt, tủ lạnh, điều hòa, lò vi sóng,… cùng đều đang hoạt động dựa trên ứng dụng điện từ học.
Máy quét và từ tính
Điện từ học được sử dụng để tạo ra từ trường trong các máy chụp hình, máy quét, chụp X-quang cùng nhiều thiết bị y tế khác. Đây đều là những hệ thống quan trọng giúp nâng cao hiệu quả chẩn đoán, khám & chữa bệnh.
Đường truyền điện
Điện từ học cũng là một trong những nền tảng cơ sở trong các đường truyền điện.
Trong các mạng lưới, đường truyền điện có ứng dụng của điện từ học
Những phương pháp nghiên cứu điện từ học
Để có thể đem đến những ứng dụng tuyệt vời đến cho cuộc sống của con người, điện từ học đã được nghiên cứu, thử nghiệm và ứng dụng thông qua nhiều phương pháp. Thông qua đó người ta mới có thể hiểu về quy luật và các hiện tượng điện từ. Vậy điện từ học được nghiên cứu bằng những phương pháp nào?
Phân tích lý thuyết
Lý thuyết vẫn luôn là nền tảng cơ bản nhất được sử dụng trong quá trình nghiên cứu và ứng dụng điện từ trường. Dựa vào đó các nhà khoa học có thể đưa ra dự đoán và giải thích về các hiện tượng điện từ, xác định những quy tắc cơ bản của các thành phần trong đó.
Mô phỏng & mô hình hóa
Mô phỏng và mô hình hóa cũng là một phương pháp thường gặp được sử dụng để nghiên cứu về điện từ học. Bằng cách này các nhà nghiên cứu có thể đưa ra những mô hình trực quan cũng như các con số thực tế để hiểu rõ hơn các quy luật cùng hiện tượng xảy ra.
Phương pháp mô phỏng, mô hình hóa giúp đưa ra các đánh giá trực quan
Thí nghiệm
Thực hiện các thí nghiệm là bước quan trọng nhằm xác nhận, khám phá các quy luật và hiện tượng có thể xảy ra. Thông qua các thí nghiệm chúng ta mới có thể thu được dữ liệu chính xác nhất để xác định, kiểm chứng những giả thuyết điện từ được đưa ra.
Phân tích số
Phân tích số là phương pháp nghiên cứu được sử dụng để mô phỏng, tính toán và phân tích quy luật, các hiện tượng điện từ đã xảy ra. Bằng cách áp dụng số liệu, thuật toán và các phương trình, các nhà nghiên cứu có thể đưa ra mối quan hệ giữa chúng cũng như giải thích và dự đoán những hiện tượng điện từ chính xác, chi tiết.
Phương pháp kết hợp
Với những trường hợp phức tạp hơn, người ta có thể kết hợp nhiều phương pháp để đạt được hiệu quả chính xác nhất. Kết luận được đưa ra dựa trên nền tảng cơ sở lý luận, mô phỏng, phân tích số và thí nghiệm để có thể bao quát toàn diện vấn đề một cách chi tiết nhất.
Hiểu rõ điện từ học để có thể phát triển, ứng dụng với hiệu quả tốt nhất
Vừa rồi là toàn bộ thông tin về điện từ học cũng như những ứng dụng, phương pháp nghiên cứu cùng các khái niệm thường gặp khi nghiên cứu. Hy vọng những chia sẻ trong bài viết có thể giúp bạn có thêm những kiến thức hữu ích về lĩnh vực này!
