Điện từ trường là gì? Có bao nhiêu loại trường điện từ

Điện và từ trường là hai khái niệm quan trọng mà chắc chắn anh em đã bắt gặp trong cuộc sống thực tế nói chung và trong bộ môn vật lý nói riêng.

Điện và từ trường là hai khái niệm quan trọng mà chắc chắn anh em đã bắt gặp trong cuộc sống thực tế nói chung và trong bộ môn vật lý nói riêng. Tuy nhiên không phải ai cũng đang hiểu đúng định nghĩa về sự kết hợp của chúng. Vậy chính xác điện từ trường là gì? Nó có ứng dụng ra sao trong đời sống? Đừng vội lướt qua khi chưa đọc hết bài viết chi tiết này nhé anh em!

Điện từ trường là gì?

Điện từ trường (Electromagnetic field - EMF) còn có hai tên gọi phổ biến khác là trường Maxwell hoặc trường điện từ. Đây là một trong những trường vật lý cơ bản và quan trọng nhất trong tự nhiên.

Về bản chất, điện từ trường là một dạng vật chất đặc trưng cho sự tương tác giữa những hạt mang điện. Hiểu đơn giản thì nó được sinh ra bởi các hạt mang điện (như electron) chuyển động. Song song đó, nó là trường thống nhất của hai thành phần: điện trường biến thiên và từ trường biến thiên. Hai thành phần này có mối quan hệ mật thiết, không thể tách rời.

Các đại lượng đặc trưng cho khả năng tương tác của điện từ trường bao gồm:

• Cường độ điện trường (E).
• Cường độ từ trường (H).
• Cảm ứng từ (B).
• Độ điện dịch (D).

Thuyết điện từ Maxwell (Cơ sở lý thuyết)

James Clerk Maxwell là nhà vật lý học thiên tài người Anh, người đã đặt nền móng cho lý thuyết điện từ trường thông qua hai công trình nổi tiếng vào những năm 1860. Ông đã thống nhất các hiện tượng điện và từ thành một lý thuyết duy nhất.

02 giả thuyết Maxwell quan trọng

Giả thuyết 1:

• Mọi từ trường biến thiên theo thời gian đều sinh ra một điện trường xoáy.
• Điện trường xoáy là điện trường mà các đường sức là những đường cong khép kín bao quanh các đường cảm ứng từ.

Giả thuyết 2:

• Mọi điện trường biến thiên theo thời gian đều sinh ra một từ trường biến thiên.
• Từ trường xoáy là từ trường mà các đường cảm ứng từ bao quanh các đường sức của điện trường.

Kết luận về mối quan hệ Điện - Từ

Từ 2 giả thuyết trên, ta có kết luận cốt lõi:

• Điện trường biến thiên và từ trường biến thiên có mối quan hệ khăng khít, chuyển hóa lẫn nhau.
• Không thể có từ trường hoặc điện trường tồn tại một cách độc lập, riêng biệt khi chúng biến thiên. Chúng là hai mặt thể hiện khác nhau của một trường duy nhất gọi là Điện từ trường.

Ứng dụng của điện từ trường trong cuộc sống

Thực tế, trường điện từ luôn tồn tại trong tự nhiên (từ trường Trái Đất, bức xạ mặt trời...). Tuy nhiên, sự phát triển của công nghệ đã tạo ra nhiều nguồn điện từ trường nhân tạo phục vụ đời sống và sản xuất:

• Viễn thông & Truyền tin: Sóng điện từ (sóng vô tuyến) là nền tảng của phát thanh, truyền hình, mạng di động, Wifi, radar...
• Y tế: Ứng dụng trong các thiết bị chẩn đoán hình ảnh (MRI - Cộng hưởng từ), máy vật lý trị liệu phục hồi chức năng.
• Gia dụng: Lò vi sóng (dùng sóng viba để làm nóng thức ăn), bếp từ (dùng cảm ứng từ để đun nấu).
• Công nghiệp: Trong các động cơ điện, máy phát điện, biến áp, hệ thống truyền tải điện năng.

Phân loại điện từ trường theo tần số

Dựa vào tần số (f), điện từ trường được chia thành các dải chính với ứng dụng khác nhau:

• Tần số cực thấp (ELF): Sóng từ các đường dây tải điện, thiết bị điện gia dụng.
• Tần số rất thấp (VLF): Ứng dụng trong kĩ thuật video, tivi cũ.
• Tần số thấp (LF) và cao (HF): Dùng cho sóng radio AM.
• Tần số rất cao (VHF): Sóng tivi, radio FM, bộ đàm.
• Siêu cao tần (SHF - Vi sóng): Dùng trong lò vi sóng, sóng điện thoại, Wifi, vệ tinh.

Điện từ trường có gây hại không? Cách phòng tránh

Việc tiếp xúc thường xuyên với cường độ điện từ trường lớn (đặc biệt là ở tần số cao hoặc cực thấp với cường độ mạnh) có thể gây ra những tác động tiêu cực đến sức khỏe con người, như ảnh hưởng đến hệ thần kinh, gây mệt mỏi, đau đầu, và các nguy cơ tiềm ẩn khác.

Cách phòng tránh và hạn chế:

• Giữ khoảng cách: Cường độ điện từ trường giảm rất nhanh theo khoảng cách. Hãy giữ khoảng cách an toàn với các nguồn phát sóng mạnh, trạm biến áp.
• Hạn chế tiếp xúc lâu: Không nên đứng quá gần lò vi sóng khi đang hoạt động, hạn chế nghe điện thoại quá lâu sát tai (dùng tai nghe thay thế).
• Bố trí thiết bị hợp lý: Không đặt các thiết bị điện tử, thiết bị phát wifi quá gần giường ngủ.

Hệ phương trình Maxwell (Tham khảo)

Hệ phương trình Maxwell là "trái tim" của lý thuyết điện từ, mô tả mối quan hệ giữa điện trường, từ trường, điện tích và dòng điện.

(Anh em chuyên ngành vật lý hoặc kỹ thuật điện có thể tham khảo chi tiết các dạng vi phân và tích phân của phương trình Maxwell-Faraday, Maxwell-Ampere và định lý Ostrogradski-Gauss trong các tài liệu chuyên sâu).

MUA NGAY HÀNG CÔNG NGHIỆP GIÁ TỐT TẠI MECSU

Tham khảo thêm tại Mecsu

>>> 100+ Mã Sản Phẩm Dây Rút: https://mecsu.vn/san-pham/day-rut-nhua.5op

>>> 1000+ Mã Sản Phẩm Đầu Cosse: https://mecsu.vn/san-pham/dau-cosse.Q1j

Mời anh em xem thêm:

• Quy tắc nắm tay phải: Ứng dụng & Quy tắc sử dụng
• Cảm biến tiệm cận là gì? Đặc điểm & Nguyên lý hoạt động

Hy vọng với những thông tin được tổng hợp ở trên sẽ giúp anh em hiểu chi tiết về điện từ trường, bản chất mối quan hệ giữa điện và từ, cũng như các ứng dụng và cách phòng tránh tác động của nó trong cuộc sống thường ngày. Việc trang bị kiến thức này sẽ giúp anh em ứng dụng an toàn và hiệu quả hơn trong công việc.