Baøi 1 NHAÄP MOÂN VLÑC BÀI GIẢNG VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG 2 Chuyên đề TỪ TRƯỜNG TĨNH (Để download tài liệu này, hãy đăng nhập vào diễn đàn của trang web champhay com) Th S Đỗ Quốc Huy MỤC TIÊU Sau khi học xon[.]
Th.S Đỗ Quốc Huy BÀI GIẢNG VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG Chuyên đề: TỪ TRƯỜNG TĨNH (Để download tài liệu này, đăng nhập vào diễn đàn trang web champhay.com) MỤC TIÊU Sau học xong chương này, SV phải : Xác định vectơ cảm ứng từ dòng điện thẳng, tròn, ống dây soneloid, toroid Xác định lực từ, lực Lorentz Nêu định lí O – G, Ampère NỘI DUNG I – K/N từ trường đại lượng đặc trưng II – Cảm ứng từ dòng điện III - Đường cảm ứng từ - Từ thông IV – Các định lý quan từ trường V - Lực từ tác dụng lên dịng điện VI - Điện tích chuyển động từ trường VII – Công lực từ I – TỪ TRỪỜNG & CÁC ĐL ĐẶC TRƯNG: – Tương tác từ - Từ trường: Tương tác từ: tương tác dòng điện với dđiện Từ trường mơi trường vật chất xung quanh dịng điện tác dụng lực từ lên dòng điện khác đặt – Vectơ cảm ứng từ, vectơ cường độ từ trường: Mỗi điểm từ trường đặc trưng bởivectơ cảm ứng từ B vectơ cường độ từ trường H B Đơn vị đo cảm ứng từ B T (tesla) H Đơn vị đo cường độ từ trường H A/m (ampe mét) II – CẢM ỨNG TỪ CỦA CÁC DĐ: – Định luật Biot – Savart - Laplace: Vectơ cảm ứng từ gây phần tử dòng điện: d B (Id x r ) 4r dB r O dB M Id • Có phương: vng góc với mp chứa phần tử dđ điểm khảo sát •Có chiều: theo qui tắc đinh ốc nắm tay phải • Độ lớn: Id dB sin 4r • Điểm đặt: điểm khảo sát II – CẢM ỨNG TỪ CỦA CÁC DĐ: – Nguyên lý chồng chất từ trường: Vectơ cảm ứng từ gây dịng điện bất kì: B dB dB r M I Id dd Vectơ cảm ứng từ gây nhiều dòng điện: B i Bi B2 B B1 II – CẢM ỨNG TỪ CỦA CÁC DĐ: – Vectơ cảm ứng từ dòng điện thẳng: B 2 B dB h r Id 1 A B M +dB dd dd dd h.d h h.cotg d ; r sin sin • Có phương: •Có chiều: • Độ lớn: Id.sin B dB 4r Vng góc với mp chứa dđ điểm khảo sát Qui tắc đinh ốc nắm tay phải I B (cos 1 cos 2 ) 4h • Điểm đặt: Tại điểm khảo sát II – CẢM ỨNG TỪ CỦA CÁC DĐ: – Vectơ cảm ứng từ dòng điện thẳng: M h + 1 A B Dđ r I ất dà i B 2 I B 2h I B (cos 1 cos 2 ) 4h M thuộc Nửa đ đthẳng thẳng chứa dđ B 0 I B 4h A M A M I B A I B I B M II – CẢM ỨNG TỪ CỦA CÁC DĐ: – Vectơ cảm ứng từ dòng điện tròn: d Bn dB M d Bt h O I B r R Id B dB dB.cos cos 4r B d B d Bt d Bn d Bn dd dd dd dd n dd dd dd • Có phương: Là trục vịng dây •Có chiều: Qui tắc đinh ốc nắm tay phải • Độ lớn: IR B 2(R h )3/2 • Điểm đặt: Tại điểm khảo sát II – CẢM ỨNG TỪ CỦA CÁC DĐ: – Vectơ cảm ứng từ dòng điện tròn: B M h O Tại tâm O I IR BO B 2 3/2 2R 2(R h ) O R 2 I Mômen từ dịng điện trịn: Cung trịn chắn góc tâm 2: pm I BO 2R p m I S Hay: p m IS pm Có phương vng góc mp dịng điện; có chiều xác định theo qui tắc đinh ốc nắm tay phải II – CẢM ỨNG TỪ CỦA CÁC DĐ: – Cảm ứng từ lòng ống dây điện: Toroid Soneloid N B nI I L n: mật độ vòng dây (số vòng quấn mét chiều dài) III – ĐƯỜNG CẢM ỨNG TỪ - TỪ THÔNG: – Đường cảm ứng từ (đường sức từ): Là đường mà tiếp tuyến với điểm trùng với phương vectơ cảm ứng từ tại điểm Chiều đường cảm ứng từ chiều B III – ĐƯỜNG CẢM ỨNG TỪ - TỪ THÔNG: Đặc điểm đường cảm ứng từ: •Các đường cảm ứng từ khơng cắt •Mật độ đường cảm ứng từ tỉ lệ với độ lớn B •Đường cảm ứng từ đường khép kín, cực N, vào cực S nam châm •Tập hợp đường sức từ gọi từ phổ Từ phổ cho biết phân bố từ trường cách trực quan III – ĐƯỜNG CẢM ỨNG TỪ - TỪ THÔNG: Từ trường Trái Đất: III – ĐƯỜNG CẢM ỨNG TỪ - TỪ THÔNG: – Từ thông: B n Từ thông gởi qua yếu tố diện tích dS dS d m BdS cos B d S d S n dS Từ thông gởi qua mặt (S) bất kì: m Bd S (S) Mặt kín n hướng ngồi Đơn vị đo từ thơng vêbe (Wb) (S) B III – ĐƯỜNG CẢM ỨNG TỪ - TỪ THƠNG: – Từ thơng: Ý nghĩa: Từ thơng cho biết số đường sức từ gởi qua mặt (S) m Bd S (S) m BS.cos m 0 m BS Từ thông từ trường gởi qua diện tích phẳng IV – CÁC ĐL QUAN TRỌNG VỀ TỪ TRƯỜNG: – Định lý O – G (đl Gauss): Từ thông gởi qua mặt kín ln không Bd S 0 Hay (S) div B 0 Ý nghĩa: • Khơng tồn “từ tích” • Đường cảm ứng từ phải đường khép kín • Từ trường trường xốy IV – CÁC ĐL QUAN TRỌNG VỀ TỪ TRƯỜNG: – Định lý Ampère (đlý dịng tồn phần): Lưu thơng vectơ cường độ từ trường dọc theo đường cong kín tổng đại số dịng điện xuyên qua diện tích giới hạn đường cong kín Hd Ik Hay k (C) rot H j I1 I2 I3 (C) Qui ước: dòng tuân theo qui tắc đinh ốc có dấu + I Hd (C) k k I1 I I3 V – LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN DÒNG ĐIỆN: – Công thức Ampère: dF Lực từ tác dụng lên phần tử dòng điện: d F [Id , B] B Id dF • Có phương: vng góc với mp chứa phần tử dđ vectơ cảm ứng từ •Có chiều: theo qui tắc bàn tay trái • Độ lớn: dF BId.sin • Điểm đặt: phần tử dđ Lực từ tác dụng lên dòng điện bất kì: F dF dd V – LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN DÒNG ĐIỆN: – Từ trường tác dụng lên dđ thẳng: F F d F I( x B) dd IB F BI F I B F 0 B I • Có phương: vng góc với mp chứa dđ vectơ cảm ứng từ •Có chiều: theo qui tắc bàn tay trái • Độ lớn: F BI.sin • Điểm đặt: trung điểm dđ ... ứng từ - Từ thông IV – Các định lý quan từ trường V - Lực từ tác dụng lên dịng điện VI - Điện tích chuyển động từ trường VII – Công lực từ I – TỪ TRỪỜNG & CÁC ĐL ĐẶC TRƯNG: – Tương tác từ - Từ... tác từ - Từ trường: Tương tác từ: tương tác dịng điện với dđiện Từ trường mơi trường vật chất xung quanh dòng điện tác dụng lực từ lên dòng điện khác đặt – Vectơ cảm ứng từ, vectơ cường độ từ... – LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN DÒNG ĐIỆN: – Công thức Ampère: dF Lực từ tác dụng lên phần tử dòng điện: d F [Id , B] B Id dF • Có phương: vng góc với mp chứa phần tử dđ vectơ cảm ứng