CHƯƠNG IX TRƯỜNG TỈNH từ

CH TR NG IX NG T NH T I Dòng n: dịng chuyển d i có h ng c a hạt mang n Chiều c a dòng n theo qui c chiều chuyển động c a hạt mang n tích d ng , hay ng ợc chiều v i chiều chuyển động c a hạt mang n tích âm C ng độ dòng n: CĐDĐ qua di n tích S đại l ợng có trị s n l ợng chuyển qua di n tích đ n vị th i gian dq i dt dq n l ợng chuyển qua di n tích S th i gian dt Đi n l ợng chuyển qua di n tích S khoảng th i gian t lƠ: q   dq   idt t t 0 Nếu ph ng chiều vƠ c ng độ c a dòng n khơng thay đổi theo th i gian dịng n đ ợc gọi lƠ dịng n khơng đổi vƠ đ ợc ký hi u lƠ I Vect mật độ dòng n dSn Vect mật độ dòng n điểm M lƠ vect có: j * G c M * Có h ng lƠ h ng chuyển động c a hạt n d ng qua điểm * Có độ l n CĐDĐ qua đ n vị di n tích đặt vng góc v i h ng + + + dI j dSn • C ng độ dịng n qua di n tích S I   dI   j.dS n   j.dS cos    j.d S S dSn dS S S j dS lƠ hình chiếu c a dS lên mặt n phẳng thẳng góc v i j n Nếu mơi tr ng có dịng n hạt mang n tích q v i mật độ n chuyển động v i vận t c v gơy thì: j  nqv Suất n động c a nguồn n Sđđ c a nguồn n lƠ đại l ợng có giá trị công c a lực n tr ng nguồn tạo lƠm dịch chuyển n tích +1 vịng quanh mạch kín c a nguồn đó:  E * lƠ n tr * E  ds (C ) ng nguồn tạo (không phải lƠ tr ng t nh n) Nếu n tr ng nƠy ch tồn đoạn s c a đoạn mạch thì: *    E ds (s) Định luật Ohm dạng vi phơn Xét hai di n tích nh dSn nằm vng góc v i đ ng dòng, vƠ cách khoảng nh dl Gọi V vƠ V + dV lƠ n hai di n tích ấy, dI lƠ c ng độ dòng n chạy qua chúng Theo dl ĐL Ohm, ta có: dI  V  (V  dV )/ R  dV / R    dV  dl R    dI     .dSn dSn     dl  dI  dV  j    dSn   dl    j dSn V V+dV 1 dV  E  j    E  E Mà:  dl  :đi n dẫn xuất c a mơi tr ng Vì j vƠ E ph ng chiều v i nên: j  E Đơy lƠ dạng vi phơn c a định luật Ohm Phần tử dòng n: LƠ đoạn ngắn c a dòng n đ ợc biểu diễn vect I dl nằm dơy dẫn có ph ng chiều lƠ ph ng chiều c a dịng n vƠ có độ l n Idl III T tr ng: Khái ni m t tr ng: Vật lý hi n đại cho dòng n tạo khoảng khơng gian xung quanh dạng vật chất gọi t tr ng Biểu hi n tồn c a TT lực tác dụng lên kim nam châm hay dòng n ta đặt chúng vào t tr ng T ng tác nam châm v i nam châm, nam châm v i dòng n, dòng n v i dòng n gọi t ng tác t Định luật Ampere: Lực phần tử dòng n I1dl1 tác dụng lên phần tử dòng n I1dl2 đặt cách đoạn r là: I dl2  ( I1dl1  r ) dF  k r 0  k 4 μ0 = 4π.10-7 lƠ s t µ lƠ độ t thẩm c a mơi tr ng r lƠ vecto vẽ t I1dl1 đến I1dl2 Ví dụ :Trong mặt phẳng thẳng góc v i đ ng s c t c a t tr ng cảm ng t B, ng i ta đặt cung dơy dẫn trịn bán kính R góc mở α0 có dịng n I Tính lực tác dụng lên dơy dẫn dF y dFy dFx α X B x Lực tác dụng lên phần tử dòng n c a cung dF  Idl.B  IBRd ; F   d F   d Fx   d Fy Fx   d Fx  Fx   dFx   dF sin     /2  IBR sin  d  Fy   d Fy  Fy   dFy   dF cos     /2  /2 IBR cos  d  IBR sin /2 Vậy F nằm đ độ l n Fy 0 ng phơn giác c a góc α0 có • Ví dụ: Một vƠnh trịn khơng dẫn n bán kính R mang n tích d ng q phơn b Nó quay v i vận t c góc ω khơng đổi chung quanh trục ngang qua tơm vƠ thẳng góc v i mặt phẳng c a Hưy xác định t tr ng điểm nằm trục vƠ cách tơm đoạn h dB α h r dq dBt O α v Chia vòng dơy thƠnh phần tử VCB mang n tích dq coi nh n tích điểm Vecto cảm ng t phần tử nƠy gơy có độ l n 0 dq r 0 2 rdr r 0 dr dB    3 4 r 4 r R 0 2 B   d B  B   dB   0 R B   d B   d Bt   d B n 2 dr  d Bt nằm trục c a vòng dơy d Bn thẳng góc v i trục dB Do n tích phơn b đ i x ng qua O nên Do đó: 0 n B   d Bt  B   dBt   dB cos  0 dqR R 0 R dq   2 3/2  4 r r 4 ( R  h )  0 qR 4 ( R  h ) 2 3/2 • Một đĩa m ng khơng dẫn n bán kính R, tích n mật độ n mặt σ, đĩa quay v i vận t c góc ω chung quanh trục qua tơm vƠ thẳng góc v i mặt phẳng c a đĩa Tìm t tr ng tơm đĩa Giải Chia đĩa thƠnh vƠnh trịn bán kính r bề dƠy dr VCB mang n tích dq = σdS=σ2πrdr • Theo bƠi vecto cảm ng t vƠnh nƠy gơy tơm nằm trục vƠ có độ l n 0 dq r 0 2 rdr r 0 dr B   3 4 r 4 r R 0 2 B   d B  B   dB   0 R 2  dr 4.Công c a t lực: Khi dòng n chuyển động TT t lực tác dụng lên dòng n sinh cơng Xét kim loại AB dƠi l tr ợt hai dơy kim loại song song c a mạch n B’ B B F I A ds A’ Giả sử mạch n nƠy nằm t tr ng vƠ vng góc v i vect cảm ng t B c a TT Lực Ampere tác dụng lên có độ l n : F = I.l.B Khi dịch chuyển đoạn VCB ds, công c a lực Ampere lƠ: dA = F.ds = I.lBds = IbdS dS = lds lƠ di n tích quét AB dịch chuyển Nh ng: BdS = dфm Vậy dA = I dфm Nếu dịch chuyển t vị trí đến vị trí vƠ dịng n I coi nh khơng đổi thì: A   Id m  I  d m  I  m2   m1  2 1 Công th c cho mạch n dịch chuyển t tr ng Ví dụ: Trong mặt phẳng ch a dịng n thẳng dài vơ hạn c ng độ I1 , ng i ta đặt khung dây dẫn hình chữ nhật ABCD v i AB = b, BC = a nh hình vẽ a) Tính t thơng gửi qua di n tích khung dây Bây gi cho dòng n c ng độ I2 chạy khung ABCD Tính cơng cần thiết để: b) Tịnh tiến khung mặt phẳng ch a theo ph ng vng góc v i dịng n thẳng xa thêm đoạn a c) Quay khung xung quanh cạnh DC góc 1800 d) Quay khung xung quanh AD góc 1800 • a) Chia khung thƠnh dưi hình chữ nhật VCB có di n tích dS = bdx T thông gửi qua B C di n tích dS : I1 I2 r0 x O x 0  I1 d1  B.d S  BdS  bdx 2 x r a 0  I1b dx 0  I1b  r0  a  ln   1   d1    2 r x 2  r0  A dx D 0 A  I (2  1 ) Áp dụng công th c: Công phải t n: A’ =-A b) 0  I1b 2  2  r0  a r0  a dx 0  I1b  r0  2a  ln    x 2  r0  a  0  I1I 2b  (r0  a)  ln   A'  A   2  r0 (r0  2a)  c) T ng tự nh cơu b Cần l u ý lƠ sau quay khung 1800 vecto pháp tuyến đ n vị c a khung đổi chiều nên t thông gửi qua khung trái dấu v i tr ng hợp cơu b 0  I1b 2   2  r0  a r0  a 0  I1b  r0  2a  dx  ln   x 2  r0  a  0  I1I 2b  r0  2a   A'  A  ln   2  r0  d) Tr ng hợp nƠy t thông gửi qua khung không đổi độ l n nh ng trái dấu 2  1 0  I1 I 2b  r0  a  ln   A'  A     r0  ... thông ng v i đ ng s c vƠo mặt kín vƠ t thơng ng v i đ ng s c kh i mặt kín trị s nh ng trái dấu Vậy :Từ thơng tồn phần gửi qua mặt kín không S B.d S  Đơy dạng tích phân c a định lý Gauss Trong giải