23 Công thức tính từ trường của dòng điện 1 Định nghĩa Xung quanh dòng điện tồn tại một từ trường Thực nghiệm và lý thuyết đã xác định được cảm ứng từ tại một điểm cho trước trong từ trường của một dò[.]
23 Cơng thức tính từ trường dịng điện Định nghĩa - Xung quanh dòng điện tồn từ trường Thực nghiệm lý thuyết xác định cảm ứng từ điểm cho trước từ trường dòng điện chạy dây dẫn có hình dạng định Cảm ứng từ B điểm M: + Tỉ lệ với cường độ dòng điện I gây từ trường; + Phụ thuộc vào dạng hình học dây dẫn; + Phụ thuộc vào vị trí điểm M; + Phụ thuộc vào mơi trường xung quanh 1, Từ trường dòng diện chạy dây dẫn thẳng dài + Đường sức từ đường trịn nằm mặt phẳng vng góc với dịng điện có tâm nằm trục dây dẫn + Chiều đường sức từ xác định theo qui tắc nắm tay phải Nắm bàn tay phải cho ngón chỗi 900 chiều dịng điện, ngón tay khum lại chiều đường sức từ 2, Từ trường dòng điện chạy dây dẫn uốn thành vòng tròn + Đường sức từ qua tâm O đường thẳng vô hạn hai đầu vng góc với mặt phẳng chứa vịng trịn, cịn đường khác đường cong, có chiều vào mặt Nam mặt Bắc dịng điện trịn 3, Từ trường dịng điện chạy ống dây dẫn hình trụ + Trong lòng ống dây: đường sức từ đường thẳng song song chiều cách (từ trường đều) Ở gần miệng ống ống: đường cảm ứng từ đường cong, có dạng giống đường sức từ nam châm thẳng + Chiều đường sức từ xác định quy tắc nắm tay phải Công thức – đơn vị đo 1, Từ trường dòng diện chạy dây dẫn thẳng dài I - Có độ lớn: B = 2.10-7 r Trong đó: + B cảm ứng từ, có đơn vị tesla (T); + I cường độ dịng điện, có đơn vị ampe (A); + r khoảng cách từ dòng điện đến vị trí ta xét, có đơn vị mét (m) 2, Từ trường dòng điện chạy dây dẫn uốn thành vịng trịn - Có độ lớn: B = 2.10-7 I ; R Nếu khung dây tròn tạo N vòng dây sít thì: B = 2.10-7 N Trong đó: + B cảm ứng từ, có đơn vị tesla (T); + I cường độ dịng điện, có đơn vị ampe (A); + R bán kính vịng dây mang dịng điện, có đơn vị mét (m) + N số vòng dây 3, Từ trường dòng điện chạy ống dây dẫn hình trụ - Có độ lớn: B = 4.10-7 N I = 4.10-7 nI; l I R Trong đó: + B cảm ứng từ, có đơn vị tesla (T); + I cường độ dịng điện, có đơn vị ampe (A); + N tổng số vòng dây; + l chiều dài ống dây, có đơn vị mét (m); +n= N số vòng dây quấn đơn vị dài ống dây l Mở rộng 1, Quy tắc nắm tay phải để xác định chiều cảm ứng từ tâm O vòng dây tròn: Khum bàn tay phải theo vòng dây cho chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều dịng điện vịng dây, ngón tay chỗi 900chỉ chiều đường sức từ xuyên qua mặt phẳng vòng dây 2, Véc tơ cảm ứng từ điểm nhiều dòng điện gây tổng véctơ cảm ứng từ dịng điện gây điểm Nguyên lí chồng chất từ trường: B = B1 + B2 + + Bn Trong đó: + B vecto cảm ứng từ nhiều dòng điện gây điểm ta xét + B1 , B2 ,… vecto cảm ứng dòng điện riêng lẻ gây điểm mà ta xét Việc cộng vecto cảm ứng từ thực theo quy tắc hình hình hành Quy tắc hình bình hành: Nếu vecto đồng quy làm thành hai cạnh hình bình hành, đường chéo kẻ từ điểm đồng quy biểu diễn vecto tổng chúng - Nếu điểm xét có hai vectơ cảm ứng từ B1 , B2 I1 I2 gây Cảm ứng từ tổng hợp điểm xét là: B = B1 + B2 + Khi B1 , B2 hợp với góc thì, độ lớn cảm ứng từ tổng hợp: B = B12 + B22 + 2.B1.B2 cos ( ) Nếu B1 = B2; B1 ,B2 = = B = 2B1.cos + Khi B1 B2 chiều B = B1 + B2, B chiều với B1;B2 + Khi B1 B2 ngược chiều B = |B1 - B2|, B chiều với vecto cảm ứng từ lớn + Khi B1 B2 vng góc với B = B12 + B22 Từ công thức xác định độ lớn cảm ứng từ, ta suy cơng thức xác định cường độ dịng điện, số vịng dây, khoảng cách đến dây dẫn bán kính dịng điện tròn Với dòng điện thẳng: I 2.10-7.I B.r B = 2.10 r = I= r B 2.10-7 -7 Với dòng điện tròn: B = 2.10-7 B = 2.10-7 I B.R => I = 2.10−7 R I 2.10−7.I => R = R B Với ống dây: B = 4.10-7 N B.l I = 4.10-7 nI => I = l 4.10−7.N B = 4.10-7 B N I = 4.10-7 nI => n = 4.10−7.I l Ví dụ minh họa Bài 1: Dòng điện I = (A) chạy dây dẫn thẳng dài Cảm ứng từ điểm M cách dây dẫn 10 (cm) có độ lớn bao nhiêu? Bài giải: I = 2.10−6 (T) Áp dụng công thức: B = 2.10-7 = 2.10-7 r 0,1 Bài : Một dòng điện 2A chạy dây dẫn uốn thành vịng trịn có bán kính 20 cm gồm 20 vòng dây Cảm ứng từ tâm vòng dây có độ lớn ? Bài giải : Áp dụng công thức B = 2.10-7.N I = 2.10-7.20 = 1,256.10-4 (T) 0, R Đáp án: 1,256.10-4 (T) Bài 3: Một ống dây dài 50 (cm), cường độ dòng điện chạy qua vòng dây (A) cảm ứng từ bên ống dây có độ lớn B = 25.10 -4 (T) Số vòng dây ống dây ? Bài giải : Áp dụng công thức : B = 4.10-7 Đáp án: 497 vòng B.l 25.10−4.0,5 N = = 487 I => N = l 4.10−7.I 4.10−7.2 ... minh họa Bài 1: Dịng điện I = (A) chạy dây dẫn thẳng dài Cảm ứng từ điểm M cách dây dẫn 10 (cm) có độ lớn bao nhiêu? Bài giải: I = 2.10−6 (T) Áp dụng công thức: B = 2.10-7 = 2.10-7 r 0,1 Bài : Một... Trong lịng ống dây: đường sức từ đường thẳng song song chiều cách (từ trường đều) Ở gần miệng ống ống: đường cảm ứng từ đường cong, có dạng giống đường sức từ nam châm thẳng + Chiều đường sức từ... vịng dây Cảm ứng từ tâm vịng dây có độ lớn ? Bài giải : Áp dụng công thức B = 2.10-7.N I = 2.10-7.20 = 1,256.10-4 (T) 0, R Đáp án: 1,256.10-4 (T) Bài 3: Một ống dây dài 50 (cm), cường độ dòng