Đang tải... (xem toàn văn)
CHƯƠNG IX TRƯỜNG TỈNH TỪ I Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện Chiều của dòng điện theo qui ước là chiều chuyển động của các hạt mang điện tích dương , hay ngược chiều với chiề[.]
CHƯƠNG IX TRƯỜNG TỈNH TỪ I Dòng điện: dòng chuyển dời có hướng hạt mang điện Chiều dòng điện theo qui ước chiều chuyển động hạt mang điện tích dương , hay ngược chiều với chiều chuyển động hạt mang điện tích âm Cường độ dịng điện: CĐDĐ qua diện tích S đại lượng có trị số điện lượng chuyển qua diện tích đơn vị thời gian dq i dt dq điện lượng chuyển qua diện tích S thời gian dt Điện lượng chuyển qua diện tích S khoảng thời gian t là: t t 0 q dq idt Nếu phương chiều cường độ dịng điện khơng thay đổi theo thời gian dịng điện gọi dịng điện khơng đổi ký hiệu I 2 Vectơ mật độ dòng điện dSn Vectơ mật độ dòng điện điểm M vectơ có: j * Gốc M * Có hướng hướng chuyển động hạt điện dương qua điểm * Có độ lớn CĐDĐ qua đơn vị diện tích đặt vng góc với hướng + + + dI j dSn • Cường độ dịng điện qua diện tích S I dI j.dS n j.dS cos j.d S S dSn dS S S j dS hình chiếu dS lên mặt n phẳng thẳng góc với j n Nếu mơi trường có dịng điện hạt mang điện tích q với mật độ n chuyển động với vận tốc v gây thì: j nqv Suất điện động nguồn điện Sđđ nguồn điện đại lượng có giá trị cơng lực điện trường nguồn tạo làm dịch chuyển điện tích +1 vịng quanh mạch kín nguồn đó: * E ds (C ) E * điện trường nguồn tạo (không phải trường tỉnh điện) Nếu điện trường tồn đoạn s đoạn mạch thì: * E ds (s) Định luật Ohm dạng vi phân Xét hai diện tích nhỏ dSn nằm vng góc với đường dòng, cách khoảng nhỏ dl Gọi V V + dV điện hai diện tích ấy, dI cường độ dịng điện 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 :điện dẫn xuất mơi trường Vì j E phương chiều với nên: j E Đây dạng vi phân định luật Ohm Phần tử dòng điện: Là đoạn ngắn dòng điện biểu diễn vectơ I dl nằm dây dẫn có phương chiều phương chiều dịng điện có độ lớn Idl III Từ trường: Khái niệm từ trường: Vật lý đại cho dòng điện tạo khoảng khơng gian xung quanh dạng vật chất gọi từ trường Biểu tồn TT lực tác dụng lên kim nam châm hay dòng điện ta đặt chúng vào từ trường Tương tác nam châm với nam châm, nam châm với dòng điện, dòng điện với dòng điện gọi tương tác từ Định luật Ampere: Lực phần tử dòng điện I1dl1 tác dụng lên phần tử dòng điện I1dl2 đặt cách đoạn r là: I dl2 ( I1dl1 r ) dF k r 0 k 4 μ0 = 4π.10-7 số từ µ độ từ thẩm mơi trường r vecto vẽ từ I1dl1 đến I1dl2 3.Vectơ cảm ứng từ: Vectơ cảm ứng từ phần tử dòng điện I dl gây điểm M cách khoảng r : o I dl r dB 4 r r vectơ vẽ từ PTDĐ đến điểm M d B có : * Gốc điểm M * Phương vng góc với P phần tử dòng điện điểm M O θ * Chiều xác định qui I dl tắc vặn nút chai o Idl sin * Độ lớn : dB 4 r2 dB M Biểu thức Biot – Savart – Laplace đưa từ thực nghiệm, cịn gọi ĐL Biot – Savart – Laplace 3.Nguyên lý chồng chất từ trường Vectơ cảm ứng từ dòng điện gây điểm M: B dB Vectơ cảm ứng từ nhiều dòng điện gây ra: n B Bi i 1 Vectơ cảm ứng từ đại lượng vật lý đặc trưng cho từ trường mặt tác dụng lực 4.Vectơ CĐTT: Trong môi trường đồng chất đẳng hướng vectơ CĐTT định nghĩa: B H o IV Ứng dụng 1.Xác định vectơ cảm ứng từ dịng điện thẳng có dịng điện khơng đổi I chạy qua Giải d B có phương vng góc với mặt phẳng dx hình vẽ có độ lớn β x H α a X M 0 Idx sin 0 Idx cos dB 2 4 r 4 r B d B B dB Ta có: r a ; cos d x atg dx a cos 0 I B 4 a 2 0 I cos d (sin sin 1 ) 4 a Trường hợp hai đầu dây dài vô 0 I 1 B 2 a • Trường hợp: H nằm ngồi dịng điện thẳng 0 I B 4 a H 2 0 I cos d 4 a (sin sin 1 ) M • Trường hợp M nằm đường kéo dài dịng điện thì: B = M Một đoạn dây thẳng có dịng điện cường độ I, uốn thành cung trịn AB, tâm O bán kính R, góc B = αo Xác định vecto cảm ứng từ O Giải d B có phương vng góc với mặt phẳng hình vẽ có chiều hướng vào có độ lớn O dB 0 Idl sin 4 R 0 Idl 4 R B dB 0 I 0 I R B dB dl 4 R 4 R 0 I B 4 R Xác định vectơ cảm ứng từ dòng điện cường độ I chạy dây dẫn uốn thành vịng trịn bán kính R gây điểm M nằm trục dịng điện cách tâm O đoạn h Giải d B có phương chiều hình vẽ có dB M độ lớn 0 Idl dB r 4 r B d B d Bn d Bt O R dl d Bn nằm trục, d Bt thẳng góc với trục Do dòng điện tròn đối xứng nên d Bt Nên B d B B dB dB cos n n 0 Idl R 0 IR dl 4 r r 4 r 0 I R 2 R h 2 0 IR 4 R h 2 2 R 0 IS 2 R h 2 Chiều B chiều tiến nút chai xoay theo chiều dòng điện ... cách đoạn r là: I dl2 ( I1dl1 r ) dF k r 0 k 4 μ0 = 4π .10 -7 số từ µ độ từ thẩm môi trường r vecto vẽ từ I1dl1 đến I1dl2 3.Vectơ cảm ứng từ: Vectơ cảm ứng từ phần tử dòng điện I dl gây... phương chiều dịng điện có độ lớn Idl III Từ trường: Khái niệm từ trường: Vật lý đại cho dòng điện tạo khoảng khơng gian xung quanh dạng vật chất gọi từ trường Biểu tồn TT lực tác dụng lên kim... ứng từ đại lượng vật lý đặc trưng cho từ trường mặt tác dụng lực 4.Vectơ CĐTT: Trong môi trường đồng chất đẳng hướng vectơ CĐTT định nghĩa: B H o IV Ứng dụng 1. Xác định vectơ cảm ứng từ dòng