Từ trường

1 CHƯƠNG 4 - TỪ TRƯỜNG 1. Các đặctrưng củadòngđiện 2. Từ trường 3. Từ thông 4. Lưusố vector cường độ từ trường 5. Lựctừ trường 6. Công củatừ lực 2 1. Các đặctrưng củadòngđiện Cường độ dòng điện ) Dòng điện: dòng chuyểndờicóhướng của các điện tích (electron - điệntử tự do trong vậtdẫn, các i-ôn trong dung dịch điện phân, cả electron và i-ôn trong khốiplasma). S I ) Cường độ dòng điện: Đạilượng có trị số bằng điệnlượng (sốđiệntích trong một đơnvị thời gian) chuyển qua mộttiếtdiệntrongmôitrường dẫn điện. dt dq I = ) Đơnvị: A (Ampere) dt dq dt dq I 21 += ) Trường hợpvậtdẫncó2 loại điện tích chuyển động: Định nghĩa đơnvịđiệntích ∫∫ == tt Idtdqq 00 ª Từđ/n cường độ dòng điện, có: 3 1. Các đặctrưng củadòngđiện ª Coulomb là điệnlượng tải qua tiếtdiệnmộtvậtdẫntrongthờigian1 giây bởi 1 dòng điện không đổicócường độ bẳng 1 Ampere. ª Nếu I = const ⇒ q = It Định nghĩa đơnvịđiệntích Mật độ dòng điện S n ) Xét các điện tích +q, CĐ vớivậntốc điqua mộttiếtdiện S n củadâydẫn, v n Svnq dt qdn I 0 == ª Theo đ/n cường độ dòng điệncó: dtv. S n dV ª Trong khoảng thờigian dt, sốđiệntíchnằmtrong thể tích dV củadây: dtvSnq dVnqdnqdQ n 0 0 = = == 4 ) Phương: theo hướng chuyển động của các điện tích (+) S n M J r ) Gốc: đặttạimột điểmnàođótrênmộttiếtdiện vuông góc chiều dòng điện n S I J = ) Độ lớn: Vector mật độ dòng điện 1. Các đặctrưng củadòngđiện Mật độ dòng điện ª có: vqn S I J n 0 == (Mật độ dòng điện: Dòng điện điqua một đơnvị tiếtdiện) dS α dS n J r dS n J ) Mặt S bấtkỳ: SdJdSJJdSJdSdI nn r r .cos ==α== ∫ =⇒ S SdJI r r . Cường độ và mật độ dòng điện ) Từđ/n mật độ dòng điện ⇒ Nếu J = const trên toàn bộ S n , có: I = J.S n 5 Định luật Ohm (Georg Ohm) 1. Các đặctrưng củadòngđiện S V 1 V 2 S l I S l R ρ= với: ª Thực nghiệm: V 1 -V 2 = RI, R U R VV I = − = 21 ª ) Dạng vi phân: Xét đoạndâydẫn độ dài dl, tiết diện dS, điệntrở R, có điệnthế tại2 đầulàV và V + dV. A dS E r J r B dS (V) (V + dV) dl ) Dạng thông thường: ª Hay: EJ r r .σ= (phương trình cơ bảncủa điện động lực) E E dS dI J .σ= ρ == với: ρ =σ 1 là độ dẫn điện ª ρ = ρ −=−= +− = EdS dS dl dV R dV R dVVV dI 1)( ª Từđịnh luật Ohm thông thường, có: 6 Nguồn điện ) Năng lượng tạo ra nguồn điện: 1. Các đặctrưng củadòngđiện ) Nguồntrường lựccókhả năng đưa các điệntích(+) từ nơicóđiệnthế thấp đếnnơi có điệnthế cao, ngượcchiều điệntrường thông thường V 1 V 2 * E r II E r Nguồn điện ª Hóa năng: Ắc qui dùng chất điện phân ª Cơ năng: Tua bin gió, Tua bin nước, ª Quang năng: Pin mặttrời ª Nhiệtnăng: Than, dầumỏ, khí đốt ª Trường lựccókhả năng đưa các điện tích (+) từ nơicóđiệnthế thấp đếnnơicó điệnthế cao ⇒ trường lạ. 7 1. Các đặctrưng củadòngđiện Sức điện động (electromotive force - emf) ) Công trên một đơnvị điện tích mà nguồn điện thựchiện để dịch chuyển điện tích đótừ cựccó điệnthế thấp đếncựccóđiệnthế cao. dq dA = E q A = E hay ª Hiệu điệnthế giữa2 cựccủa nguồn điện U = E -I.r V 1 V 2 * E r II E r r E, ª Luôn có sự cảntrở bên trong đốivớichuyển động của điệntíchtừ cựcnàyđếncựckia⇒ điệntrở trong của nguồn điện(r) ⇒ hiệu điện thế nội: u= I.r 8 0 )( = ∫ ldE C r r Do: ldE C r r ∫ = )( * E ª () ldEldEldEE q A CCC r r r r r r r ∫∫∫ +=+== )( * )()( * E ª 1. Các đặctrưng củadòngđiện ) Xét mạch điệnkíncóđiệntrường ngoài E và điệntrường E* của nguồn điện. V 1 V 2 * E r II E r r E, Sức điện động (electromotive force - emf) ª Công điệntrường tổng hợpthựchiện để di chuyển điện tích trong mạch: ( ) ldEEqA C r r r ∫ += )( * 9 2. Từ trường Cùng cực đẩy nhau Khác cực hút nhau Hiệntượng tự nhiên Cực địalýBắcCựctừ Nam Nhân trái đất chứasắt Vỏ cứng 10 Dong dien voi kim la ban Hans Christian Oersted 2. Từ trường Tương tác của các dòng điện [...]... phương của vector cảm ứng từ tại điểm đó Chiều đường sức từ trường là chiều vector cảm ứng từ B B Từ phổ: tập hợp các đường sức từ trường 28 Đường sức từ trường 2 Từ trường Dòng điện tròn Từ phổ Nam châm chữ U Đường sức từ trường Dòng điện thẳng Ống dây 29 3 Từ thông Thông lượng vector cảm ứng từ - Từ thông Định nghĩa r B Thông lượng vector cảm ứng từ gửi qua một thiết diện có trị số tỉ lệ với số đường... dB r dB 18 2 Từ trường Cảm ứng từ Nguyên lý chồng chất từ trường r Vector cảm ứng từ B của dòng điện bất kỳ gây ra tại r một điểm bằng tổng các vector cảm ứng từ d B do tất cả các phần tử dòng Idl gây ra tại điểm đó r r B= ∫ dB theo ca dòng đien 19 2 Từ trường Cảm ứng từ Nguyên lý chồng chất từ trường r Vector cảm ứng từ B gây bởi nhiều dòng điện bằng tổng các vector cảm r ứng từ Bi do từng dòng điện... do từng dòng điện gây ra n r r r r r B = B1 + B2 + + Bn = ∑ Bi i =1 Cường độ từ trường r Vector cường độ từ trường H tại một điểm trong trường bằng tỉ số của vector cảm ứng từ với tích μ0μ r r B H= μ 0μ Đơn vị : Oersted [A/m] 20 2 Từ trường Từ trường gây bởi dòng điện thẳng Đoạn dây AB, r mang dòng điện I ⇒ xác định từ trường B do AB gây ra tại M Chia dây AB thành nhữngr phần tử nhỏ có chiều dài dl... có thể coi vector cảm ứng từ B không đổi trên mỗi phần tử đó Đơn vị từ thông: Webe (Wb) ⇒ 1 T = 1 Wb/m2 31 3 Từ thông Thông lượng vector cảm ứng từ - Từ thông Mặt cong kín 32 3 Từ thông Định lý Gauss đối với từ trường Qui ước: Chiều dương của pháp tuyến đối với mặt cong kín hướng ra ngoài mặt đó r n r n (S) Từ thông âm ⇒ đường sức đi vào, Từ thông dương ⇒ đường sức đi ra Từ thông toàn phần gửi qua... lên pháp tuyến n 30 3 Từ thông Thông lượng vector cảm ứng từ - Từ thông Từ trường thay đổi và S lớn r n α S tạo bởi vô số phần tử diện tích dS: dΦ = Bn.dS = B.dSn r r Từ thông gửi qua S:Φ = ∫ dΦ = ∫ Bn dS = ∫ B.dS (S ) (S ) (S ) r B dS (S) Nếu mặt S phẳng, nằm trong từ trường đều (Bn = B = const) và vuông góc với đường sức từ (α = 0) Φ = ∫ BdS = B ∫ dS = B.S (S ) (S ) Để tính từ thông gửi qua S bất... B AB sin θdl ∫ r2 AB 21 2 Từ trường Từ trường gây bởi dòng điện thẳng Theo hình vẽ: sinθ = cosϕ dϕ l dl = a[d (tgϕ)] = a = tgϕ cos 2 ϕ a a a = cos ϕ ⇒ r = r cos ϕ μ 0μI B= 4π + ϕ2 cos ϕdϕ ∫ a = − ϕ1 μ 0μI (sin ϕ2 + sin ϕ1 ) = 4πa μ μI = 0 (cos θ1 − cos θ 2 ) 4πa = θ2 A Idl r+ K dr r θ l ϕ H I a ϕ2 ϕ1 M r B θ1 B 22 2 Từ trường Từ trường gây bởi dòng điện thẳng Cường độ từ trường B I (cos θ1 − cos θ2... ) Từ trường có tính chất xoáy (S) 33 4 Lưu số vector cường độ từ trường Định nghĩa Xét: r Đường cong kín (C) bất kỳ ∈ từ trường H bất kỳ (C) r dl : Vector chuyển dời ứng với đoạn MM’ trên (C) Lưu số của vector cường độ từ trường: r r Đại lượng có giá trị bằng tích phân của H.dl lấy theo một đường cong kín đó r r ∫ Hdl = (C ) dl M’ r M H r r ∫ H dl cos(H , dl ) (C ) 34 4 Lưu số vector cường độ từ trường. ..2 Từ trường Tương tác của các dòng điện Nam cham voi dong dien Từ trường của nam châm vĩnh cửu Vành loa cố định Cuộn dây tạo ra âm Xương Nam châm loa Hướng chuyển động Vòng treo đàn hồi Tín hiệu từ âm-p-li (bộ khuếch đại) 11 2 Từ trường Tương tác của các dòng điện Hai dòng điện cùng chiều Hai dòng điện ngược chiều Andre Marie Ampere 12 2 Từ trường Tương tác của các dòng... và 2πa = 1 ⇒ H = 1 A/m A/m là cường độ từ trường gây ra trong chân không bởi 1 dòng điện có cường độ 1 A chạy qua 1 dây dẫn thẳng dài vô hạn, tiết diện tròn, tại các điểm của 1 đường tròn có trục nằm trên dây đó và có chu vi bằng 1 m 23 2 Từ trường r r dB1 + dB2 Từ trường gây bởi dòng điện tròn dB1 y M M r dB1 Dây tròn bán kính R, mang dòng điện I ⇒ r xác định từ trường B do dây gây ra tại M trên trục... ứng từ do một hạt điện tích q CĐ gây ra: Bq = dn 4π n0 S n dl r r r r r μ0μ qv ∧ r dl r Do I = JS n = n0 q v.S n và v = v ⇒ Bq = dl 4π r3 r rr Bq , v, r theo thứ tự lập thành một μ μ qvrsinθ μ0μ qvsinθ r = Bq = 0 3 tam diện thuận ⇒ độ lớn của Bq: 4π r 4π r 2 27 Đường sức từ trường 2 Từ trường Đường cong hình học mô tả từ trường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó trùng với phương của vector cảm ứng từ . trường π μ = 4 0 k Với: m H 7 0 10 .4 − π=μ μ 0 là độ từ thẩm trong chân không, có giá trị: ⇒ 2 20010 0 sin.sin 4 . r dlIIdl dF θ θ π μ = Tương tác của các dòng điện 3 000 r )rl(IdldI 4 μμ Fd r r r r ∧∧ = ). thường V 1 V 2 * E r II E r Nguồn điện ª Hóa năng: Ắc qui dùng chất điện phân ª Cơ năng: Tua bin gió, Tua bin nước, ª Quang năng: Pin mặttrời ª Nhiệtnăng: Than, dầumỏ, khí đốt ª Trường lựccókhả. 1 CHƯƠNG 4 - TỪ TRƯỜNG 1. Các đặctrưng củadòngđiện 2. Từ trường 3. Từ thông 4. Lưusố vector cường độ từ trường 5. Lựctừ trường 6. Công củatừ