Chương 5 TỪ TRƯỜNG TĨNH pot

MỤC TIÊU• Xác định độ lớn, chiều cảm ứng từ do dây dẫn mang dòng điện thẳng, tròn, ống dây gây ra tại một điểm.. • Từ trường, lực từ tác dụng lên dòng điện, dòng điện cảm ứng và các qui

Chương 5

TỪ TRƯỜNG TĨNH

MỤC TIÊU

• Xác định độ lớn, chiều cảm ứng từ do dây dẫn mang dòng điện thẳng, tròn, ống dây gây ra tại một điểm

• Từ trường, lực từ tác dụng lên dòng điện, dòng điện cảm ứng và các qui tắc xác định chiều

• Công của lực từ

• Chuyển động của điện tích trong từ trường

NỘI DUNG

1 Tương tác từ – định luật Ampe

2 Đường cảm ứng từ Từ thông Định lí OG

3 Định lí Ampe về lưu thông của B và H

4 Lực do từ trường tác dụng lên dòng điện

5 Công của lực từ Thế năng của mạch điện

6 Lực Lorentz

5.1 – TƯƠNG TÁC TỪ – ĐỊNH LUẬT AMPE

1 Tương tác từ

Là tương tác giữa các dòng điện với dòng điện,

giữa nam châm với dòng điện, giữa nam châm với nam châm gọi là tương tác từ

Phương của dF vuông góc mp

Chiều dF tiến theo đinh ốc xoay từ

2 2

0

r

r d

I d

I 4

2 1

1 2

0

r

sinsin

dd

I

I4

2 Từ trường

a Khái niệm : từ trường là môi trường vật chất tồn tại xung quanh dòng điện hoặc nơi có đ.tich c.động

Vectơ cảm ứng từ tại 1 điểm là đại lượng đặc

trưng cho từ trường tại điểm đó

B

Định lí Biot-Savart-Laplacce : vectơ cảm ứng từ

gây bởi một phần tử dòng điện có điểm đặt tại

điểm khảo sát, vuông góc với mp chứa , có

chiều theo qui tắc đinh ốc: xoay đinh ốc từ đến

theo góc nhỏ thì mũi nhọn đi theo chiều của vecto

B

d



d

I

I d.;r



d

I

d B

B d

i n

d Moment từ của dòng điện kín Pm IS

S diện tích giới hạn (m 2 ), Pm (Am 2 )

TƯƠNG QUAN ĐIỆN – TỪ:

Xung quanh điện tích có

Đặc trưng cho điện trường

tại mỗi điểm là vectơ

cường độ điện trường

Đặc trưng cho từ trường tại mỗi điểm là vectơ cảm

Q k





TƯƠNG QUAN ĐIỆN – TỪ

Hệ số điện môi:  Hệ số từ môi: 

Vectơ cảm ứng điện: Vectơ cường độ từ









3 Cách xác định vectơ cảm ứng từ (T)

)cos

(cosh

Điểm đặt tại điểm xét



B

B 

Đường cảm ứng từ của dòng điện thẳng

17.14 Dòng điện I = 20A chạy theo đoạn thẳng AB Tính trị số cảm ứng từ tại điểm M nằm trên trung

trực của AB, cách dây 5cm, nhìn dây dưới góc 60 0



0 1

0 2

60120

0 2

I



h4

) cos

(cos h

4

I

0 1

2 / 3 2 2

2 0

) h R

( 2

IR B







b Dây dẫn tròn gây ra cảm ứng từ tại

một điểm nằm trên trục vòng dây

R 2

Phương là trục của vòng dây

Đặt đinh ốc xoay theo chiều dòng điện thì chiều tiến của đinh ốc là chiều của

Điểm đặt tại điểm xét nằm trên trục vòng dây



B

h = 0

Phương vuông góc với tiết diện của ống dây

Đặt đinh ốc tiến theo chiều dòng điện thì chiều

tiến của đinh ốc là chiều của

Điểm đặt tại điểm xét

B

B 

Mật độ đường cảm ứng từ tỉ lệ với độ lớn của vectơ B

Tiếp tuyến tại mỗi điểm trùng với phương của

vectơ tại điểm đó và chiều của đường cảm ứng

từ là chiều của vectơ

B

Đường cảm ứng từ là đường cong khép kín,

không có điểm xuất phát và điểm kết thúc nên từ

trường là trường xoáy.

Đường cảm ứng từ của dòng điện thẳng

Từ thông là đại lượng vô hướng.

Nếu từ trường đều B = const

3 – Định lí O – G đối với từ trường

Từ thông gửi qua bất kì mặt kín nào cũng bằng 0

Xét mặt kín S trong từ trường, qui ước pháp tuyến hướng

ra ngoài Các đường cảm ứng từ khép kín nên có bao

nhiêu đường vào S thì bấy nhiêu đường ra khỏi S.

0 dS

5.3 – ĐỊNH LÍ AMPE VỀ LƯU THÔNG CỦA B & H

Lưu thông của vectơ dọc

theo đường cong kín bất kì

bằng tổng đại số cường độ

các dòng điện xuyên qua

diện tích giới hạn bởi

i 0

d

I B

i

0 C

I d

.

B   

Lưu thông của vectơ dọc theo đường cong kín bất kì bằng tổng đại số các dòng điện xuyên qua diện tích giới hạn bởi đường cong đó

i

d

I H

i C

I d

.

H   

E, r

R

I I

20.4

B



F d

Id , B



d

F 

• QT bàn tay trái đặt bàn tay trái sao cho các đường xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón

chiều lực từ tác dụng lên dòng điện

BI



2 Tác dụng từ trường đều lên dòng điện thẳng

3 Tác dụng từ trường đều lên khung dây có dòng điện

Cặp lực // cùng độ lớn

F = BIb.sinθ nhưng ngược chiều tác dụng lên 2 cạnh tạo thành moment ngẫu lực µ làm quay khung dây :

B,nhay

B

n          

n

Khung dây cân bằng bền (dãn)

Khung dây cân bằng không bền (co)

4 Tác dụng của từ trường lên 2 dòng điện // dài vô hạn Hai dòng điện cùng chiều chạy qua dây dẫn đặt // đặt gần nhau một khoảng d thì hút nhau, trái chiều thì đẩy nhau.

động xuống dưới

Ví dụ

5.5 - CÔNG CỦA LỰC TỪ

d I A

.IBdx

.IBdx

.F

m

 độ biến thiên của từ thông qua mạch

Mạch kín tịnh tiến trong từ trường đều hoặc quay

Thế năng của mạch điện

B P cos

S B I I

Pm = I.S moment từ (Am2)    n  , B  

5.6 – LỰC LORENTZ

Bắn hạt mang điện tích q có vận tốc vào trong từ trường thì hạt điện q chịu ảnh hưởng bởi lực Lorenz

Phương vuông góc với

Chiều theo qui tắc bàn tay trái

Điểm đặt tại điện tích q

• Qui tắc bàn tay trái

Đặt bàn tay trái sao cho các đường cảm ứng

từ xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay là chiều vận tốc, ngón cái choãi

ngang góc 900 chỉ chiều lực Lorenz nếu là

điện tích dương, còn điện tích âm ngược chiều ngón tay cái

2v

r2

mv B

cosmv

2T

v

sin v

v

//

TƯƠNG QUAN ĐIỆN – TỪ

d

B

đien dong

i S

D D d S q

; U

duong

I d

.

H  

3 – Hiệu ứng Hall

djB

Rq

n

djBU

+ + + + + + + +

_ d

J v

0



Với

q n

1 R

0



Hằng số Hall

TƯƠNG QUAN ĐIỆN – TỪ:

Xung quanh điện tích có

Đặc trưng cho điện trường

tại mỗi điểm là vectơ

cường độ điện trường

Đặc trưng cho từ trường tại mỗi điểm là vectơ cảm

Q k





TƯƠNG QUAN ĐIỆN – TỪ

Hệ số điện môi:  Hệ số từ môi: 

Vectơ cảm ứng điện: Vectơ cường độ từ









TƯƠNG QUAN ĐIỆN – TỪ

d

B

đien dong

i S

D D d S q

; U

duong

I d

.

H  