La bàn từ hàng hải part 2 ppt

Chơng 1 Khái niệm cơ bản về từ trờng 8 - Cờng độ từ trờng thanh nam châm N ' S ' tác dụng lên điểm C là H 1 . Theo chứng minh phần b ta có : sin 33 1 1 d M d M H == . - Cờng độ từ trờng thanh nam châm N"S"tác dụng lên điểm C là H2 . Ta có : cos 2 2 33 2 2 d M d M H == Tổng hợp H 1 và H 2 có cờng độ từ trờng H gây ra ở điểm C là : += 21 HHH V r r r độ lớn thì H 2 V = 2 3 2 3 )cos()sin( d M d M + H 2 V = )cos4.(sin)( 222 3 + d M H 2 V = )cos4cos1.()( 222 3 + d M 2 3 cos31+= d M H V . (1.6) 1.3. Sự tác dụng lẫn nhau của hai thanh nam châm đặt trong từ trờng đều. NA = 2lsin Dới tác dụng của mô men quay này, kim nam châm sẽ quay và định hớng dọc theo hớng của véc tơ cờng độ từ trờng H r . Giá trị mô men quay ký hiệu là P đợc tính theo công thức . P = 2lmHsin (4) (1.7) * La bàn từ đợc đặt trong từ trờng của trái đất. Trong quá trình xét coi từ trờng của trái đất là đều, đợc tiến hành sử dụng một thanh nam châm thẳng đặt cố định trong thân la bàn, và một kim nam châm đặt trên chậu la bàn có khả năng quay quanh trọng tâm của nó. Để đơ n giản ta biểu diễn thanh nam châm và kim nam châm dới dạng sơ đồ (Hình 1.6). Nếu kim nam châm NS có mô men là 2ml, đặt trong từ trờng đều có cờng độ từ trờng H , thì chúng chịu tác dụng của hai lực là +mH và -mH (Hình 1.6 ). Các lực +mH , -mH tạo với n hau thành một ngẫu lực với cách tay đòn là NA . Hd H - mH +mH A n 2l Hình 1.6 Chơng 1 Khái niệm cơ bản về từ trờng 9 Giả sử tại một vị trí nào đó trong không gian xung quanh kim nam châm ta đặt một thanh nam châm thẳng N-S cố định , có mô men từ là M (hình 1.7) . Cờng độ từ trờng của thanh nam châm N-S ở trọng tâm của thanh nam châm ta tính đợc theo công thức đã nghiên cứu ở 1.2 . sin 3 1 d M H = và cos 2 3 2 d M H = - ở đây 1 H r có hớng vuông góc với đờng 00 1 và 2 H r có hớng song song với 00 1 . Do vậy lực tác dụng của thanh nam châm N-S lên kim nam châm có thể tính đợc là: mH 1 và mH 2 các lực này tạo ra những ngẫu lực và đợc tính theo công thức (1.7) là : 2lmH 1 cos( -) và 2lmH 1 sin( -) . Tính tất cả 3 mô men làm quay kim nam châm và tổng hợp lại ta có : 2lmHsin-2lmH 1 cos( -) - 2lmH 2 sin( -) = 0 hay : Hsin-H 1 cos( -) - H 2 sin( -) = 0 . Thay giá trị H 1 và H 2 vào ta có điều kiện toán học cân bằng của kim nam châm : Hsin- 3 d M sin .cos(-) - 3 2 d M cossin(-) = 0 (1.8) Dới đây ta nghiên cứu 2 trờng hợp đặc biệt về lực tác dụng lẫn nhau của kim nam châm và thanh nam châm thẳng dới tác dụng của từ trờng đều H - vị trí Gay-lys-Sắc thứ nhất và thứ hai . + Vị trí Gay-Lys-Sắc thứ nhất. Trục của thanh nam châm nằm vuông góc với hớng từ trờng đều H hay trọng tâm của kim nam châm nằm trên đờng trục của thanh nam châm. Vị trí này tơng ứng với vị trí nam châm khử độ lệch tàu nghiêng trong thân la bàn từ. Trong trờng hợp này góc = 0, = 90 o . Thay giá trị này vào biểu thức (1.8) ta có: Hsin - 3 2 d M cos = 0 +mH Hình 1.7 - +mH 2 +mH 1 N H H S - mH - mH 1 - mH 2 N S o Chơng 1 Khái niệm cơ bản về từ trờng 10 hay H = 3 2 d M cotg (1.9) Công thức (1.9) dùng trong thực tiễn để xác định thành phần nằm ngang của từ trờng trái đất . Để xác định H ta tiến hành nh sau : đặt một thanh nam châm thẳng có mô men từ M , ở trong từ trờng trái đất H . Trên khoảng cách d đã biết đặt một kim nam châm ở vị trí Gay- Lys-Sắc thứ nhất , đo góc lệch của kim nam châm theo công thức (1.9) ta tính đợc H. Công thức (1.9) cũng đợc sử dụng để tính Mômen từ của thanh nam châm thẳng khi đã biết từ trờng H, khoảng cách d, góc lệch . Tính Mômen từ M từ công thức (1.9). H = tgHd 3 2 1 . + Trong trờng hợp này = 90 o , = 0 thay và vào biểu thức cân bằng của kim nam châm ta có : 0cot0cossin 33 === g d M H d M H (1.10) . Công thức (1.10) dùng để xác định thành phần từ trờng của quả đất và mô men từ thanh nam châm . s N H O1 O = 90 d H H 2 Hình 1.8 Hình 1.9 O O1 S H N H 1 N S +Vị trí Gay - Lys - Sắc thứ hai : Thanh nam châm đặt vuông góc với từ trờng H hay trọng tâm kim nam châm nằm trên đờng vuông góc với trục thanh nam châm và đi qua trung điểm của thanh . Vị trí này tơng ứng với vị trí nam châm khử độ lệch bán vòng ( hình 1.9). Chơng 1 Khái niệm cơ bản về từ trờng 11 1.4 Vật thể sắt từ - Phơng pháp luyện sắt từ thành nam châm 1.4.1 Tính chất của vật thể sắt từ . Tất cả các chất tuỳ theo giá trị độ từ thẩm à của chúng mà ngời ta có thể chia ra thành 3 loại: - Các chất phản từ , ứng với à < 1. - Các chất thuận từ , ứng với à > 1. - Các chất sắt từ , ứng với à >> 1. 1.4.1.1 Các chất sắt từ . Các chất sắt từ có độ từ thấm rất lớn (à >> 1), nên nó có khả năng từ hoá đặc biệt . Khả năng từ hoá đặc biệt của vật thể sắt từ có thể đợc giải thích nh sau : + Vật thể sắt từ đợc cấu tạo bởi vô số các nam châm phân tử. Nếu các nam châm phân tử chuyển động hỗn loạn thì lực tác dụng giữa chúng trong trờng hợp tổng quát bằng 0 và vật thể không có từ tính. Các nam châm phân tử tác dụng tơng hỗ và giữa chúng ở vị trí cân bằng. + Nếu ta đem vật thể sắt này đặt vào trong một từ trờng, dới tác dụng của các lực , các nam châm phân tử bị định hớng theo hớng xác định, nghĩa là nó bị từ hoá. Sau khi tất cả các nam châm phân tử đã định hớng theo từ trờng ngoài thì nó ở tình trạng bão hoà từ và không có khẳ năng từ hoá hơn nữa . + Nếu ta triệt tiêu từ trờng từ hoá bên ngoài, thì do lực tác dụng tơng hỗ giữa các phân tử lại làm chúng chuyển động hỗn loạn trở về tình trạng đầu. Nhng do hiện tợng định hớng song song của các nam châm phân tử, mặt khác lực tác dụng tơng hỗ giữa chúng phát sinh không hoàn toàn nh tình trạng ban đầu, do vậy chúng vẫn còn một lợng từ d khi từ trờng bên ngoài triệt tiêu, chúng có thể trở thành nam châm . 1.4.1.2 Các chất thuận từ . Các chất thuận từ có độ từ thẩm à >1đơn vị, chất này bị từ hoá theo hớng của từ trờng ngoài. Nhng do chuyển động nhiệt phân tử ở trong chất thuận từ đã làm giảm khả năng định hớng của nam châm phân tử , vì vậy chất thuận từ bị từ hoá yếu không dùng làm nam châm vĩnh cửu . 1.4.1.3 Các chất phản từ : à < 1đơn vị. Các chát phản từ có các nam châm phân tử bị từ hoá theo hớng ngợc lại với từ trờng từ hó, nên khả năng từ hoá của nó nhỏ hơn một đơn vị . O +B Hình 1.10 Đờng cong từ trễ a b c f e - H - B d +H Chơng 1 Khái niệm cơ bản về từ trờng 12 1.4.2 Đặc tính từ hoá của sắt từ . Cho một thỏi sắt từ vào trong lòng một ống dây và cho dòng điện chạy qua cuộn dây đó. Ban đầu tăng dần cờng độ từ trờng H thì cảm ứng từ B cũng tăng, theo tỷ lệ thuận khi cờng độ từ trờng H đạt tới cờng độ từ trờng của cuộn dây thì cảm ứng từ B không tăng nữa, đạt giá trị lớn nhất. Điểm a là điểm bão hoà từ (hình 1.10). Nếu sau đó ta giảm từ từ cờng độ từ trờng H, thì cảm ứng từ B cũng giảm dần không theo đờng cũ mà theo một đờng khác gọi là đờng trễ ab, khi H giảm về 0. Hiện tợng trễ này cũng cho ta thấy vật thể sắt từ có tính chất từ hoá đặc biệt, đoạn ob gọi là từ d. Ta tiếp tục từ hoá ngợc, tức là đổi chiều dòng điện trong cuộn dây. Khi tăng cờng độ từ hoá ngợc thì cảm ứng từ B cũng giảm dần theo đờng cong bc. Khi cờng độ từ trờng đạt giá trị oc thì cảm ứng từ B triệt tiêu, đoạn oc gọi lực giữ từ. Tiếp tục tăng H theo hớng oc thì B cũng tăng theo đến điểm d thì B không tăng nữa. Điểm d gọi là điểm bão hoà từ. Ta tiếp tục giảm H về không thì thỏi sắt từ vẫn tồn tại cảm ứng từ theo đoạn de (điểm e đối xứng điểm b). Tiếp tục tăng H thì B tăng theo (đoạn ef ). Tiếp tục tăng H thì đờng cong lại về trùng điểm a. Vậy đờng cong (oabcdefa) là đờng cong từ trễ biểu thị quá trình từ hoá của sắt trong từ trờng. Lực giữ từ oc là đặc tính quan trọng nhất của vật liệu sắt từ . 1.4.3 Vật liệu nam châm từ . Căn cứ vào lực giữ từ (hay còn gọi là lực kháng từ) ngời ta chia vật liệu sắt từ làm hai loai : sắt từ cứng và sắt từ mềm. 1.4.3.1 Sắt từ cứng. Sắt từ cứng là những vật liệu sắt từ có lực kháng từ lớn, tức là có khả năng giữ từ lớn , nó đợc sử dụng để chế tạo nam châm vĩnh cửu. Các sắt từ cứng đặc biệt là thép các bon thép crôm và thép có chứa nhiều co-ban. Sắt từ cứng tơng ứng với vật liệu sắt từ có lực kháng từ lớn hơn 20 oe . 1.4.3.2 Sắt từ mềm. Sắt từ mềm là những vật liệu sắt từ có lực kháng từ nhỏ, hầu nh không có khả năng dữ lại từ tính . Những vật liệu sắt từ đợc gọi là sắt từ mềm khi lực kháng từ nhỏ hơn 2 oe . Dới đây là lực kháng từ của một số vật liệu sắt từ : Hợp kim Platin - Coban 4000 oe Hợp kim Platin - Sắt 15000 oe Hợp kim "Magnhit" 550 oe Hợp kim "Vickal" 500 oe Thép Co-ban 220 oe Thép Von - Fram 60 oe Chơng 1 Khái niệm cơ bản về từ trờng 13 Thép đóng tàu 8 oe Sắt"Armko" 0,8 oe Hợp kim"Pecmaloi" 0,05 oe . * La bàn từ có các thiết bị khử độ lệch đợc chế tạo từ sắt từ cứng và sắt từ mềm nh sau : + Các vật liệu sắt từ cứng nh các thanh khử độ lệch bán vòng, khử độ lệch lệch tàu nghiêng và hệ thống kim từ của một số la bàn. Các loại nam châm nàyđợc chế tạo bằng thép Vonfram , thép Crôm , thép Coban và một số hợp kim đặc biệt khác, các chất này có lực kháng từ lớn tới 100 oe . + Ngời ta thờng chế tạo các thỏi nam châm có tiết diện tròn hoặc vuông, kích thớc tiết diện rất nhỏ so với chiều dài của chúng , đầu bắc sơn màu đỏ, đầu nam sơn màu đen hoặc trắng . Mô men từ của thanh nam châm có thể đợc ghi ngay trên thân thanh nam châm cùng với năm sản suất , số liệu suất xởng . Các thanh nam châm để khử độ lệch có mô men từ rất lớn có thể đạt tới 35000 đơn vị C.G.S.M tuỳ theo từng nớc sản xuất, tuỳ theo khoảng cách đặt thanh khử với một số la bàn . + Để chế tạo nam châm có mô men từ lớn ngời ta tiến hành chế tạo sắt từ và cho từ hoá đặc biệt. Đầu tiên ngời ta đem tôi bằng cách nung chúng lên 800 0 C - 1200 0 C (nung tới nhiệt độ nào đó là tuỳ thuộc vào loại hợp kim chế tạo thanh nam châm). Sau đó bỏ nhanh chúng ra ngoài không khí hoặc cho vào nớc vào dầu (cho vào loại môi trờng nào tuỳ loại hợp kim). Sau khi tôi xong, các thanh nam châm đợc đem làm ổn định cấu tạo bằng cách luộc chúng ở trong nớc sôi (100 0 C) . Bằng cách này đảm bảo ổn định thành phần hoá học của thanh nhanh hơn so với nhiều phơng pháp khác. Một giờ luộc thanh sắt từ nh vậy có tác dụng bằng để thờng hoá ngoài không khí bằng mấy năm . Sau khi đã ổn định cấu tạo ngời ta đem từ hoá chúng. Để từ hoá đợc chúng, với thép Vonfram và thép Crôm , cờng độ từ trờng từ hoá phải đạt tới 400 oe đến 500 oe , còn thép Coban thì phải từ 1000 oe đến 1500 oe. Sau khi từ hoá xong ngời ta đem nam châm đi ổn định từ tính, tức là loại trừ các từ trờng cục bộ nảy sinh trong các giờ đầu tiên. Mặt khác ổn định từ tính còn có tác dụng làm cho thanh nam châm ít nhạy cảm với các dao động cơ học và các từ trờng bên ngoài, nh thế cũng có nghĩa là ổn định đợc mô men từ của thanh nam châm . ổn định từ hay còn gọi là già từ đợc ngời ta thực hiện bằng cách đặt thanh nam châm vào trong một cuộn dây có dòng điện xoay chiều chạy qua. Tần số dao động của dòng điện đợc chọn tơng ứng với các pha dao động điện hoặc dao động cơ học trên tàu thờng tác dụng vào la bàn. Sau khi cho dòng điện vào ngời ta dần dần giảm dòng điện về 0 . Bằng cách ổn định nh vậy các thanh nam châm sẽ có khả năng ít nhạy cảm với các hiện tợng va đập , rung động. Mô men từ của chúng giữ đợc cố định khi biên độ dao động nhiệt Chơng 1 Khái niệm cơ bản về từ trờng 14 tới 30 0 C và khi cờng độ từ trờng ngoài thay đổi tới 2 oe ứng với nam châm Vonfram và Crôm , tới 3 oe ứng với nam châm Coban - Crôm . Các thanh nam châm vĩnh cửu thờng đợc bảo vệ trong hộp gỗ đặc biệt, các nam châm để cách nhau không nhỏ hơn 5 cm , tuỳ theo mô men từ lớn hay nhỏ. Các lực cùng tên để khác phía trong hộp gỗ không nên dính các thanh nam châm với nhau vì làm nh thế khi tách chúng ra sẽ không đảm bảo đợc cố định từ tính theo thời gian. Để tránh hiện tợng rỉ ngời ta thờng sơn cực bắc màu đỏ, cực nam màu xanh không nên để nam châm ở nơi có nhiệt độ cao, nơi có từ trờng cờng độ lớn hơn 3 oe . Các thanh nam châm không đợc đặt gần các vật bằng sắt . * Sắt từ mềm để khử độ lệch phần t, độ lệch cảm ứng ngời ta sử dụng sắt từ mềm. Chúng đợc chế tạo thành các thỏi có tiết diện tròn, quả cầu hoặc các tấm hình chữ nhật. Các thỏi và tấm đợc chế tạo bằng sắt non có lực kháng từ nhỏ hơn 1,5 oe còn quả cầu đợc chế tạo bằng gang có lực kháng từ nhỏ hơn 3,5 oe . Để chống rỉ ngời ta có thể đem sơn màu xanh, đen.v.v 1.5 Từ trờng của trái đất - độ lệch địa từ 1.5.1 Khái niệm địa từ trờng. Qua thí nghiệm, khi treo một kim nam châm tự do trên bề mặt của trái đất ở bất kỳ vị trí nào cũng quan sát thấy một đầu kim nam châm luôn định hớng. Từ thí nghiệm trên chứng tỏ trái đất luôn có từ trờng. Từ trờng luôn bao quanh bề mặt trái đất, trên không gian, trong lòng đất và cả dới nớc biển đều phát hiện thấy có từ lực tác dụng. Từ trờng của quả đất có ý nghĩa rất lớn trong cuộc sống con ngời. Trong không gian hàng nghìn kilômét bao quanh mặt đất, từ trờng của quả đất cũng nh môi trờng ngăn tia sáng vũ trụ xuyên vào quả đất. Do đó nó bảo vệ đơc cuộc sống của các sinh vật trên mặt đất khỏi bị huỷ diệt do phóng xạ. Nghiên cứu từ trờng của quả đất cho phép chúng ta khái quát những nét cơ bản để xây dựng bề mặt quả đất, phát hiện ra những vỉa quặng có ích, nghiên cứu các hiện tợng phát sinh từ mặt trời và không gian vũ trụ. Một ví dụ rõ ràng nhất là con ngời đã biết lợi dụng từ trờng của quả đất để chế tạo ra địa bàn giúp con ngời đi trong rừng, đi trên sa mạc, chế tạo ra la bàn để đi lại trên biển. Trong năm vật lý địa cầu 1957-1958 các nhà khoa học đã nghiên cứu và thí nghiệm dùng các máy móc đo từ tính, đo đợc các yếu tố từ trờng trên mặt đất. Trong thực tế thì từ trờng của quả đất khá phức tạp, để đơn giản, cho phép ta coi từ trờng của quả đất nh một nam châm khổng lồ, có cực nam(S) nằm ở gần địa cực bắc, cực bắc(N) của nam châm nằm ở gần địa cực nam của trái đất. Đờng đi qua hai cực từ gọi là trục từ Pm P'm (hình 1.11), trục từ nghiêng với trục trái đất một góc là 12 độ . Cực từ của nam châm hàng năm có thay đổi vị trí. Chơng 1 Khái niệm cơ bản về từ trờng 15 Ví dụ: Khảo sát năm 1950 : cực bắc từ ( = 72 0 N, =96 0 W ) . Cực nam từ(( = 70 0 S , =150 0 20'E) cực từ Pm ở gần địa cực bắc có từ tính nam và cực từ P'm ở gần địa cực nam có từ tính bắc nên kim nam châm của la bàn luôn hớng về phía cực Pm. Thế nhng khi gọi tên ta gọi cực Pm là cực bắc và cực P'm là cực nam tơng ứng với tên của cực địa lý: - Theo lý thuyết sức từ đi vào ở cực nam Pm , từ trờng mang dấu dơng , đi ra ở cực bắc P'm, từ trờng mang dấu âm . 1.5.2 Các phân lực địa từ và ảnh hởng của nó . Xét điểm A bất kỳ trên bề mặt trái đất , chịu tác dụng của cờng độ địa từ trờng ký hiệu là T. Véc tơ cờng độ từ trờng ( T r ) ở tại mỗi điểm luôn tiếp tuyến với đờng sức từ. Nếu Tại điểm A ta treo một kim nam châm thì trục kim nam châm sẽ nằm theo hớng của véc tơ ( T r ) và lệch với mặt phẳng nằm ngang một góc , góc gọi là độ từ nghiêng . Nếu đầu bắc kim nam châm chúi xuống thì góc mang dấu dơng , nếu đầu bắc kim nam châm ngẩng lên thì góc mang dấu âm. Nh vậy ở cực thì góc = 90 0 , T r đi vào ở cực bắc và đi ra ở cực nam. ở xích đạo = 0 0 , đờng nối các điểm có = 0 0 gọi là xích đạo từ, xích đạo từ có dạng đờng cong không đều nó ở gần xích đạo địa lý. Các điểm có cùng độ từ nghiêng nối lại gọi là vĩ độ từ . Phân tích véc tơ cờng độ từ trờng T thành hai thành phần. - Thành phần nằm ngang : H . - Thành phần thẳng đứng : Z Thành lập công thức biểu thị mối quan hệ giữa các phân lực : Ta có: T 2 = H 2 + Z 2 A Z d H Hd Nt T Hình 1.12 Các phân lực địa từ P m P m P N P S 12 o A H T Z Hình 1.11 Từ trờng Trái đất Chơng 1 Khái niệm cơ bản về từ trờng 16 H = Tcos Z = Tsin tg = H Z => Nhận xét : Phân lực H gọi là phân lực định hớng nghĩa là dới tác dụng của phân lực nằm ngang H luôn kéo kim nam châm của la bàn chỉ hớng bắc địa từ (Nd) , kinh tuyến đi qua gọi là kinh tuyến địa từ , kinh tuyến địa từ đợc chọn làm mốc tính hớng đi và phơng vị địa từ. Qua công thức ta thấy nếu điểm A ở xích đạo thì = 0 H = T = H Max (khoảng 0,4 oe), Z = 0 chứng tỏ la bàn hoạt động ở vùng xích đạo , gần xích đạo khả năng định hớng tốt nhất. Khi vĩ độ càng tăng thì H càng giảm , ở cực thì = 90 0 H = 0 chứng tỏ la bàn không có khả năng hoạt động . - Phân lực Z không có tác dụng định hớng . 1.5.3 Độ lệch địa từ (Hình 1.13) Do trái đất có từ trờng, lực địa từ tác dụng vào kim nam châm la bàn làm kim la bàn không chỉ hớng bắc thật ký hiệu (N t ) mà chỉ sang một hớng khác gọi là bắc địa từ (N d ) , kinh tuyến đi qua gọi là kinh tuyến địa từ, kinh tuyến địa từ đợc chọn làm mốc để tính hớng đi địa từ (H d ) và phơng vị địa từ (P d ) vậy góc lệch giữa kinh tuyến địa từ và kinh tuyến thật gọi là độ lệch địa từ d . Nếu đầu bắc kim nam châm lệch về phía đông (E) so với kinh tuyến thật thì d mang tên đông (E) và lấy dấu (+) . Nếu bắc kim nam châm lệch về phía tây so với kinh tuyến thật d thì mang tên tây (W) lấy dấu (-). ở những điểm khác nhau trên mặt đất, độ lệch địa từ có giá trị khác nhau, nó có thể biến thiên từ 0 0 đến 180 0 W E . Giá trị và sự phân bố từ trờng trên bề mặt trái đất đợc ngời ta biểu thị bằng các bản đồ đặc biệt gọi là bản đồ từ. Các bản đồ này đợc xây dựng theo định kỳ vì từ trờng của trái đất thay đổi theo thời gian . Ví dụ bản đồ từ xây dựng năm 1995 có nghĩa là các tài liệu sử dụng đợc tính từ lúc 0 h 00 m ngày 01/ 01/1995 theo kinh tuyến gốc . Trên bản đồ vùng đợc vẽ các đờng đẳng trị . Mỗi đờng đẳng trị yếu tố từ trờng có một tên gọi riêng . Đờng đẳng trị độ lệch địa từ gọi là đờng đẳng độ lệch địa từ , đờng đẳng trị các lực T , H và Z gọi là đờng đẳng từ . Nd S N d E (+) d W (-) Nd Nt Hình 1.13 Chơng 1 Khái niệm cơ bản về từ trờng 17 Các bản đồ từ trờng có hai loại, một loại tỷ lệ xích lớn , một loại có tỷ lệ xích nhỏ . Những bản đồ có tỷ lệ xích lớn đợc dựng cho một vùng nhỏ, mạng lới đờng đẳng trị dầy đặc nó chỉ tất cả các từ trờng đặc biệt ở vùng này. Bản đồ tỷ lệ xích nhỏ đợc xây dựng cho một vùng biển lớn hoặc cho toàn bộ thế giới, trên đó biểu thị khái quát các đờng đẳng trị , các yếu tố từ trờng . Các yếu tố từ trờng trái đất không cố định mà luôn luôn thay đổi, nguyên nhân gây ra sự thay đổi này thì cho tới nay khoa học vẫn cha giả đáp đợc thoả mãn. Từ trờng của trái đất đợc phát sinh do hai loại từ trờng : Từ trờng chính và từ trờng biến đổi . Từ trờng chính cũng không phải là cố định, khi quan sát liên tục nhiều năm , ngời ta thấy nó thay đổi chậm . Sự thay đổi giá trị trung bình trong năm gọi là sự thay đổi thế kỷ . Sự thay đổi giá trị từ trờng trung bình trong một ngàyđêm gọi là sự thay đổi ngày đêm , thờng rất nhỏ nên trong thực tiễn ngời ta bỏ qua . Sự thay đổi mang tính chu kỳ năm này qua năm khác đợc ghi sẵn trên hải đồ đi biển, theo từng hoa địa từ cho từng khu vực. Hoa địa từ là một vòng tròn chia độ từ 0 0 đến 360 0 trong vòng tròn ghi sẵn các giá trị độ lệch địa từ, năm khảo sát địa từ và lợng thay đổi hàng năm . Ví dụ: Trên hải đồ Việt Nam có ghi: Tại khu vực biển Long Châu ĐLĐT : 0 0 55 w - 1995 có nghĩa là độ lệch địa từ khảo sát năm 1995 là d = 0 0 55w hàng năm không thay đổi. (hình 1.14). Ví dụ : trên hải đồ Anh có ghi : Tại khu vực biển Hồng Kông là : MagVar 2 0 05 w -1990 (4'W) có nghĩa là độ lệch địa từ khảo sát năm 1990 là d = 2 0 05W , thay đổi theo hàng năm 4'W. (Hình1.15) Từ trờng biến đổi thì độ lệch địa từ cũng biến đổi liên tục có tính chất đều đặn nhng có những ngày chúng thay đổi đột biến cả về chu kỳ lẫn biên độ. Sự thay đổi đột biến có cờng độ rất lớn, có thể xảy ra mọi nơi trên trái đất hay một vài địa phơng ngời ta gọi là bão từ. Thời gian bão từ có thể xảy ra từ hai đến ba ngày đêm. Trong những năm gần đây nhờ có vệ tinh nhân tạo của trái đất, ngời ta đã biết đơc nguồn gốc của sự biến đổi từ trờng là do dòng cảm ứng xuất hiện ở tầng cao của khí quyển Hình 1.14 180 o 270 o 90 o ĐLĐT : 0 o 55 w 1995. Hàng năm không thay đổi 0 o Hình 1.15 270 o 90 o 0 o Mag Var 2 o 0 5 w - 1990(4w) 180 o . là H2 . Ta có : cos 2 2 33 2 2 d M d M H == Tổng hợp H 1 và H 2 có cờng độ từ trờng H gây ra ở điểm C là : += 21 HHH V r r r độ lớn thì H 2 V = 2 3 2 3 )cos()sin( d M d M + H 2 V . H 2 V = )cos4.(sin)( 22 2 3 + d M H 2 V = )cos4cos1.()( 22 2 3 + d M 2 3 cos31+= d M H V . (1.6) 1.3. Sự tác dụng lẫn nhau của hai thanh nam châm đặt trong từ trờng đều. . kháng từ) ngời ta chia vật liệu sắt từ làm hai loai : sắt từ cứng và sắt từ mềm. 1.4.3.1 Sắt từ cứng. Sắt từ cứng là những vật liệu sắt từ có lực kháng từ lớn, tức là có khả năng giữ từ lớn