Các đại lượng đặc trưng của từ trường

2.3.1 Cường độ từ cảm

Để đặc trưng cho từ trường người ta dùng khái niệm vectơ cường độ từ cảm B.

Vectơ cường độ từ cảm B

Từ trường được đặc trưng bởi đại lượng vật lý là vectơ cường độ từ cảm B

(gọi tắt là vectơ từ cảm, vectơ cảm ứng từ). Trị số B của vectơ từ cảm B cho ta biết từ trường mạnh hay yếu. Chiều của vectơ từ cảm B là chiều của từ trường (chiều của đường sức từ trường).

Trong hệ đơn vị quốc tế (SI), đơn vị của cường độ từ cảm là tesla, ký hiệu là T. Trong các máy điện, cường độ từ cảm B thường khoảng từ 1T đến 1,6T.

2.3.2 Cường độ từ trường H – hệ số từ cảm

Trong chân không vectơ từ cảm B đủ để mô tả trạng thái của từ trường. Nhưng trong môi trường vật chất ta phải xét đến ảnh hưởng của chúng lên từ trường. Để thấy rõ, chúng ta hãy quan sát đường sức từ trường trong 2 trường hợp ở hình 2.7.

Hình 2.7

Khi đặt vật liệu như giấy, thuỷ tinh, gỗ, nhựa vào trong từ trường của một nam châm, đường sức từ không bị biến dạng (hình 2.7a), song khi đặt một tấm sắt (dẫn từ tốt) đường sức từ tập trung đi vào sắt, từ trường bị biến dạng (hình 2.7b). Để xét đến ảnh hưởng này của môi trường vật chất, người ta dùng vectơ cường độ từ trường H đặc trưng cho từ trường trong các môi trường vật chất.

Trong môi trường đẳng hướng (môi trường có các tính chất vật lý đồng nhất theo mọi hướng khác nhau), quan hệ giữa vectơ từ cảm B và vectơ cường độ từ trường H như sau:

H μ H ). (1 Bμ0 χm  (2-1) Trong đó :

χm: Độ thẩm từ của môi trường vật chất, đặc trưng ảnh hưởng của môi trường. μ0 : Hệ số (độ) từ thẩm của chân không.

 : hệ số (độ) từ thẩm của mồi trường vật chất. Đơn vị của hệ số từ thẩm là henry trên mét, ký hiệu

m H

Đơn vị của cường độ từ trường là ampe trên mét, ký hiệu m A

Trong thực tế hệ số từ thẩm của các vật liệu dẫn từ lớn gấp hàng nghìn lần của chân không, để so sánh người ta đưa khái niệm hệ số từ thẩm tương đối μr

μ μ μ

0

r (2-2)

Trong kỹ thuật điện, các vật liệu sắt từ dẫn từ rất tốt có μr từ vài trãm đến vài vạn vì thế vật liệu sắt từ được sử dụng để chế tạo các mạch từ cho các thiết bị điện.

Biểu thức (2-1), áp dụng vào các bộ phận của các thiết bị điện ta có: Trong khe hở không khí hoặc bộ phận không sắt từ:

Bμ0H (2-3) Trong đó : μ 4.π.10 7

0  (H/m)

Trong phần thép: BμHμ0μrH (2-4)

2.3.3 Từ thông

Khi nghiên cứu, thiết kế các thiết bị, ngoài các khái niệm B, H, người ta còn sử dụng khái niệm từ thông.

Thông lượng của vectơ B xuyên qua một bề mặt S được gọi là từ thông 

Khi vectơ B thẳng góc với bề mặt S và có trị số bằng nhau trên toàn mặt phẳng ấy thì từ thông  được tính là:

B.S

φ (2-5)

Đơn vị của từ thông là vebe, ký hiệu

là Wb. Hình2.8

Biểu thức (2-5) có thể viết là: S

φ

B (2-6)

Vậy cường độ từ cảm B chính là mật độ từ thông trên bề mặt S.