CƯỜNG ĐỘ TỪ CẢM

I R2 2 R 33  E3 E 2 10 2 5 3 110 (3)

3.3. CƯỜNG ĐỘ TỪ CẢM

Cường độ từ cảm hay còn gọi làcảm ứng từ là đại lượng vectơ kí hiệu B Vectơ cường độ từ cảm tại mỗi điểm trong không gian có cùng phương chiều với vectơ cường độ từ trường.

Cùng một nguồn từ trường sinh ra nhưng đặt trong môi trường khác nhau thì mức độ tương tác lực điện từ cũng mạnh yếu khác nhau. Đại lượng đặc trưng cho từ trường về phương diện tác dụng lực là cường độ từ cảm.

Trị số cường độ từ cảm bằng trị số lực điện từ tác dụng lên dây dẫn dài 1 đơn vị mang dòng điện một đơn vị đặt vuông góc với đường sức từ tại điểm đó:

.F F B I   (3.6) Trong đó: F là lực điện từ (A), I cường độ dòng điện (A),  chiều dài của dây dẫn (m). Đơn vị của cường độ từ cảm là Tesla (T)

3.4. HỆ SỐ TỪ THẨM

Tại mỗi điểm trong từ trường, hệ số từ thẩm bằng tỷ số giữa cường độ từ cảm B và cường độ từtrường H: B H    (3.7) Môi trường là chân không, có các trị số cường độ từ cảm B0 và từ trường H0, thì: 0 =

0 0 H B

0 - hệ số từ thẩm tuyệt đối của chân không, về trị số0= 4.10-7s/m. Đơn vịs/m còn gọi là Henry/mét (H/m).

Trong môi trường khác chân không, ta có:

0 =

H

B hay B = 0H (3.8)

 hệ số từ thẩm tương đối của môi trường từtrường khác chân không, cho biết hệ số từ thẩm tuyệt đối của môi trường so với hệ số từ thẩm của chân không

0

Theo hệ số từ thẩm và từ tính của vật chất, người ta chia ra các chất thuận từ, nghịch từ và dẫn từ.

52

Vật liệu từ là loại vật liệumà dưới tác dụng của từtrường ngoài có thể bị từ hóa, tức là có những tính chất từđặc biệt

Phân loại: 3 loại

Vật liệu thuận từ (Thuận từ là những chất có từ tính yếu). Tính chất thuận từ thể hiện ở khả năng hưởng ứng thuận theo từ trường ngoài, có nghĩa là các chất này có mômen từ nguyên tử(nhưng giá trị nhỏ), khi có tác dụng của từ trường ngoài, các mômen từ này sẽ bị quay theo từ trường ngoài, làm cho cảm ứng từ tổng cộng trong chất tăng lên) có 1 nhưng không vượt quá đơn vị nhiều chênh lệch cỡ 106

Vật liệu nghịch từ (Các chất nghịch từ là các chất không có mômen từ). Khi đặt vào từ trường ngoài trong các phân tử sẽ xuất hiện dòng điện phụ và tạo ra từ trường phụ ngược chiều từ trường ngoài theo xu hướng cảm ứng điện từ) có

1

 nhưng không nhỏ hơn đơn vị đáng kể. Ví dụ Đồng, chì, bạc, kẽm

Với cùng một nguồn gây ra từ nhưng khi đặt trong vật liệu thuận từ và nghịch từ thì cường độ từ cảm B sẽ sai khác so với trong chân không tuy nhiên sai khác không lớn   1

Vật liệu sắt từ: là những vật liệu có hệ số từ thẩm tương đối lớn và phụ thuộc vào cường độ từ trường. Như vậy với cùng một nguồn gây từ nhưng nếu đặt trong vật liệu sắt từ sẽ tạo ra từ cảm B lớn hơn rất nhiều

Visdu: Sắt, Coban, Niken và các hợp kim của chúng

4. LỰC TỪ

4.1. CÔNG THỨC AM PE

Trong thực tế thường gặp trường hợp cần xác định lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện đặt trong từ trường đều hay có thể coi là đều.

Công thức xác định lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện đặt trong từ trường đều:

. . .sin

FB I  (3.9) (3.9) là công thức Am – pe về lực từ tác dụng lên một dòng điện (3.9) là công thức Am – pe về lực từ tác dụng lên một dòng điện

Trong đó: B làCường độ từ cảm,  là chiều dài dây dẫn,  là góc hợp bởi đoạn dòng điện và B

4.2. QUY TẮC BÀN TAY TRÁI

Để xác định chiều của lực từ tác dụng lên một dây dẫn mang dòng điện xác định theo quy tắc bàn tay trái. Quy tắc bàn tay trái (còn gọi là quy tắc Fleming) là quy tắc định hướng của lực do một từ trường tác động lên một đoạn mạch có dòng điện chạy qua và đặt trong từ trường.

53

Quy tắc bàn tay trái phát biểu như sau: Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ đâm xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều dòng điện thì ngón tay cái choãi ra 900 chỉ chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện.

4.3. LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN HAI DÂY DẪN THẲNG

Hai dây dẫn 1 và 2 mang dòng điện đặt gần nhau thì từ trường do dòng điện trong dây dẫn 1 sinh ra sẽ tác dụng lực lên dây dẫn 2 và ngược lại, từ trường trong dây dẫn 2 sẽ tác dụng lực lên dây dẫn 1

Dòng điện trong hai dây dẫn cùng chiều thì hút nhau, ngược chiều thì đẩy nhau

Khi dây dẫn thẳng mang dòng điện đặt vuông góc với đường sức của từ trường thì lực từ F được xác định bởi công thức: FB I. .

Mà 1 2 0 0 0 . . . . . . . 2 . 2 . I I I B H F d d              (3.10) 4.4. ỨNG DỤNG

Ứng dụng chế tạo loa điện động

Cấu tạo: Loa điện động gồm một ống dây động L có thể di chuyển tự do trong khoảng giữa hai cực một nam châm có dạng đặc biệt. Ống dây động này gắn với một màng M bằng kim loại hay bằng giấy.

Do có hình dạng đặc biệt nên trong khoảng giữa hai cực của nam châm các đường cảm ứng từlà các đương xuyên tâm.

Nguyên tắc hoạt động:

Vì ống dây L được đặt trong từ trường nên khi có dòng điện qua ống dây thì sẽ xuất hiện lực từ tác dụng lên các vòng dây và do đó làm cho các ống dây di động. Màng M được gắn với ống dây nên khi đó M cũng di động theo.

Khi nói trược micrô thì âm đến đập vào màng micrô làm cho màng micrô bị rung. Do cách cấu tạo của micrô (ở đây không nói đến) nên khi màng micrô rung thì dòng điện trong mạch micrô là dòng điện biến đổi. Dòng điệnđó được khuếch đại và đưa vào ống dây động của loa. Vì dòng điện trong ống dây động là dòng điện biến đổi nên nó làm cho ống dây rung. Do đó màng M gắn với ống dây cũng bị rung theo và phát ra âm

5. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

54

Giả sử một đường cong phẳng kín (C) là chu vi giới hạn một mặt có diện tích S (giả thiết là phẳng). Mặt đó được đặt trong một từ trường đều B

. Trên đường vuông góc với mặt phẳng S, ta vẽ vectơ n có độ dài bằng đơn vị theo một hướng xác định (tùy ý chọn), n

được gọi là vectơ pháp tuyến dương. Gọi  là góc tạo bởi B

Để đặc trưng cho số đường sức xuyên qua vuông góc với diện tích S người ta sử dụng khái niệm từ thông ký hiệu Φ: Φ = BS cosα (3.11)

Công thức định nghĩa trên đây chứng tỏ rằng từ thông là một đại lượng đại số.

Khi chọnα nhọn (cosα > 0) thì Φ > 0 và khi α tù (cosα <0) thì Φ < 0.

Đặc biệt khiα = 900 (cosα = 0) thì Φ = 0. Nói cách khác khi các đường sức từ song song với mặt phẳng S thì từ thông qua S bằng 0.

Trường hợp riêng khi α = 0 (cosα = 1) thì: Φ = BS Trong hệ SI đơn vị từ thông là vêbe (Wb)

5.2. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN TỪ

Giả thiết có thanh kim loại MN có chiều dài  mang dòng điện I, đặt trong từ trường đều có cường độ từ cảm B, thanh kim loại sẽ chịu tác dụng của lực điện từ làm di chuyển một đoạn b tạo ra công của lực điện từ

55 Mà FB I. . A B I. . .b