Từ ttựờĩlg do một vật dín mang dòng điện c<5 thể tinh theo dịnh luật B iot - S a v a r t. Địnn luật này cho biết phán d B mà yếu tố dòng điện id s tham gia vào từ trường đọ đòng điện ainh ra tạ i điếm p cách yốu tổ đd TcKõảng r là :
d B 5= ( ' t o ) l(*a r (Định lu ậ t Biot - Savart). (3 1 -7 ) ở đây r là vectơ hướ ng từ yếu tổ dòng điện đến điểm đa n g xét.
Hằng SỐ thấm từ ụ 0
Đại lượng n , gọi là h à n g số th ẩ m từ cứ giá tr ị X 10 7T.m/A * 1,26.10 6 T.m/A.
Dây điện ihẳng và dài
Đổi với một dây điện thảng và dài; m ang dồng điện i, theo định lu ật B iot và Savart, t ừ tr ư ờ ng tại m ột đ iểm cách sợi dây m ộ t kho ảng r cho bởi công th ứ c :
B = (d ty th ẳ n g dài). (3 1 -8 )
2jtr
Hlnh 3 1 -2 vẽ các đường sức từ đổng tâm bao quanh sợi dây. Quy tác bàn tay phải đa nđi tro n g p h ẩ n 3 1 -2 giúp ta xác định mối liên hệ giữa chiẽu của B và idB.
B . và B:txt intr
N ếu dây cđ dò ng đ iệ n chạy q ua đ ặ t tro n g từ trư ờ n g ngoài B , sẽ cổ m ột lực F = i L X tác d ụ n g lên nđ. K hông nôn lản với B jnl là từ trư ờ n g riêng do c h in h dòng điện chạy tro n g dây sinh ra.
Lực tác dụng giửa hai dãy thẳng song song
H ai dây song song cđ dòng điện cùng chiều chạy q u a thl h ú t n hau. H ai dây ctí dòn g đ iệ n chạy ngược chiéu đẩy nhau. Cường độ lực tá c d ụ n g lên đoạn dây chiéu dài L là :
(31-14) tro n g đ<5 d là khoảng cách giữa hai dây, ia và i b là dòng điện chạy tr ê n hai dây.
Định luật Ampère
Khi dò ng điện được p h â n bổ m ộ t cách đối xứng cao, cố th ể d ù n g d ị n h l u ậ t A m p è r e . ỷ B d s = ụ Qi (định luật Ampère) (31-16) th a y cho định lu ậ t Biot - S a v a rt để tín h từ trường. Trong p h ư ơ n g tr ì n h này, tích p h â n đ ư ờ n g được tín h dọc theo m ột vồng kín gọi là v ò n g a m p e . D òng điện i là dòng tổ n g cộng bị q uây bởi vòng kín đó.
Ống dây diện thẳng và ống dây điện hình xuyỂn
D ù n g địn h lu ậ t A m père cđ th ể chứng m inh rằ n g ở tro n g m ộ t óng d â y đ iệ n thảng dài m a n g dòng điện iQ, B tại m ộ t điểm ở gẩn tâ m c ủ a nổ cho bởi công thứ c : B = / V o n ^ n í điện th ẳ n g lí tưởng), (31-21) tr o n g dó n là só Vồng t r ê n đơn vị chiểu dài. Tương tự , từ trư ờ n g B tr o n g ổng d ă y đ iệ n h ìn h xuyến là :
u i 1
...B = —L‘ ■... (Ổng dáỳ t ì n h xùýềĩi). (31-22) T
Trường cửa một lưỡng cực từ
T ừ trư ờ n g dò m ộ t d ò n g đ iệ n vòng (m ột lưỡng cực từ) sinh r a tặ i điể m p n ằ m t r ê n tr ụ c v à cách m ậ t vồng m ột k h o ả n g z, thỉ song song với tr ụ c ấy và cố giá t r ị bầiig :
B(z) = ^3 (dòng điện vống) (31-25)
f i là m ô m e n lưỡng cực của vòng. B ảng 31 -1 tđ m t ắ t v à so s á n h các tín h c h á t tư ơ n g ứ n g của lưỡng cực điện và lưỡng cực từ.
CÂU HỎI
1 - M ột chù m p rô tô n th o á t r a từ m ột xiclôtrôn. Các h ạ t n à y cd sin h ra từ tr ư ờ n g k h ỏ n g ?
2 - B iện lu ậ n vể sự giống n h a u và khác n h a u giữa đ ịn h lu ậ t Coulomb và đ ịn h lu ậ t B iot - S a v a rt.
3 - Xét m ộ t đường sức từ. Cường độ của từ trư ờng B -d ọc theo đường đổ th a y đổi hay không đổi ? Cho m ột ví dụ vé mỗi trư ờng hợp.
4 - Trong các th iế t bị điện tử, n hững dây m ang các dòng điện b ằ n g n h a u n h ư n g ngược chiéu n h a u th ư ờ n g được xoán vào nhau để giàm các hiệu ứ n g từ do c h ú n g gây ra ở n h ữ n g điểm lân cận. Tại sao làm như vậy lại cố hiệu quả ?
5 - Dòng điện chạy trê n dây dẫn là do các êlectrôn trôi tro n g đổ sin h ra, và dòng điện lại sinh ra từ trường. Hỏi nếu một quan s á t viên di động theo với các êlectrôn đ a n g trôi, thỉ dòng điện và từ trư ờ n g m à anh ta đo được b à n g bao nh iê u ?
6 - Hai điện tích ch uy ển động trê n hai quỹ đạo song song với cù n g v ậ n tốc. So sánh chiéu c ủa các lực tư ơ ng tác điện và từ tro n g trư ờ n g hợp :
a) Chúng m a n g điện cù n g dấu ; b) Chúng m a n g điện tr á i dãu.
H ÌN H 31-23. cau hỏi 7 có gợi lê n lự c h ú t g iữ a h a i d â y k h ô n g ?
9 - Cho m ộ t dòng điện chạy qu a m ột lò xo để th ả n g đứng, đ ẩ u dưới tre o m ộ t quà nặng. Hỏi ctí gl xẩy r a không ?
10 - Hai dây điện t h ẳ n g và dài đi gần n h au theo phương v uông gđc. Các dây cổ th ể chu yển động tự do. H ãy mô t ả điểu sẽ xảy ra khi c h ú n g cđ các d ò n g điện chạy qua.
11 - H ai dây dẫn cố địn h chạy b ắ t chéo theo phương v u ôn g gđc với n h a u k h ô n g chạm nhau n h ư n g r ấ t g ẩ n n h a u (hình 31-24). C ùng m ộ t d ò n g điện i ch ạy tr ô n hai dây theo chiêu đ ã vẽ. Hỏi tro n g các miền nào cđ các điểm m à từ trư ờ n g tổ n g cộng bàng không ?
H ÌN H 3 1 -2 4 . Câu hỏi 11 H ỈN H 3 1-25. Câu hỏi 12 H ỈN H 3 1 -2 6 . Câu hỏi 13
12 - Một sợi dây k im loại mém, đ ặ t trê n một m ặ t bàn n h â n , được b á t c h ạ t tạ i hai điểm a và 6, và tạo nôn m ột vòng d ạ n g tùy ý (hlnh 3 1 -2 5 ). Hỏi n ếu cho m ộ t d ò n g điện i chạy q u a dây, nd sẽ cđ xu hướng dãn th à n h vòng tr ò n hay vtín cục lại ?
13 - H ây th ử áp d ụ n g m ột cách định tính định lu ậ t A m père cho b a vòn g a m p e vẽ trê n hình 31 -2 6 .
7 - H ình 3 1 -2 3 mô tả bốn dây điện song song, cd c ù n g dòng điện cùng chiẻu chạy qua - (n hìn từ tr ê n xuống). Xác định chiều của lực tác d ụ n g lên dây ở bên trá i, do dòn g điện trỗ n ba dây kia gây ra.
\ /
a 8 - Hai dây dẫn dài, song sọng, m a n g cù n g d ò n g điện i theo cùng m ột chiểu. Vẽ phác đư ờ n g sức c ủ a từ trư ờ n g tổ n g hợp B do hai dòng điện đổ gây ra. H ìn h vẽ c ủ a bạn-
/
14 - Biện luận vể sự giống n hau và khấc n h au giữa định lu ậ t G a u ss và định luật Ampère.
15 - Một dồng điện m ộ t chiéu chạy dọc theo m ột ống đổng dài. H ôi : a) bôn tro n g ống ; b) bẽn ngoài ống ctí từ trư ờng hạy không ?
16 - Một sợi dây kim loại dài, th ẳ n g bán kính tiố t diện R có d ò n g điện m ột chiểu i chạy qua. Hỏi từ trư ò n g do n<J sinh r a phụ thuộc vào R n h ư t h ế nào ? Xét cả các điểm ở bên tr o n g lẫ n bẽn ngoài sợi dây.
17 - Hai Ổng dây điện th ẳ n g lổng vào nhau đống trụ c n h u đ a vẽ trê n hỉnh 31-27. Chúng cđ c ù n g dòng điện chạy q u a n h ư n g ngược chiéu n h a u . N ếu ở bôn trong' Ổng dây tro n g không cđ từ trường, t a cd t h ể ndi gì vể sổ v ò n g t r ê n đơn vị chiểu dài n của hai ống dây ? ố n g dây nào sẽ cđ n lớn hơn ?
ỮUQUQOOOCỈGyaDOOPUOaQkỉũG
o a o o a c m o a o c o o g o a o Q Q Q n o p
•SP- ‘t
H ỈN H 3 1 -2 7 . C âu hỏi 17 H ỈN H 3 1 -2 8 . Câu hỏi 18
18 - Một dòng điện m ộ t chiểu được th iế t lập trô n m ột m ạ n g d â y đ iện trở hlnh lập phương nối n h a u n h ữ đ a vẽ trô n hlnh 31-28.' D ù n g cách lặp l u ậ n vé đối xứng đ ế chứng m inh r&ng từ trư ờ n g ở tá m hình lập ph ươ ng b à n g không.