4.2.1.Tương tác từ
Tương tác giữa nam châm với nam châm; giữa nam châm với dòng điện; và tương tác giữa hai dòng điện với nhau người ta gọi chung là các tương tác từ. Nguyên nhân của
các tương tác trên đều do lực từ tác dụng lên dòng điện đặt trong từ trường có vec tơ cảm ứng từ đặc trưng.Vậy ở đây ta lại thấy xuất hiện thêm một trường mới nữa đó là từ trường. Vấn đề đặt ra ở đây là từ trường từ đâu sinh ra? Nó có gì khác so với điện
Hình 4.3.tương tác giữa nam châm với nam châm, giữa nam châm với dòng điện và tương tác giữa hai dòng điện với nhau.
4.2.2.Từ trường gây bởi một phần tử dòng điện
Ta đã biết vecto cường độ từ trường . vậy đại lượng đặc trưng cho từ trường là vecto cảm ứng từ .
Vecto cảm ứng từ gây ra bởi một phần tử dòng điện tại một điểm M cách O một khoảng r là một vec tơ có :
• Gốc tại M
• Phương thẳng góc với mặt phẳng tạo bởi ( • Chiều sao cho ( tạo thành một tam diện thuận • Độ lớn
Hay :
4.2.3.Từ trường của một số dạng vòng dây đặc biệt
Cảm ứng từ gây bởi một dây dài vô hạn:
Cảm ứng từ B tại tâm một vòng dây tròn bán bính R
Cảm ứng từ B trong ống dây
4.2.4.Tác dụng của lực từ lên dòng điện
Đây là nguyên nhân gây ra các tương tác từ mà ta đã nói ở trên.
Gọi d là lực từ tác dụng lên phần tử dòng điện I đặt trong từ trường ngoài có vecto cảm ứng từ là
• Gốc tại phần tử ta đang xét.
• Phương thẳng góc với mặt phẳng tạo bởi (I) • Chiều : so cho (I tạo thành một tam diện thuận • Độ lớn:
Hay: quy tắc bàn tay trái: “đặt bàn tay trái hứng các đường cảm ứng từ, chiều từ
cổ tay đến các ngón tay là chiều dòng điện khi đó ngón tay cái choải ra 900 là chiều của lực từ”
4.2.5.Điện tích chuyển động
Bản chất của dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện. Nếu dòng điện gây ra từ trường thì chính hạt mang điện chuyển động cũng tạo ra xung quanh nó một từ trường.
Người ta đã chứng minh được cảm ứng từ do một hạt chuyển động gây ra :
• Phương : thẳng góc với mặt phẳng
• Chiều : sao cho tạo thành tam diện thuận khi e > 0 • Độ lớn :
Hình 4.5.Cảm ứng từ B gây ra bởi một điện tích(dương) chuyển động với một vận tốc
Vậy, với một hạt mang điện tích mà chuyển động với vận tốc thì sinh ra không gian xung quanh nó một từ trường có cảm ứng từ B phụ thuộc vào độ lớn của điện tích và
vận tốc chuyển động của hạt mà thôi. Điều đó có nghĩa là hạt chuyển động càng nhanh thì từ trường sinh ra càng mạnh và ngược lại hạt chuyển động càng chậm thì từ trường sinh ra càng yếu. Cũng từ kết luận này nếu hạt không chuyển động (tức ) thì sẽ không sinh ra từ trường (tức cảm ứng từ = 0 ) lúc đó hạt chỉ sinh ra điện trường tĩnh mà ta đã nghiên cứu ở phần trước. Qua đó ta thấy giữa Điện trường và từ trường có một mối liên hệ khăng khít với nhau, Maxwell đã chứng minh được chúng thống nhất với nhau trong một trường thống nhất gọi chung là trường điện từ.