- CHƯƠNG 4 – TỪ TRƯỜNG. - TỪ TRƯỜNG. - B- TƯƠNG TÁC TỪ Tương tác giữa nam châm với nam châm, giữa dòng điện với nam châm và giữa dòng điện với dòng điện đều gọi là tương tác từ. - 2- TỪ TRƯỜNG A- KHÁI NIỆM TỪ TRƯỜNG + Không gian xung quanh nam châm, xung quanh dòng điện tồn tại một từ trường. - Nam châm hoặc dòng điện đều có khả năng tác dụng lực từ lên kim nam châm đặt gần nó. - Người ta dùng kim nam châm (gọi là nam châm thử) để nhận biết từ trường.. - B- ĐIỆN TÍCH CHUYỂN ĐỘNG VÀ TỪ TRƯỜNG + Từ trường của dòng điện thực chất là từ trường của các hạt điện tích chuyển động tạo thành dòng điện đó. - C- TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA TỪ TRƯỜNG + Tính chất cơ bản của từ trường là nó gây ra lực từ tác dụng lên nam châm hay dòng điện đặt trong nó. - Người ta dùng kim nam châm nhỏ( gọi là nam châm thử) để nhận biết từ trường. - D- VÉCTƠ CẢM ỨNG TỪ + Để đặc trưng cho từ trường về mặt gây ra lực từ, người ta đưa ra đại lượng véctơ cảm ứng từ. - Có thể thu được từ phổ bằng cách rắc mạt sắt lên tấm bìa đặt trong từ trường và gõ nhẹ. - B- ĐƯỜNG SỨC TỪ Đường sức từ là đường có hướng được vẽ trong từ trường sao cho hướng của tiếp tuyến tại bất kì điểm nào cũng trùng với hướng của véctơ cảm ứng từ tại điểm đó. - 4- TỪ TRƯỜNG ĐỀU Một từ trường mà véctơ cảm ứng từ tại mọi điểm đều bằng nhau, gọi là từ trường đều. - Khi vẽ các đường sức của từ trường đều cần chú ý là phải vẽ các đường song song và cách đều nhau. - TỪ TRƯỜNG CỦA CÁC DÒNG ĐIỆN ĐƠN GIẢN. - Từ trường của dòng điện thẳng. - Dạng của các đường sức từ : Các đường sức từ của dòng điện thẳng là các đường tròn đồng tâm nằm trong mặt phẳng vuông góc với dòng điện. - Tâm của các đường sức từ là giao điểm của mặt phẳng và dòng điện.. - Chiều của các đường sức từ : Chiều của đường sức từ và chiều của dòng điện có thể xác định theo qui tắc nắm tay phải : Giơ ngón tay cái của bàn tay phải hướng theo chiều dòng điện, khum bốn ngón tay kia xung quanh dây dẫn thì chiều từ cổ tay đến các ngón tay là chiều của đường sức từ.. - Trong hệ SI cảm ứng từ của dòng điện thẳng đặt trong không khí được tính theo công thức. - r là khoảng cách từ điểm khảo sát đến dòng điện. - (II)- Nguyên lí chồng chất từ trường. - Từ trường tuân theo nguyên lí chồng chất từ trường. - Ta giả sử hệ có n nam châm (hoặc n dòng điện. - tại một điểm M, từ trường của nam châm thứ nhất là. - là từ trường tổng hợp của hệ , thì theo nguyên lí chồng chất từ trường, ta có : 2.1. - TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN TRÒN (a. - Chiều của các đường sức từ : Chiều dòng điện và chiều của các đường sức từ tuân theo quy tắc nắm tay phải : Khum bàn tay phải theo vòng dây của khung sao cho chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều dòng điện trong khung . - ngón cái choải ra chỉ chiều các đường sức từ xuyên qua mặt phẳng dòng điện. - Công thức tính cảm ứng từ Cảm ứng từ ở tâm của dòng điện tròn đặt trong không khí được tính theo công thức sau. - Với R là bán kính của dòng điện tròn. - cường độ dòng điện qua khung. - CẢM ỨNG TỪ CỦA ỐNG DÂY TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG ỐNG DÂY (a. - Chiều các đường sức : Bên trong ống dây chiều các đường sức xác định theo quy tắc nắm tay phải như dòng điện tròn. - Do đó ta có thể coi một ống dây mang dòng điện cũng có hai cực, phía đầu ống mà các đường sức đi ra là cực bắc , phía đầu kia là cực Nam.. - BÀI TOÁN 3.1 – LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN DÒNG ĐIỆN.. - Phương của lực từ tác dụng lên dòng điện Lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện có phương vuông góc với mặt phẳng chứa dòng điện và véctơ cảm ứng từ tại điểm khảo sát. - Chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện Chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện xác định theo qui tắc bàn tay trái : 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. - Đó là công thức của định luật Ampe về lực từ tác dụng lên dòng điện trong trường hợp đoạn dòng điện và đường sức từ làm với nhau một góc. - độ lớn cảm ứng từ Nhớ : Dòng điện thẳng thì. - Dòng điện tròn. - Đoạn dây có dòng điện. - BÀI TOÁN 3.2 - TƯƠNG TÁC GIỮA HAI DÒNG ĐIỆN THẲNG SONG SONG. - Tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song. - (a)- Chiều của lực tương tác : Nếu hai dòng điện song song cùng chiều, theo quy tắc nắm tay phải thì véctơ cảm ứng từ của dòng điện MN tại điểm A có chiều hướng ra phía sau mặt phẳng hình vẽ. - Áp dụng quy tắc bàn tay trái, ta thấy lực từ tác dụng lên CD có chiều hướng sang phía trái, nghĩa là nó bị hút về phía dòng điện MN. - Nếu hai dòng điện song song ngược chiều thì hai dây đẫy nhau. - (b)- Công thức tính lực tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song. - Gọi cường độ dòng điện trong dây MN là I1 , trong dây PQ là I2 , cảm ứng từ của dòng điện I1 tại điểm A là. - Gọi l là chiều dài đoạn CD của dòng điện I2 . - Áp dụng công thức (2) ta viết được công thức độ lớn của lực tác dụng lên đoạn CD là : Chia cả hai vế cho l ta được công thức xác định độ lớn của lực tác dụng lên một đơn vị chiều dài của dòng điện I2. - Nếu hai dòng điện cùng chiều thì F là lực hút + Nếu hai dòng điện ngược chiều thì F là lực đẩy. - Lực Lorenxơ : Lực mà từ trường tác dụng lên một hạt mang điện chuyển động trong nó. - b) Chiều của lực Lorenxơ : Chiều của lực Loren tác dụng lên một điện tích dương tuân theo qui tắc bàn tay trái như lực từ tác dụng lên dòng điện. - Độ lớn của lực Lorenxơ tác dụng lên hạt chuyển động trong từ trường theo phương vuông góc với đường sức từ là:. - (2) Chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đêu. - Khảo sát chuyển động của một hạt điện tích q0 , khối lương m trong một từ trường đều. - với giả thiết là vận tốc ban đầu của hạt vuông góc với từ trường. - Chuyển động của hạt điện tích là chuyển động phẳng trong mặt phẳng vuông góc với từ trường. - BÀI TOÁN 5 – KHUNG DÂY CÓ DÒNG ĐIỆN ĐẶT TRONG TỪ TRƯỜNG.. - Momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây có dòng điện + Độ lớn của Momen ngẫu lực từ M khi véctơ cảm ứng từ. - Các chất khi đặt trong từ trường đều bị nhiễm từ được gọi là bị từ hóa. - Nguyên nhân của sự từ hóa chất thuận từ và nghịch từ là do trong phân tử của các chất này có dòng điện kín. - Khi ngắt dòng điện thì từ tính của lõi sắt mất rất nhanh. - Nếu thay lõi sắt bằng lõi thép thì khi ngắt dòng điện từ tính của lõi thép còn tồn tại rất lâu, khi đó thanh thép trở thành nam châm vĩnh cửu. - Một chất sắt từ mà từ tính của nó mất rất nhanh khi từ trường ngoài triệt tiêu được gọi là chất sắt từ mềm. - Một chất sắt từ mà từ tính của nó tồn tại khá lâu khi từ trường ngoài triệt tiêu được gọi là chất sắt từ cưngs. - trong thực tế , kĩ thuật : rơ le điện, cần cẩu điện, máy gia tốc,… BÀI TOÁN 6 – TỪ TRƯỜNG TRÁI ĐẤT.. - ĐỘ TỪ THIÊN : Các đường sức từ của từ trường Trái Đất nằm trên mặt đất gọi là các kinh tuyến từ. - 1- TỪ THÔNG QUA MỘT KHUNG DÂY + Từ thông qua diện tích S đặt trong từ trường đều. - Diện tích của vòng dây phẳng (C) đặt trong từ trường đều. - Góc hợp bởi từ trường. - hay từ trường. - Chú ý : Nếu khung dây tròn có N vòng dây, thì từ trường B được tính theo công thức chương 4 là. - 1- HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ a- Dòng điện cảm ứng : dòng điện xuất hiện khi có sự biến đổi từ thông trong mạch điện kín, gọi là dòng điện cảm ứng. - c- Chiều của dòng điện cảm ứng – Định luật Len-xơ. - Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường của nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân đã sinh ra nó.. - Độ biến thiên từ trường (cảm ứng từ).. - là tốc độ biến thiên của từ trường. - Nếu đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường được coi như một nguồn điện thì lực Lo-ren-xơ tác dụng lên các êléctrôn tạo thành dòng điện đóng vai trò lực lạ. - 3- Dòng điện Fu-cô. - Dòng điện Fu – cô : Dòng điện cảm ứng được sinh ra ở trong khối vật dẫn chuyển động trong từ trường hay được đặt trong từ trường biến đổi theo thời gian là dòng điện Phu-cô. - Các đường dòng của dòng điện Fu-cô trong khối vật dẫn là những đường cong khép kín, nên dòng điện Fu-cô có tính xoáy.. - Tác dụng của dòng điện Fu – cô. - Dòng điện đưa ra mạch ngoài có chiều thay đổi theo thời gian, nên gọi là dòng điện xoay chiều.. - Hiện tượng cảm ứng điện từ trong một mạch điện do chính sự biến đổi của dòng điện trong mạch đó gây ra gọi là hiện tượng tự cảm. - Cảm ứng từ B tỉ lệ với cường độ dòng điện I sinh ra B. - Vậy từ thông qua diện tích giới hạn bởi mạch điện tỉ lệ với cường độ dòng điện qua mạch đó. - thì từ trường của ống được tính là. - Độ biến thiên dòng điện.. - Trường hợp cường độ dòng điện (i) là hàm số theo thời gian thì suất điện động tự cảm. - là đạo hàm của dòng điện (i) theo thời gian. - NĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG. - 1- Năng lượng từ trường của ống dây có dòng điện : khi có dòng điện I chạy qua ống dây có độ tự cảm L thì năng lượng trong ống dây. - 2- Năng lượng từ trường : khi cho dòng điện chạy qua ống dây thì trong ống dây có từ trường. - Vì vậy, năng lượng của ống dây chính là năng lượng của từ trường trong ống dây đó.. - Từ trường trong ống dây là từ trường đều nên nếu gọi w là mật độ năng lượng từ trường thì có thể viết W = w.V. - Chú ý : Cường độ dòng điện I có thể được tính theo công thức. - Xem lại các công thức cũng như cách tính cường độ dòng điện I của chương dòng điện không đổi. - Trong ống dây, nếu nguồn điện cung cấp cho ống dây một năng lượng (A) để cường độ dòng điện tăng từ giá trị I1 đến I2 thì ta có