Bài giảng Vật lý đại cương 1 - Chương 8: Từ trường
HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SƯ
BỘ MÔN VẬT LÝ
VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG 1
Chương 8: TỪ TRƯỜNG
1. Khái niệm từ trường
2. Cảm ứng từ của các dòng điện
3. Đường cảm ứng từ - Từ thông.
4. Các định lý quan trong về từ trường.
5. Lực từ tác dụng lên dòng điện.
6. Điện tích chuyển động trong từ trường.
7. Công của lực từ.
1. KHÁI NIỆM TỪ TRỪỜNG
a. Tương tác từ - Từ trường:
Tương tác từ: là tương tác giữa dòng điện với dòng
điện, giữa dòng điện với nam châm hoặc giữa các nam
châm.
Từ trường là môi trường vật chất xung quanh các
dòng điện và tác dụng lực từ lên các dòng điện khác
đặt trong nó.
1. KHÁI NIỆM TỪ TRỪỜNG
b. Vectơ cảm ứng từ, vectơ cường độ từ trường:
Mỗi điểm trong từ trường được đặc trưng bởi vectơ
cảm ứng từ và vectơ cường độ từ trường
B
H
Đơn vị đo cảm ứng từ B là T (tesla).
Đơn vị đo cường độ từ trường H
là A/m (ampe trên mét).
2. CẢM ỨNG TỪ CỦA DÒNG ĐIỆN
a. Định luật Biot – Savart - Laplace:
d B
Vectơ cảm ứng từ gây bởi một
phần tử dòng điện:
M
r
Id
O
• Có phương:
vuông góc với mp chứa phần tử dđ
và điểm khảo sát.
•Có chiều:
• Độ lớn:
theo qui tắc đinh ốc hoặc nắm tay phải.
d B
• Điểm đặt:
tại điểm khảo sát.
2. CẢM ỨNG TỪ CỦA DÒNG ĐIỆN
b. Nguyên lý chồng chất từ trường:
Vectơ cảm ứng từ gây bởi một
d B
dòng điện bất kì:
r
M
I
Id
B2
Vectơ cảm ứng từ gây bởi
nhiều dòng điện:
B
B1
2. CẢM ỨNG TỪ CỦA DÒNG ĐIỆN
c. Vectơ cảm ứng từ của dòng điện thẳng:
0Id.sin
4r2
dd
2
B dB
B d B
B
dd
M
dd
h
d B
h.d
h
+
h.cot d
; r
r
sin2
sin
Id
Vuông góc với mp chứa dđ và
điểm khảo sát
1
• Có phương:
A
•Có chiều:
• Độ lớn:
Qui tắc đinh ốc hoặc nắm tay phải
B
• Điểm đặt:
Tại điểm khảo sát.
2. CẢM ỨNG TỪ CỦA DÒNG ĐIỆN
2
B
M
h
B
+
M thuộc
đthẳng
chứa dđ
Nửa đt
I
1
A
A
I
M
M
B
B
A
I
I
B
A
M
2. CẢM ỨNG TỪ CỦA DÒNG ĐIỆN
d. Vectơ cảm ứng từ của dòng điện tròn:
d B
d Bn
d Bn
d Bt d Bn
B d B
d Bt
M
dd
dd
dd
dd
r
0Id
h
B dBn dB.cos
.cos
4r2
R
dd
dd
dd
O
• Có phương:
Là trục của vòng dây
I
•Có chiều:
• Độ lớn:
Qui tắc đinh ốc hoặc nắm tay phải
B
Tại điểm khảo sát.
• Điểm đặt:
2. CẢM ỨNG TỪ CỦA DÒNG ĐIỆN
B
Tại tâm O
M
h
Cung tròn chắn
O
góc ở tâm 2:
R
2
O
pm
I
Mômen từ của dòng điện tròn:
Hay:
pm
Có phương vuông góc mp dòng điện; có chiều
xác định theo qui tắc đinh ốc hoặc nắm tay phải.
2. CẢM ỨNG TỪ CỦA DÒNG ĐIỆN
e. Cảm ứng từ trong lòng ống dây điện:
Toroid
Soneloid
n: mật độ vòng dây (số vòng quấn trên mỗi mét chiều dài).
3. ĐƯỜNG CẢM ỨNG TỪ - TỪ THÔNG
a. Đường cảm ứng từ (đường sức từ):
Là đường mà tiếp tuyến với nó tại mỗi điểm trùng với
phương của vectơ cảm ứng từtại điểm đó. Chiều của
đường cảm ứng từ là chiều của
B
3. ĐƯỜNG CẢM ỨNG TỪ - TỪ THÔNG
a. Đường cảm ứng từ (đường sức từ):
3. ĐƯỜNG CẢM ỨNG TỪ - TỪ THÔNG
Đặc điểm của các đường cảm ứng từ:
•Các đường cảm ứng từ
không cắt nhau.
•Mật độ các đường cảm ứng
B
từ tỉ lệ với độ lớn của
•Đường cảm ứng từ là đường
khép kín, đi ra ở cực N, đi
vào cực S của nam châm.
•Tập hợp các đường sức từ
gọi là từ phổ. Từ phổ cho biết
sự phân bố từ trường một
cách trực quan.
3. ĐƯỜNG CẢM ỨNG TỪ - TỪ THÔNG
b. Từ thông:
Từ thông gửi qua yếu tố diện tích dS là
B
n
d S n.dS
dS
Từ thông gửi qua một mặt (S) bất kì:
B
(S)
Mặt kín thì
n
hướng ra ngoài.
Đơn vị đo từ thông là vêbe (Wb)
3. ĐƯỜNG CẢM ỨNG TỪ - TỪ THÔNG
Ý nghĩa: Từ thông cho biết số đường sức từ gửi qua
mặt (S).
Từ thông của từ trường đều gởi
qua một diện tích phẳng.
4. CÁC ĐỊNH LÝ QUAN TRỌNG VỀ TỪ TRƯỜNG
a. Định lý O – G (đl Gauss):
Từ thông gửi qua một mặt kín bất kì thì luôn bằng không
Hay
Ý nghĩa:
• Không tồn tại các “từ tích”.
• Đường cảm ứng từ phải là đường khép kín.
• Từ trường là trường xoáy.
4. CÁC ĐỊNH LÝ QUAN TRỌNG VỀ TỪ TRƯỜNG
b. Định lý Ampère (đlý dòng toàn phần):
Lưu số của vectơ cường độ từ trường dọc theo một
đường cong kín bất kì thì bằng tổng đại số các dòng điện
xuyên qua diện tích giới hạn bởi đường cong kín đó.
I2
I1
Hay
I3
(C)
Qui ước: dòng nào tuân theo
qui tắc đinh ốc sẽ có dấu +.
Hd Ik I1 I2 I3
k
(C)
5. LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN DÒNG ĐIỆN
d F
a. Công thức Ampère:
Lực từ tác dụng lên một phần tử
B
dòng điện:
Id
vuông góc với mp chứa phần tử
• Có phương:
dđ và vectơ cảm ứng từ.
theo qui tắc bàn tay trái.
d F
•Có chiều:
• Độ lớn:
tại phần tử dđ.
• Điểm đặt:
Lực từ tác dụng lên một dòng điện bất kì:
Tải về để xem bản đầy đủ
37 trang
24120
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Vật lý đại cương 1 - Chương 8: Từ trường", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_vat_ly_dai_cuong_chuong_8_tu_truong_nguyen_xuan_th.pdf
