Electrostatics and Electromagnetism: Understanding Electric Fields and Magnetic Fields, Essays (high school) of Physics

Download Electrostatics and Electromagnetism: Understanding Electric Fields and Magnetic Fields and more Essays (high school) Physics in PDF only on Docsity!

BÀI GIẢNG VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG

TỪ TRƯỜNG TĨNH

I – TỪ TRƯỜNG & CÁC ĐL ĐẶC TRƯNG:

1 – Tương tác từ - Từ trường:

➢ Tương tác từ: Xét tương tác giữa dòng điện với dòng

điện.

➢ Từ trường của dòng điện là môi trường vật chất tồn tại

xung quanh các dòng điện và tác dụng lực từ lên các

dòng điện khác đặt trong nó.

2 – Vectơ cảm ứng từ, vectơ cường độ từ trường:

Đơn vị đo cảm ứng từ B là T (tesla).

Mỗi điểm trong từ trường được đặc trưng bởi vectơ

cảm ứng từ (^) B và vectơ cường độ từ trường

→

H

→

0

B H

→ → = 

Đơn vị đo cường độ từ trường H

là A/m (ampe trên mét).

2 – Nguyên lý chồng chất từ trường:

dd

B d B

→ →

=

Vectơ cảm ứng từ gây bởi một

dòng điện bất kì:

d B

→

M

Id

→

r

→

II

Vectơ cảm ứng từ gây bởi

nhiều dòng điện:

i

i

B B

→ →

=

B

→

B 1

→

B 2

→

II – CẢM ỨNG TỪ CỦA CÁC DĐ:

3 – Vectơ cảm ứng từ của dòng điện thẳng:

dd

B d B

→ →

 h^ M

A

B

 Id

→ r

→ d B

→

• Có phương:
• Có chiều:
• Độ lớn:
• Điểm đặt:

B

→

0 2 dd dd

Id .sin B dB 4 r

  

0 1 2

I

B (cos cos )

4 h

 1

 2

Vuông góc với mp chứa dđ và

điểm khảo sát

Qui tắc đinh ốc hoặc nắm tay phải

Tại điểm khảo sát.

2

h.d h h.cotg d ; r sin sin

 =   = =  

II – CẢM ỨNG TỪ CỦA CÁC DĐ:

O

h

R

M

I

4 – Vectơ cảm ứng từ của dòng điện tròn:

dd

B d B

→ →



• Có phương:
• Có chiều:
• Độ lớn:
• Điểm đặt:

B

→

0 n (^2) dd dd dd

Id B dB dB.cos .cos 4 r

 = =  =     

2 0 2 2 3/

IR

B

2(R h )

Là trục của vòng dây

Qui tắc đinh ốc hoặc nắm tay phải

Tại điểm khảo sát.

t n dd dd

d B d B

→ →

  n dd

d B

→

 d Bt

→

d Bn

→ d B

→

r



II – CẢM ỨNG TỪ CỦA CÁC DĐ:

4 – Vectơ cảm ứng từ của dòng điện tròn:

2 0 2 2 3/

IR

B

2(R h )

O

h

R

M

I

B

→ Tại tâm O 0 O

I

B

2R

2 

O Cung tròn chắn

góc ở tâm 2:

0 O

I B. 2R

^ 

 Mômen từ của dòng điện tròn:

p (^) m I S

→ →

pm

→

Có phương vuông góc mp dòng điện; có chiều

xác định theo qui tắc đinh ốc hoặc nắm tay phải.

Hay: pm^ =IS

pm

→

II – CẢM ỨNG TỪ CỦA CÁC DĐ:

III – ĐƯỜNG CẢM ỨNG TỪ - TỪ THÔNG:

1 – Đường cảm ứng từ (đường sức từ):

Là đường mà tiếp tuyến với nó tại mỗi điểm trùng với

phương của vectơ cảm ứng từ tại điểm đó. Chiều của

đường cảm ứng từ là chiều của B

→

III – 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

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.

B

→

III – ĐƯỜNG CẢM ỨNG TỪ - TỪ THÔNG:

2 – Từ thông:

m

(S)

Bd S

→ →  = 

Ý nghĩa: Từ thông cho biết số đường sức từ

gửi qua mặt (S).

m = BS.cos

Từ thông của từ trường đều gửi

qua một diện tích phẳng.

 (^) m = BS

m = 0

IV – CÁC ĐL QUAN TRỌNG VỀ TỪ TRƯỜNG:

1 – Định lý O – G (đl Gauss):

Từ thông gửi qua một mặt kín bất kì thì luôn bằng

không

Ý nghĩa:

• Không tồn tại các “từ tích”.
• Đường cảm ứng từ phải là đường khép kín.
• Từ trường là trường xoáy.

(S)

Bd S 0

→ →

 div B 0

→

=

Hay

V – LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN DÒNG ĐIỆN:

1 – Công thức Ampère:

Lực từ tác dụng lên một phần tử

dòng điện:

d F [Id , B]

→ → →

Id

→

B

→

d F

→



dF = BId .sin

• Có phương:
• Có chiều:
• Độ lớn:
• Điểm đặt:

d F

→

vuông góc với mp chứa phần tử

dđ và vectơ cảm ứng từ. theo qui tắc bàn tay trái.

tại phần tử dđ.

Lực từ tác dụng lên một dòng điện bất kì: dd

F d F

→ →



V – LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN DÒNG ĐIỆN:

2 – Từ trường đều tác dụng lên dđ thẳng:

F = BI .sin

vuông góc với mp chứa dđ và vectơ

cảm ứng từ. theo qui tắc bàn tay trái.

tại trung điểm của dđ.

I

→

B

→

F

→



dd

F d F I( x B)

→ → → → = = 

• Có phương:
• Có chiều:
• Độ lớn:
• Điểm đặt:

F

→

F = 0

I B

→

F = BI

I B

→ ⊥

B

→

I

I

I

I

V – LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN DÒNG ĐIỆN:

4 – Từ trường đều tác dụng lên khung dây:

a) Mặt phẳng khung dây vuông góc với đường sức từ:

+

B

→ F 1

→

F 2

→

F 3

→

F 4

→

I

I

I

I

Lực từ có xu hướng làm khung dây bị biến dạng

F 1

→

F 2

→

F 3

→

F 4

→

V – LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN DÒNG ĐIỆN:

4 – Từ trường đều tác dụng lên khung dây:

M p (^) m x B

→ → →

=

Lực từ làm quay khung dây.

b) Mặt phẳng k/dây không vuông góc với đường sức từ:

Mômen của lực từ:

M = p .B.sinm  = BIS.sin