Bài giảng Chương 10: Từ trường và cảm ứng từ

Bài giảng Chương 10: Từ trường và cảm ứng từ giới thiệu tới các bạn về tương tác, khái niệm từ trường, định luật Bioq Savartq Laplace, nguyên lý chồng chất từ trường, đường cảm ứng từ, định lý dòng toàn phần,... Mời các bạn tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Chương 10: Từ trường và cảm ứng từ1.  Tương(tác(từ(!FSChương10TừtrườngSN!F!F!FNNTừtrườngvàCảmứngtừTươngtáctừI! !F FI!F7/11/152.  Khái(niệm(STừtrường!  Một(vấn(đề(đặt(ra(là(tại(sao(lại(xuất(hiện(tương(tác(giữa(các(dòng(điện(và(sự(tương(tác(đó(thực(hiện(như(thế(nào,(có(thông(qua(môi(trường(vật(chất(nào(không?(!  Vật(lý(duy(vật(hiện(đại(quan(niệm(rằng:(Sự(tương(tác(giữa(các(dòng(điện(thực(hiện(được(thông(qua(môi(trường(vật(chất(trung(gian(được(gọi(là(từ(trường.Sự(tương(tác(diễn(ra(như(sau:(Mỗi(dòng(điện(tạo(ra(xung(quanh(nó(một(từ(trường(và(từ(trường(này(tác(dụng(một(lực(từ(lên(các(dòng(điện(khác,(lên(kim(nam(châm(hay(một(cách(tổng(quát(là(lên(các(điện(tích(chuyển(động(trong(từ(trường(này.(7/11/15II!F7/11/152.  Khái(niệm(Từtrường!  “Vậy(từ(trường(là(một(dạng(vật(chất(tồn(tại(xung(quanh(các(dòng(điện,(và(là(nhân(tố(trung(gian(truyền(tương(tác(giữa(các(dòng(điện(với(nhau.(Từ(trường(cũng(là(một(dạng(đặc(biệt(của(trường(điện(từ”.(!  Để(đặc(trưng(cho(từ(trường(về(mặt(lực(tác(dụng(!Bngười(ta(sử(dụng(véc(tơ(cảm(ứng(từ(((((.(!B!  Như(vậy(véc(tơ(cảm(ứng(từ((((((cũng(tương(tự(như(véc(!Etơ(cường(độ(điện(trường((((((của(điện(trường.(!B!  Để(xác(định(véc(tơ(cảm(ứng(từ((((((người(ta(áp(dụng(định(luật(BioqSavartqLaplace(7/11/153.  Định(luật(BioqSavartqLaplace(Từtrường!  Đinh(luật:(Véc(tơ(cảm(ứng(từ(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((do(một(phần(tử(dòng(điện(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((!rgây(ra(tại(điểm(M(cách(nó(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((M! αmột(khoảng(r(có:(Id ℓ!dB  Phương:(vuông(góc(với(mặt((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((!phẳng(chứa(phần(tử((((((((((và(điểm(M(Id ℓ!! !dBId ℓ r  Chiều(sao(cho(3((véc(tơ((((((((((,(((((và((((((((((lập(thành(một(tam(diện(thuận((xác(định(theo(quy(tắc(vặn(đinh(ốc)(  Độ(lớn(µ µ Idℓ ⋅ sin αdB = 04πr2µ0 = 4 π ×10 −7 Hm −1!  Trong(đó(((((((((((((((((((((((((((((((((((((là(hằng(số(từ(của(chân(µkhông,(((((là(hằng(số(từ(tỷ(đối(của(môi(trường(4.  Quy(tắc(vặn(đinh(ốc(xác(định(chiều(của(véc(tơ(cảm(ứng(từ(Từtrường!  “Đặt(cái(đinh(ốc(theo(chiều(của(dòng(điện,(nếu(quay(cho(cái(đinh(ốc(tiến(theo(chiều(dòng(điện(thì(chiều(quay(của(cái(đinh(ốc(tại(một(điểm(sẽ(là(chiều(của(véc(tơ(cảm(ứng(từ(tại(điểm(đó”(ChiềudòngđiệnChiềudòngđiệnChiềutừtrường7/11/155.  Nguyên(lý(chồng(chất(từ(trường(Từtrường!  Cho(phép(tìm(véc(tơ(cảm(ứng(từ(do(toàn(bộ(dòng(điện(gây(ra(tại(một(điểm(nào(đó.(Véc(tơ(cảm(ứng(từ(do(một(dòng(điện(bất(kỳ(gây(ra(tại(một(điểm(nào(đó(bằng(tổng(các(véc(tơ(cảm(ứng(từ(do(các(phần(tử(dòng(điện(gây(ra(tại(điểm(đó.(! n !B = ∑ ΔBi!!!  Dưới(dạng(tích(phân( ΔBi → dBi ; n → ∞!!B=∫ dBi =17/11/156.  Ví(dụ:(Từ(trường(của(một(dây(dẫn((((((((((((((((((((((((((((((((((((((θcó(cường(độ(I(thẳng(dài(vô(hạn(B 2Từtrường! !! µ µ Id ℓ × r $#%dB = 034πrBµ µ I dℓ ⋅ sin θB = ∫ dB = 0 ∫4π Ar27/11/15R!B ℓRℓRdθvà= cot θ ⇒ dℓ =sin θRsin 2 θθµ µ I 2 dθ ⋅ sin θ µ0 µ IB= 0 ∫=(cos θ1 − cos θ2 )4 π θ14π RRr=µ µIθ1 = 0; θ2 = π ⇒ B = 02π R(Toàn dòng )!B!! θ rId ℓMθ1A7/11/156.  Ví(dụ:(Từ(trường(của(một(dây(dẫn((((((((((((((((((((((((((((((((((((((có(cường(độ(I(thẳng(dài(vô(hạn(Từtrường7.  Ví(dụ:(Từ(trường(của(một(vòng(dây(dẫn(hình(tròn(TừtrườngB=µ0 µ IR!dB222 (R 2 + h 2 )!dB!dB13/2!r!rh!Id ℓ2R!Id ℓ1I7/11/151.  Đường(cảm(ứng(từ(ĐịnhlýOstrogradskiIGauss!  Để(biểu(diễn(từ(trường(một(cách(hình(ảnh(người(ta(dùng(các(đường(cảm(ứng(từ.(Đó(là(những(đường(còng(mà(tiếp(tuyến(tại(mọi(điểm(của(nó(trùng(với(phương(của(véc(tơ(cảm(ứng(từ(tại(điểm(đó.(Chiều(của(đường(sức(từ(trường(là(chiều(của(véc(tơ(cảm(ứng(từ.(!  Quy(ước:(vẽ(số(đường(cảm(ứng(từ(qua(một(đơn(vị(diện(tích(đặt(vuông(góc(với(chúng(có(trị(số(bằng(độ(lớn(của(véc(tơ(cảm(ứng(từ(tại(điểm(đó.(!  Đặc(điểm:(đường(cảm(ứng(từ(là(những(đường(cong(kín(không(giao(nhau.(!  Chiều(đi(ra(từ(cực(bắc,(đi(vào(cực(nam(của(nam(châm(7/11/157/11/152.  Từ(thông(ĐịnhlýOstrogradskiIGauss!  Định(nghĩa(!n!dS!BBn!SS! !Φ M = B ⋅ S = Bn ⋅ S∫ dΦ!!= ∫ B ⋅ dS!  Ý(nghĩa:(Từ(thông(có(trị(số(bằng(số(lượng(đường(cảm(ứng(từ(gửi(qua(diện(tích(S(ΦM =M7/11/153.  Định(luật(OxtrogradskyqGauss(ĐịnhlýOstrogradskiIGauss!  Từ(thông(toàn(phần(gửi(qua(mặt(kín(S(bất(kì(có(giá(trị(đại(số(bằng(không.(Từ(thông(đi(ra(!nTừ(thông(đi(vào(!!!  Lưu(số(của(véc(tơ(cảm(ứng(từ(dọc(theo(đường(cong(kín(là(đại(lượng(về(giá(trị(bằng(tích(phân(của((((((((((((dọc(theo(toàn(bộ(đường(cong(đó(!!!!∫ B ⋅ dS = 0I!  Định(lý(“Lưu(số(của(véc(tơ(cảm(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((Oứng(từ(dọc(theo(một(đường(cong(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((r!!kín(có(giá(trị(bằng(tổng(đại(số(dò ...