Bài giảng Vật lý đại cương 1 (Điện quang): Chương 4 - PGS.TS. Lê Công Hảo

Bài giảng "Vật lý đại cương - Chương 4: Từ trường trong chân không" cung cấp cho người học các kiến thức: Tương tác từ, từ trường, định lý Gauss đối với từ trường, định lý dòng toàn phần,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vật lý đại cương 1 (Điện quang): Chương 4 - PGS.TS. Lê Công Hảo TỪ TRƯỜNGTRONG CHÂN KHÔNG PGS.TS. Lê Công Hảo4.1.Tương tác từ 4.1.1 Thí nghiệm Năm 1820, nhà vật lý người Đan Mạch Hans Oersted làm thí nghiệm về Hans Oersted (1777-1851) dòng điện và phát hiện sự lệch của kim nam châm ở gần dây dẫn có dòng điện chạy qua. Ngược lại, khi đưa nam châm lại gần cuộn dây có dòng điện thì nam châm sẽ hút hoặc đẩy cuộn dây tùy theo chiều dòng điện trong cuộn dây.4.1.Tương tác từ Biot-Savart lập lại TN của Oersted và đưa ra Id  r phương trình mô tả từ trường được tạo ra bởi B(r ) = k  một dòng điện r3 Mặt khác, André Ampère cũng tiến hành các thí nghiệm & nhận thấy giữa hai dòng điện d F = I d  B có sự tương tác. 4.1.2. Kết luận: Sự tương tác giữa các nam châm, giữa nam châm và dòng điện, giữa dòng điện và dòng điện thì giống nhau và được gọi là tương tác từ. André Ampère (1775-1836)4.2. Từ trường 4.2.1 Khái niệm từ trường và vectơ cảm ứng từ  Để giải thích sự lan truyền tương tác giữa các dòng điện ta phải thừa nhận tồn tại một môi trường trung gian môi giới cho sự tương tác này. Môi trường đó gọi là từ trường.  Từ trường được đặc trưng bởi một đại lượng vectơ kí hiệu là (vectơ cảm ứng từ).4.2.2 Định luật Biot-Savart dB 4.2.2.1. Vecto phần tử dòng điệnTrên dây dẫn lấy một đoạn chiều dài rất Mnhỏ dℓ và gọi Id là vecto phần tử dòng điện I dl4.2.2.2. Định luật Biot-Savart Id  r B(r ) = k  r3Bằng thực nghiệm Biot-Savart đưa raphương trình mô tả từ trường được tạo 0 Id  r dB =ra bởi một phần tử dòng điện gây ra tại 4 r3điểm MTrong đó µ0 = 4π.10-7 H/m (T. m/A) 0 I  dl  sin  dB =là hằng số từ thẩm trong chân không 4 r2và µ là độ từ thẩm môi trường Vectơ cảm ứng từ(=1 trong không khí) Đơn vị: Tesla (T)4.2.2.2. Định luật Biot-SavartVectơ cảm ứng từ dB của vectơ phần tử dòng điện Idℓ gây ra tạiđiểm M cách Idℓ một đoạn r: Độ lớn:-Gốc: tại M 0 Id sin -Phương: vuông góc với mp(Idℓ, r) dB = 4 r 2-Chiều: Qui tắc bàn tay phải Cảm ứng từ do toàn bộ dòng điện I : 0 Id  r B =  dB =  dd dd 4 r 3 nNếu có n dòng điện thì tại M, B = B1 + B3 + B3 + ... + Bn = B ithì B sẽ là: i =14.2.2.3. Cảm ứng từ của dòng điện thẳng hd 0 I mà r= h ; dl = nên dB= sin  dCó sin sin 2  4 h 2 0 I (cos 1 − cos  2 ) 0 I (sin 1 + sin  2 )BA1A2 =  dB  BA1 A2 = = 1 4 h 4 h Đối với sợi dây dài vô hạn: A2 2 I 2 M 0 I O + h  B = 1 2 h   Id  1 A1 4.2.2.3. Cảm ứng từ của dòng điện thẳng Các trường hợp đặc biệt A2 2 M h M h M O + O + M O + ...