Danh mục tài liệu

Từ trường

Số trang: 6      Loại file: pdf      Dung lượng: 264.39 KB      Lượt xem: 12      Lượt tải: 0    
Xem trước 2 trang đầu tiên của tài liệu này:

Thông tin tài liệu:

Xác định đường sức từ trường Từ trường là môi trường vật chất đặc biệt sinh ra quanh các điện tích chuyển động hoặc do sự biến thiên của điện trường hoặc có nguồn gốc từ các môment lưỡng cực từ. Xét về bản chất, từ trường và điện trường là các biểu hiện riêng rẽ của một trường thống nhất là điện từ trường.Đặc trưngCảm ứng từCảm ứng từ là một đại lượng vector, thường được ký hiệu bằng chữ B, đặc trưng cho khả năng tương tác lực của từ trường lên điện tích chuyển động (xem mục...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Từ trường Từ trường Từ trường quanh nam châm Xác định đường sức từ trườngTừ trường là môi trường vật chất đặc biệt sinh ra quanh các điện tích chuyển động hoặcdo sự biến thiên của điện trường hoặc có nguồn gốc từ các môment lưỡng cực từ. Xét vềbản chất, từ trường và điện trường là các biểu hiện riêng rẽ của một trường thống nhất làđiện từ trường.Đặc trưngCảm ứng từCảm ứng từ là một đại lượng vector, thường được ký hiệu bằng chữ B, đặc trưng cho khảnăng tương tác lực của từ trường lên điện tích chuyển động (xem mục bên dưới).Trong chân không, các phương trình Maxwell (ở dạng vi phân trong hệ đo lường SI) liênquan đến cảm ứng từ là: (định luật Gauss) (định luật Faraday) (định luật Ampere mở rộng)Ở đây, E là cường độ điện trường, ε0 và μ0 lần lượt là hằng số điện môi chân không vàhằng số từ môi chân không, j là mật độ dòng điện.Cảm ứng từ có đơn vị đo trong SI là Tesla (T), 1 T = 1 Wb/m² = V s/m². 1 V s/m² có thểhiểu là cảm ứng từ trường mà nếu được giảm dần về 0 trong vòng 1 giây thì sẽ gây là sứcđiện động 1 Volt trên vòng dây có diện tích 1 mét vuông, theo định luật cảm ứngFaraday.Trong hệ đo lường CGS, cảm ứng từ có đơn vị Gauss (G).Mômen từĐộ từ hóaCường độ từ trườngCường độ từ trường là đại lượng véctơ, thường được ký hiệu bằng chữ H, cùng phươngvới B trong chân không: H = B/μ0 (trong hệ đo lường SI)Trong môi trường vật chất có độ từ hóa M, véc tơ H được xây dựng để đóng vai tròtương tự như cường độ điện trường E của điện trường trong các phương trình Maxwell,thông qua mối liên liên hệ với cảm ứng từ, B, và độ từ hóa, M, qua hệ thức sau: B = μ0(H + M) (trong hệ đo lường SI) B = H + 4πM (trong hệ đo lường CGS)Với mối liên hệ này, H cũng thỏa mãn các phương trình Maxwell tương tự như với Etrong điện trường. Trong hệ đo lường SI:Với ρm là mật độ từ tích hiệu dụng, liên hệ với độ từ hóa M qua:và j là mật độ dòng điện tự do (tức là dòng điện chạy thông thường trên các vật dẫn điện,không phải dòng cảm ứng xuất hiện trên bề mặt khi các môment từ nguyên tử xoay cùngchiều).Như vậy, trong chân không, M = 0, nên mối liên hệ rút gọn thành biểu thức đã nêu ở trên: B = μ0H (trong hệ đo lường SI)Trong các chất thuận từ và nghịch từ, M = χH, với χ là độ cảm từ, do đó hệ thức trởthành: B = μ0(1+χ)H = μ0μrH = μH (trong hệ đo lường SI)Đơn vị đo của cường độ từ trường trong SI là A/m, và trong hệ đo lường CGS là Oersted.Năng lượngMỗi đơn vị thể tích của từ trường chứa trong nó năng lượng từ u được tính bởi công thức: u = (B. H)/2Năng lượng này chỉ chiếm một phần trong năng lượng của trường điện từ tổng quát, phầncòn lại là năng lượng của điện trường.Tương tácVới điện tích điểm Quy tắc bàn tay phải để xác định hướng của lực F trong phépnhân véc tơ vận tốc v với cảm ứng từ BHạt mang điện tích q chuyển động với vận tốc v trong từ trường có cảm ứng từ B sẽ chịulực tác dụng: F=qv×BĐây là một trong các thành phần của lực điện từ tác dụng lên hạt mang điện.Với dòng điệnDòng điện có thể coi là dòng các hạt mang điện chuyển động, mỗi hạt chịu lực tác độngcủa từ trường bên ngoài theo công thức nêu trên. Tổng hợp các lực này lại, chúng ta thuđược lực tác động lên đoạn dây dài dl có cường độ dòng điện chạy qua I trong từ trườngcó cảm ứng từ B là: F = I dl × BVới mômen từMômen từ, có thể coi theo quan điểm của điện động lực học cổ điển là các vòng dây khépkín. Tổng hợp các lực tương tác lên toàn bộ vòng dây (lực tương tác lên từng đoạn dâyđiện ngắn được mô tả bên trên) sẽ tạo ra ngẫu lực và lực đẩy hoặc kéo tổng hợp lênmômen từ.Kết quả là, khi một vật thể có mômen từ m đặt trong từ trường có cảm ứng từ B, sẽ cómột mômen lực tác dụng lên mômen lưỡng cực từ cho bởi: T=m×BMômen lực này khiến cho các mômen lưỡng cực từ có xu hướng định hướng theo chiềutừ trường. Đây là nguyên lý hoạt động của la bàn hay nhiều loại động cơ điện.Do lực từ tác động lên môment từ là lực thế, các mômen từ nằm trong từ trường cũng cóthế năng: U = -m.BNếu mômen từ nằm trong từ trường không đều, nó vừa chịu mômen lực vừa chịu lực đẩyhoặc kéo F:Lực hút đẩy này lý giải lực hút đẩy giữa các nam châm.Tính tương đốiQuy tắc bàn tay tráiQuy tắc bàn tay trái nhằm xác định hướng lực từ trong từ trường: ngón cái choãi vuônggóc với ngón trỏ, lòng bàn tay hứng lấy từ trường. Chiều từ cổ tay tới ngón tay là chiềudòng điện thì ngón cái chỉ lực từ. ...

Tài liệu có liên quan: