Skip to content
0946251920 - Trung Tâm Gia Sư Nhân Tài ViệtThứ Hai – Chủ Nhật 8 giờ Sáng - 9 giờ Tối
Facebook page opens in new windowTwitter page opens in new windowInstagram page opens in new windowYouTube page opens in new windowFacebook page opens in new window
Thư Viện Bài Giảng Vật Lý Đại Cương
Cùng nhau phát triển Tương lai
Thư Viện Bài Giảng Vật Lý Đại CươngThư Viện Bài Giảng Vật Lý Đại Cương
  • Trang Chủ
  • Cơ học
    • Động Học Chất Điểm
    • Động Lực Học Chất Điểm
    • Cơ Học Vật Rắn
    • Định Luật Bảo Toàn Cơ Năng
    • Thuyết Tương Đối Hẹp Einstein
    • Các Dao Động Cơ
    • Trường Hấp Dẫn
    • Cơ Học Chất Lưu
    • Tài Liệu Cơ Học
  • Nhiệt học
    • Thuyết Động Học Phân Tử Và Phương Trình Trạng Thái Của Chất Khí
    • Các Nguyên Lý Nhiệt Động Học
    • Chất Lỏng – Hiện Tượng Mao Dẫn
    • Quá Trình Chuyển Pha
    • Tài Liệu Nhiệt Học
  • Điện Từ
    • Trường Tĩnh Điện
    • Vật Dẫn – Tụ Điện
    • Dòng điện không đổi
    • Điện Môi
    • Từ Trường
    • Hiện Tượng Cảm Ứng Điện Từ
    • Vật liệu từ
    • Trường Điện Từ – Thuyết Maxwell
    • Tài Liệu Điện Từ
  • Quang học
    • Quang Hình Học
    • Giao Thoa Ánh Sáng
    • Nhiễu Xạ Ánh Sáng
    • Hiện Tượng Phân Cực Ánh Sáng
    • Lượng Tử Ánh Sáng
    • Tài Liệu Quang Học
  • Vật lý nguyên tử
    • Các mẫu nguyên tử theo lý thuyết cố điển
    • Cơ sở của lý thuyết lượng tử
    • Cấu trúc nguyên tử theo lý thuyết lượng tử
    • Liên kết nguyên tử trong phân tử
    • Những ảnh hưởng bên ngoài lên nguyên tử bức xạ
    • Tài Liệu Vật Lý Nguyên tử – Hạt nhân
  • Vật lý hạt nhân
    • Các đặc trưng cơ bản của hạt nhân nguyên tử
    • Tương tác nucleon – nucleon, lực hạt nhân
    • Các mẫu hạt nhân
    • Phản ứng hạt nhân
    • Phản ứng phân hạch – Nhiệt hạch
    • Phân rã hạt nhân
    • Neutron
    • Tương tác bức xạ với vật chất
    • Các phương pháp ghi đo và xử lý bức xạ
    • Sơ lược về vật lý hạt
Search:
  • Trang Chủ
  • Cơ học
    • Động Học Chất Điểm
    • Động Lực Học Chất Điểm
    • Cơ Học Vật Rắn
    • Định Luật Bảo Toàn Cơ Năng
    • Thuyết Tương Đối Hẹp Einstein
    • Các Dao Động Cơ
    • Trường Hấp Dẫn
    • Cơ Học Chất Lưu
    • Tài Liệu Cơ Học
  • Nhiệt học
    • Thuyết Động Học Phân Tử Và Phương Trình Trạng Thái Của Chất Khí
    • Các Nguyên Lý Nhiệt Động Học
    • Chất Lỏng – Hiện Tượng Mao Dẫn
    • Quá Trình Chuyển Pha
    • Tài Liệu Nhiệt Học
  • Điện Từ
    • Trường Tĩnh Điện
    • Vật Dẫn – Tụ Điện
    • Dòng điện không đổi
    • Điện Môi
    • Từ Trường
    • Hiện Tượng Cảm Ứng Điện Từ
    • Vật liệu từ
    • Trường Điện Từ – Thuyết Maxwell
    • Tài Liệu Điện Từ
  • Quang học
    • Quang Hình Học
    • Giao Thoa Ánh Sáng
    • Nhiễu Xạ Ánh Sáng
    • Hiện Tượng Phân Cực Ánh Sáng
    • Lượng Tử Ánh Sáng
    • Tài Liệu Quang Học
  • Vật lý nguyên tử
    • Các mẫu nguyên tử theo lý thuyết cố điển
    • Cơ sở của lý thuyết lượng tử
    • Cấu trúc nguyên tử theo lý thuyết lượng tử
    • Liên kết nguyên tử trong phân tử
    • Những ảnh hưởng bên ngoài lên nguyên tử bức xạ
    • Tài Liệu Vật Lý Nguyên tử – Hạt nhân
  • Vật lý hạt nhân
    • Các đặc trưng cơ bản của hạt nhân nguyên tử
    • Tương tác nucleon – nucleon, lực hạt nhân
    • Các mẫu hạt nhân
    • Phản ứng hạt nhân
    • Phản ứng phân hạch – Nhiệt hạch
    • Phân rã hạt nhân
    • Neutron
    • Tương tác bức xạ với vật chất
    • Các phương pháp ghi đo và xử lý bức xạ
    • Sơ lược về vật lý hạt

Từ trường

You are here:
  1. Home
  2. Điện từ học
  3. Từ trường

A. Từ trường

1. Khái niệm từ trường

Tương tác giữa hai phần tử dòng điện được hiểu theo quan điểm tương tác gần; nghĩa là sự có mặt của dòng điện I1 đã làm biến đổi môi trường xung quanh nó, ta nói dòng điện I1 gây ra xung quanh nó một từ trường và chính từ trường này mới tác dụng lực từ lên yếu tố dòng  \( {{I}_{2}}d{{\overrightarrow{\ell }}_{2}} \).

Vậy, từ trường 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.

Sở dĩ xung quanh nam châm có từ trường là bởi vì sự chuyển động của electron trong mỗi nguyên tử của vật liệu làm nam châm tạo ra một dòng điện và dòng điện đó tạo ra một momen từ. Các momen từ của các nguyên tử sắp xếp một cách có trật tự, kết quả là nam châm có từ tính. Nếu nam châm bị đốt nóng hoặc bị va đập mạnh, các momen từ sẽ mất tính trật tự, và do đó, nam châm sẽ mất từ tính.

2. Vectơ cảm ứng từ, định luật Biot – Savart – Laplace

Đặc trưng cho từ trường tại mỗi điểm là vectơ cảm ứng từ  \( \overrightarrow{B} \). Từ công thức (4.2), ta thấy đại lượng  \( \frac{{{\mu }_{0}}\mu }{4\pi }\frac{{{I}_{1}}d{{\overrightarrow{\ell }}_{1}}\times \vec{r}}{{{r}^{3}}} \) chỉ phụ thuộc vào phần tử  \( {{I}_{1}}d{{\overrightarrow{\ell }}_{1}} \) và vị trí của điểm M mà không phụ thuộc vào phần tử  \( {{I}_{2}}d{{\overrightarrow{\ell }}_{2}} \). Do đó, đại lượng  \( \frac{{{\mu }_{0}}\mu }{4\pi }\frac{{{I}_{1}}d{{\overrightarrow{\ell }}_{1}}\times \vec{r}}{{{r}^{3}}} \) đặc trưng cho từ trường của phần tử dòng điện  \( {{I}_{1}}d{{\overrightarrow{\ell }}_{1}} \) và được gọi là vectơ cảm ứng từ  \( d\overrightarrow{B} \) do  \( {{I}_{1}}d{{\overrightarrow{\ell }}_{1}} \) gây ra tại điểm M.

Tổng quát, vectơ cảm ứng từ do yếu tố dòng \( Id\overrightarrow{\ell } \) gây ra tại điểm M cách nó một khoảng  \( \vec{r} \) là:  \( d\overrightarrow{B}=\frac{{{\mu }_{0}}\mu }{4\pi }.\frac{Id\overrightarrow{\ell }\times \vec{r}}{{{r}^{3}}} \)   (4.4)

Biểu thức (4.4) đã được Biot, Savart và Laplace rút ra từ thực nghiệm, nên được gọi là định luật Biot – Savart – Laplace.

Từ (4.4) suy ra, vectơ  \( d\overrightarrow{B} \) có:

+ Phương: vuông góc với mặt phẳng chứa (\(Id\overrightarrow{\ell }\) và \(\vec{r}\)).

+ Chiều: tuân theo quy tắc cái đinh ốc: “Xoay cái đinh ốc quay từ yếu tố dòng \(Id\overrightarrow{\ell }\) đến \(\vec{r}\) theo góc nhỏ nhất thì chiều tiến của cái đinh ốc là chiều của vectơ \(d\overrightarrow{B}\)”.

+ Độ lớn: \(dB=\frac{{{\mu }_{0}}\mu }{4\pi }.\frac{Id\ell \sin \theta }{{{r}^{2}}}\)      (4.5)

+ Điểm đặt: tại điểm khảo sát.

Trong (4,5),  \( \theta  \) là góc giữa  \( Id\overrightarrow{\ell } \) và  \( \vec{r} \).

Từ trường tuân theo nguyên lý chồng chất. Để tính cảm ứng từ do một dòng điện bất kì gây ra, ta chia nhỏ dòng điện đó thành những yếu tố dòng  \( Id\overrightarrow{\ell } \) và xác định cảm ứng từ  \( d\overrightarrow{B} \) của yếu tố dòng đó, sau đó lấy tích phân trên toàn dòng điện:

 \( \overrightarrow{B}=\int\limits_{\text{dòng điện}}{d\overrightarrow{B}}=\int\limits_{\text{dòng điện}}{\frac{{{\mu }_{0}}\mu }{4\pi }.\frac{Id\overrightarrow{\ell }\times \vec{r}}{{{r}^{3}}}} \)    (4.6)

Nếu có nhiều dòng điện thì cảm ứng từ tổng hợp do các dòng điện đó gây ra tại điểm M là:

 \( \overrightarrow{B}={{\overrightarrow{B}}_{1}}+{{\overrightarrow{B}}_{2}}+…+{{\overrightarrow{B}}_{n}}=\sum{{{\overrightarrow{B}}_{i}}} \)    (4.7)

Trong đó,  \( {{\overrightarrow{B}}_{i}} \) là cảm ứng từ do dòng điện Ii gây ra tại M.

3. Vectơ cường độ từ trường

Trong môi trường vật chất, ngoài vectơ cảm ứng từ  \( \overrightarrow{B} \), người ta còn định nghĩa vectơ cường độ từ trường  \( \overrightarrow{H} \) đặc trưng cho từ trường tại mỗi điểm. Đối với môi trường đẳng hướng, hai vectơ này cùng phương và cùng chiều, có quan hệ như sau:  \( \overrightarrow{H}=\frac{\overrightarrow{B}}{{{\mu }_{0}}\mu } \)     (4.8)

Vectơ cường độ từ trường  \( \overrightarrow{H} \) có vai trò tương tự như vectơ điện cảm \( \overrightarrow{D} \) trong điện trường và vectơ cảm ứng từ  \( \overrightarrow{B} \) có vai trò tương tự như vectơ cường độ điện trường  \( \overrightarrow{E} \). Trong hệ SI, đồng vị đo cảm ứng từ là tesla (T), đơn vị đo cường độ từ trường là ampe trên mét (A/m)

4. Cảm ứng từ của dòng điện thẳng

Giả sử dòng điện I chạy trên đoạn dây dẫn thẳng AB như hình 4.3. Để tính cảm ứng từ do dòng điện này gây ra tại điểm M cách dòng điện I một khoảng h, ta xét một yếu tố dòng  \( Id\overrightarrow{\ell } \). Vectơ cảm ứng từ do yếu tố dòng này gây ra tại M được xác định theo định luật Biot – Savart – Laplace (4.4).

Cảm ứng từ do toàn bộ dòng điện I gây ra tại M sẽ được tính theo nguyên lý chồng chất từ trường:  \( \overrightarrow{B}=\int\limits_{\left( AB \right)}{d\overrightarrow{B}} \).

Do \(d\overrightarrow{B}\) luôn hướng vuông góc với mặt phẳng hình vẽ và đi vào phía sau với mọi vị trí của yếu tố dòng  \( Id\overrightarrow{\ell } \), nên cảm ứng từ tổng hợp \( \overrightarrow{B} \) cũng vuông góc với mặt phẳng hình vẽ và đi vào phía sau.

Độ lớn của cảm ứng từ tại M:  \( B=\int\limits_{(AB)}{dB}=\frac{{{\mu }_{0}}\mu }{4\pi }\int\limits_{(AB)}{\frac{Id\ell .\sin \theta }{{{r}^{2}}}} \)      (4.9)

Để tính được tích phân (4.9), ta đổi về biến số  \( \theta  \). Gọi O là chân đường vuông góc hạ từ M xuống đoạn AB,  \( \ell  \) là khoảng cách từ O đến yếu tố dòng  \( Id\overrightarrow{\ell } \) và  \( \theta  \) là góc hợp bởi hướng của dòng điện với đoạn r nối điểm M với yếu tố  \( Id\overrightarrow{\ell } \).

Ta có:  \( \ell =h\cot \theta  \). Lấy vi phân hay vế và lưu ý  \( d\ell  \) là độ dài của đường đi, ta được  \( d\ell =\frac{hd\theta }{{{\sin }^{2}}\theta } \). Mà  \( r=\frac{h}{\sin \theta } \).

Thay vào (4.9), ta có:

\(B=\frac{{{\mu }_{0}}\mu }{4\pi }\int\limits_{(AB)}{\frac{I\frac{hd\theta }{{{\sin }^{2}}\theta }.\sin \theta }{{{\left( \frac{h}{\sin \theta } \right)}^{2}}}}=\frac{{{\mu }_{0}}\mu I}{4\pi h}\int\limits_{(AB)}{\sin \theta d\theta }=\frac{{{\mu }_{0}}\mu I}{4\pi h}\int\limits_{{{\theta }_{1}}}^{{{\theta }_{2}}}{\sin \theta d\theta }\)

Hay \(B=\frac{{{\mu }_{0}}\mu I}{4\pi h}\left( \cos {{\theta }_{1}}-\cos {{\theta }_{2}} \right)\)    (4.10)

Vậy, vectơ cảm ứng từ  \( \overrightarrow{B} \) do đoạn dòng điện thẳng gây ra có đặc điểm (hình 4.4):

+ Phương: vuông góc với mặt phẳng chứa dòng điện và điểm khảo sát.

+ Chiều: xác định theo quy tắc đinh óc hoặc nắm tay phải: “Nắm tay phải sao cho ngón tay cái trùng với dòng điện và hướng theo chiều của dòng điện thì chiều uốn cong của bốn ngón tay là chiều của vectơ cảm ứng từ”.

+ Độ lớn: \(B=\frac{{{\mu }_{0}}\mu I}{4\pi h}\left( \cos {{\theta }_{1}}-\cos {{\theta }_{2}} \right)\).

+ Điểm đặt: tại điểm khảo sát.

Các trường hợp đặc biệt

a) Nếu dòng điện rất dài, hoặc điểm khảo sát rất gần đoạn AB (hình 4.5) thì \( \cos {{\theta }_{1}}=1 \) và \( \cos {{\theta }_{2}}=-1 \). Khi đó, ta có:  \( {{B}_{M}}=\frac{{{\mu }_{0}}\mu I}{2\pi h} \)     (4.11)

b) Nếu dòng điện rất dài và điểm khảo sát M nằm trên đường thẳng vuông góc với dòng điện tại một đầu mút (hình 4.6) thì:

 \( {{B}_{M}}=\frac{{{\mu }_{0}}\mu I}{4\pi h} \)   (4.12)

c) Nếu điểm khảo sát M nằm trên đường thẳng chứa dòng điện (hình 4.7) thì:

 \( {{B}_{M}}=0 \)   (4.13)

5. Cảm ứng từ của dòng điện tròn

Giả sử dòng điện I chạy trong vòng dây tròn (C) bán kính R. Xét điểm M trên trục của vòng dây, cách tâm O của vòng dây một khoảng h (hình 4.9). Cảm ứng từ do vòng dây gây ra tại M là: \(\overrightarrow{B}=\oint\limits_{(C)}{d\overrightarrow{B}}\), trong đó, \(d\overrightarrow{B}\) là cảm ứng từ do phần tử dòng điện \(Id\overrightarrow{\ell }\) gây ra.

Vectơ \(d\overrightarrow{B}\) được phân tích thành hai thành phần: \(d{{\overrightarrow{B}}_{z}}\) hướng vuông góc mặt phẳng vòng dây và \(d{{\overrightarrow{B}}_{//}}\) hướng song song với mặt phẳng vòng dây.

Do đó:  \( {{\overrightarrow{B}}_{M}}=\oint\limits_{(C)}{d\overrightarrow{B}}=\oint\limits_{(C)}{\left( d{{\overrightarrow{B}}_{z}}+d{{\overrightarrow{B}}_{//}} \right)}=\oint\limits_{(C)}{d{{\overrightarrow{B}}_{z}}}+\oint\limits_{(C)}{d{{\overrightarrow{B}}_{//}}} \)

Vì lí do đối xứng quanh trục của vòng dây, nên  \( \oint\limits_{(C)}{d{{\overrightarrow{B}}_{//}}}=\vec{0} \).

Suy ra:  \( {{\overrightarrow{B}}_{M}}=\oint\limits_{(C)}{d{{\overrightarrow{B}}_{z}}}=\vec{n}\oint\limits_{(C)}{d{{B}_{z}}}=\vec{n}\oint\limits_{(C)}{dB.\cos \alpha } \)    (4.14)

Trong đó,  \( \vec{n} \) là pháp vectơ đơn vị của mặt phẳng vòng dây, có chiều tuân theo quy tắc đinh ốc.

Mà:  \( dB=\frac{{{\mu }_{0}}\mu Id\ell }{4\pi {{r}^{2}}}.\sin {{90}^{O}}=\frac{{{\mu }_{0}}\mu Id\ell }{4\pi {{r}^{2}}} \) (vì  \( Id\overrightarrow{\ell } \) luôn vuông góc với  \( \vec{r} \));

Khi phần tử  \( Id\overrightarrow{\ell } \) di chuyển trên vòng dây thì r và  \( \alpha  \) không thay đổi.

Ta có: \({{\overrightarrow{B}}_{M}}=\vec{n}\oint\limits_{(C)}{\frac{\mu {{\mu }_{0}}Id\ell }{4\pi {{r}^{2}}}.\cos \alpha }=\vec{n}.\frac{\mu {{\mu }_{0}}I}{4\pi {{r}^{2}}}.\cos \alpha \oint\limits_{(C)}{d\ell }=\vec{n}.\frac{\mu {{\mu }_{0}}I}{4\pi {{r}^{2}}}.\cos \alpha .2\pi R\)

Thay  \( \cos \alpha =\frac{R}{r} \),  \( r=\sqrt{{{R}^{2}}+{{h}^{2}}} \), ta được:

\({{\overrightarrow{B}}_{M}}=\frac{\mu {{\mu }_{0}}I{{R}^{2}}.\vec{n}}{2{{\left( {{R}^{2}}+{{h}^{2}} \right)}^{\frac{3}{2}}}}=\frac{\mu {{\mu }_{0}}IS.\vec{n}}{2\pi {{\left( {{R}^{2}}+{{h}^{2}} \right)}^{\frac{3}{2}}}}=\frac{\mu {{\mu }_{0}}{{\overrightarrow{P}}_{m}}}{2\pi {{\left( {{R}^{2}}+{{h}^{2}} \right)}^{\frac{3}{2}}}}\)    (4.15)

Trong đó:  \( S=\pi {{R}^{2}} \) là diện tích giới hạn bởi vòng dây;

 \( {{P}_{m}}=IS  \) hay  \( {{\overrightarrow{P}}_{m}}=IS\vec{n}=I\overrightarrow{S} \)    (4.16)

Là momen từ của dòng điện tròn. Vectơ momen từ của dòng điện tròn có phương vuông góc với mặt phẳng vòng dây, có chiều tuân theo quy tắc đinh ốc hoặc nắm tay phải.

Vậy, vectơ cảm ứng từ do dòng điện chạy trong vòng dây tròn gây ra tại một điểm trên trục của vòng dây có các đặc điểm:

+ Phương: vuông góc với mặt phẳng vòng dây;

+ Chiều: xác định theo quy tắc đinh ốc hoặc nắm tay phải;

+ Độ lớn:  \( B=\frac{\mu {{\mu }_{0}}I{{R}^{2}}}{2{{\left( {{R}^{2}}+{{h}^{2}} \right)}^{\frac{3}{2}}}} \)    (4.17)

+ Điểm đặt: tại điểm khảo sát.

Trường hợp đặc biệt: khi h = 0, ta có cảm ứng từ tại tâm O của vòng dây:  \( {{B}_{O}}=\frac{\mu {{\mu }_{0}}I}{2R} \)    (4.18)

6. Cảm ứng từ trong lòng ống dây điện

Ống dây điện, hay cuộn dây điện là hệ gồm nhiều vòng dây điện mảnh quấn quanh một lõi có dạng ống rỗng. Thông thường có hai loại ống dây điện: ống dây thẳng hay ống solenoid (hình 4.11) và ống dây tròn hay ống dây hình xuyến, hay ống toroid (hình 4.12).

Khi cho dòng điện chạy qua ống dây, trong lòng ống dây sẽ có từ trường. Độ lớn của cảm ứng từ trong lòng ống dây solenoid và ống dây toroid tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện và mật độ vòng dây quấn trên ống dây:

 \( B={{\mu }_{0}}\mu nI  \)    (4.19)

Trong đó, n là mật độ vòng dây hay số vòng dây quấn trên một đơn vị chiều dài ống dây. Công thức (4.19) sẽ được chứng minh sau. Nếu gọi L là chiều dài ống dây solenoid và N là số vòng dây quấn trên ống dây thì mật độ vòng dây là:  \( n=\frac{N}{L} \)     (4.20)

B. Các dạng bài tập minh họa

Ví dụ 1. Dòng điện I = 5 A chạy trong khung dây dẫn mảnh có dạng hình vuông cạnh a = 20 cm. Tính cảm ứng từ và cường độ từ trường tại tâm O của khung dây. Biết rằng, khung dây có 100 vòng dây, đặt trong không khí.

Hướng dẫn giải:

Khung dây hình vuông ABCD có 4 cạnh, dòng điện trên mỗi cạnh là một dòng điện thẳng. Do đó, nếu gọi  \( {{\overrightarrow{B}}_{1}},{{\overrightarrow{B}}_{2}},{{\overrightarrow{B}}_{3}},{{\overrightarrow{B}}_{4}} \) lần lượt là cảm ứng từ do cạnh AB, BC, CD, DA gây ra tại O thì cảm ứng từ do toàn bộ khung dây gây ra tại O là:  \( \overrightarrow{B}={{\overrightarrow{B}}_{1}}+{{\overrightarrow{B}}_{2}}+{{\overrightarrow{B}}_{3}}+{{\overrightarrow{B}}_{4}} \)

Do các vectơ  \( {{\overrightarrow{B}}_{1}},{{\overrightarrow{B}}_{2}},{{\overrightarrow{B}}_{3}},{{\overrightarrow{B}}_{4}} \) đều vuông góc với mặt phẳng (ABCD) và hướng vào phía sau, nên vectơ tổng  \( \overrightarrow{B} \)  cũng vuông góc với mặt phẳng vuông góc và hướng vào phía sau (hình 4.8). Và do tính đối xứng của hình vuông quanh tâm O, nên về độ lớn  \( {{B}_{1}}={{B}_{2}}={{B}_{3}}={{B}_{4}} \). Từ đó suy ra, độ lớn của cảm ứng từ tại tâm O của hình vuông do một vòng dây gây ra là:

\(B=4{{B}_{1}}=4.\frac{{{\mu }_{0}}\mu I}{4\pi h}\left( \cos {{\theta }_{1}}-\cos {{\theta }_{2}} \right)\)\(=\frac{{{\mu }_{0}}\mu I}{\pi .\frac{a}{2}}\left( \cos {{45}^{O}}-\cos {{135}^{O}} \right)=\frac{2\sqrt{2}\mu {{\mu }_{0}}I}{\pi a}\)

Vì khung dây có N vòng nên cảm ứng từ tổng hợp do toàn bộ khung dây gây ra tại tâm hình vuông là:

 \( B=N.\frac{2\sqrt{2}\mu {{\mu }_{0}}I}{\pi a}=100.\frac{2\sqrt{2}.1.4\pi {{.10}^{-7}}.5}{\pi .0,2}=2,{{83.10}^{-3}}T  \)

Cường độ từ trường tại tâm hình vuông:

 \( H=\frac{B}{\mu {{\mu }_{0}}}=N.\frac{2\sqrt{2}I}{\pi a}=100.\frac{2\sqrt{2}.5}{3,14.0,2}=2,{{25.10}^{3}}\text{ }A/m  \)

Ví dụ 2. Dòng điện I = 20 A chạy qua dây dẫn rất dài như hình (4.10). Biết bán kính của vòng tròn là R = 10 cm và hệ thống đặt trong không khí. Tính cường độ từ trường tại tâm O của vòng tròn.

Hướng dẫn giải:

Có thể chia dòng điện thành hai phần: phần chạy trên dây dẫn thẳng dài và phần chạy trên vòng dây tròn. Cảm ứng từ tương ứng do các phần này gây ra tại tâm O là \({{\overrightarrow{B}}_{1}}\) và \({{\overrightarrow{B}}_{2}}\). Cảm ứng từ tổng hợp tại tâm O của vòng dây là:  \( \overrightarrow{B}={{\overrightarrow{B}}_{1}}+{{\overrightarrow{B}}_{2}} \).

Do các vectơ \({{\overrightarrow{B}}_{1}}\) và \({{\overrightarrow{B}}_{2}}\) đều vuông góc với mặt phẳng hình vẽ và hướng ra ngoài nên \(\overrightarrow{B}\) cũng vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, hướng ra ngoài và có độ lớn:  \( B={{B}_{1}}+{{B}_{2}}=\frac{{{\mu }_{0}}I}{2\pi R}+\frac{{{\mu }_{0}}I}{2R}=\frac{{{\mu }_{0}}I}{2R}\left( \frac{1}{\pi }+1 \right) \)

Và do đó, cường độ từ trường tại tâm O của vòng dây là:  \( H=\frac{B}{{{\mu }_{0}}}=\frac{I}{2R}\left( \frac{1}{\pi }+1 \right)=\frac{20}{2.0,1}\left( \frac{1}{3,14}+1 \right)=132\text{ }A/m  \)

 

Ví dụ 3. Một ống dây solenoid có chiều dài 50 cm, được quấn 1000 vòng dây. Cho dòng điện I = 2 A chạy qua ống dây. Tính mật độ vòng dây của ống dây, cảm ứng từ và cường độ từ trường trong lòng ống dây, biết trong lòng ống dây là không khí.

Hướng dẫn giải:

Mật độ vòng dây:  \( n=\frac{N}{L}=\frac{1000}{0,5}=2000\text{ vòng/m} \).

Cảm ứng từ trong lòng ống dây:  \( B={{\mu }_{0}}\mu nI=1.4\pi {{.10}^{-7}}.2000.2=5,{{02.10}^{-3}}T  \)

Cường độ từ trường trong lòng ống dây:  \( H=\frac{B}{{{\mu }_{0}}\mu }=nI=2000.2=4000\text{ }A/m  \)

Bài Viết Mới

Chuyển động của điện tích trong từ trường

30 Tháng Mười Một, 2021

A. Chuyển động của điện tích trong từ trường 1. Tác dụng của từ trường lên điện tích chuyển động Xét một hạt mang điện tích q (gọi tắt là…

Tác dụng của từ trường lên dòng điện

30 Tháng Mười Một, 2021

A. Tác dụng của từ trường lên dòng điện 1. Lực từ tác dụng lên dòng điện, định luật Ampère Khi có dòng điện I đặt trong từ trường nó…

Định lí Ampère về dòng điện toàn phần

29 Tháng Mười Một, 2021

A. Định lí Ampère về dòng điện toàn phần 1. Lưu số của vectơ cường độ từ trường   Xét một đường cong kín (C) bất kì trong không gian…

Đường sức từ – từ thông

29 Tháng Mười Một, 2021

A. Đường sức từ, từ thông 1. Đường sức từ Đặt một nam châm phía dưới một tấm bìa cứng, rắc ít mạt sắt lên tấm bìa và gõ nhẹ,…

Từ trường

28 Tháng Mười Một, 2021

A. Từ trường 1. Khái niệm từ trường Tương tác giữa hai phần tử dòng điện được hiểu theo quan điểm tương tác gần; nghĩa là sự có mặt của…

Tương tác từ – Định luật Ampère

27 Tháng Mười Một, 2021

A. Tương tác từ – Định luật Ampère 1. Tương tác từ Các hiện tượng về điện, từ đã được con người biết đến từ lâu, nhưng không biết chúng…

Categories: Điện từ học, Từ TrườngBy Physical-admin28 Tháng Mười Một, 2021Leave a comment
Hãy chia sẻ bài viết chúng tôi! Thanks!
Share on FacebookShare on Facebook TweetShare on Twitter Share on LinkedInShare on LinkedIn Pin itShare on Pinterest

Author: Physical-admin

https://vatlydaicuong.com

Post navigation

PreviousPrevious post:Tương tác từ – Định luật AmpèreNextNext post:Đường sức từ – từ thông

Bài viết liên quan

Bài toán Định luật Gauss – Đối xứng trụ
28 Tháng Mười Một, 2021
Bài toán Vật dẫn cô lập tích điện trong điện trường
28 Tháng Mười Một, 2021
Bài toán Định luật Gauss
28 Tháng Mười Một, 2021
Điện thông
28 Tháng Mười Một, 2021
Bài toán Điện tích điểm trong điện trường
28 Tháng Mười Một, 2021
Bài toán Điện trường của một đĩa tích điện
28 Tháng Mười Một, 2021

Trả lời Hủy

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Post comment

Tìm kiếm nhanh



Bài viết mới
  • Mẫu nguyên tử Thomson
  • Bài toán Định luật Gauss – Đối xứng trụ
  • Bài toán Vật dẫn cô lập tích điện trong điện trường
  • Bài toán Định luật Gauss
  • Điện thông
  • Bài toán Điện tích điểm trong điện trường
  • Bài toán Điện trường của một đĩa tích điện
  • Bài toán Điện trường của một đường tích điện
  • Bài toán Điện trường của một lưỡng cực điện
  • Vật liệu siêu dẫn
  • Vật liệu từ cứng và từ mềm
  • Chất phản sắt từ và feri từ
  • Chất sắt từ
  • Chất thuận từ
  • Chất nghịch từ
  • Khái niệm về từ tính của vật liệu
  • Điện môi đặc biệt
  • Điều kiện qua mặt giới hạn hai điện môi của các vectơ E và D
  • Điện trường trong điện môi
  • Sự phân cực của điện môi
  • Tĩnh học chất lưu
  • Phương trình Bernoulli
  • Phương trình liên tục
  • Chất lưu – Đường dòng – Ống dòng
  • Năng lượng của chất điểm chuyển động
  • Động lượng và khối lượng của chất điểm chuyển động
  • Tổng hợp vận tốc
  • Sự co ngắn Lorentz
  • Tính đồng thời và quan hệ nhân quả
  • Phép biến đổi Lorentz

Combo Sách: Vật Lí Đại Cương Tập 2 – Điện Dao Động Sóng+ Bài Tập Vật Lí Đại Cương Tập 2 – Điện Dao Động Sóng (Dùng Cho Các Trường Đại Học Khối Kỹ Thuật Công Nghiệp)

Xem Chi Tiết!

Từ Trường

You are here:
  1. Home
  2. Trang
  3. Từ Trường

Nội dung chính

Chuyển động của điện tích trong từ trường

30 Tháng Mười Một, 2021

A. Chuyển động của điện tích trong từ trường 1. Tác dụng của từ trường lên điện tích chuyển động Xét một hạt mang điện tích q (gọi tắt là…

Tác dụng của từ trường lên dòng điện

30 Tháng Mười Một, 2021

A. Tác dụng của từ trường lên dòng điện 1. Lực từ tác dụng lên dòng điện, định luật Ampère Khi có dòng điện I đặt trong từ trường nó…

Định lí Ampère về dòng điện toàn phần

29 Tháng Mười Một, 2021

A. Định lí Ampère về dòng điện toàn phần 1. Lưu số của vectơ cường độ từ trường   Xét một đường cong kín (C) bất kì trong không gian…

Đường sức từ – từ thông

29 Tháng Mười Một, 2021

A. Đường sức từ, từ thông 1. Đường sức từ Đặt một nam châm phía dưới một tấm bìa cứng, rắc ít mạt sắt lên tấm bìa và gõ nhẹ,…

Từ trường

28 Tháng Mười Một, 2021

A. Từ trường 1. Khái niệm từ trường Tương tác giữa hai phần tử dòng điện được hiểu theo quan điểm tương tác gần; nghĩa là sự có mặt của…

Tương tác từ – Định luật Ampère

27 Tháng Mười Một, 2021

A. Tương tác từ – Định luật Ampère 1. Tương tác từ Các hiện tượng về điện, từ đã được con người biết đến từ lâu, nhưng không biết chúng…

By Physical-admin12 Tháng Mười, 2020
Hãy chia sẻ bài viết chúng tôi! Thanks!
Share on FacebookShare on Facebook TweetShare on Twitter Share on LinkedInShare on LinkedIn Pin itShare on Pinterest

Author: Physical-admin

https://vatlydaicuong.com

Post navigation

PreviousPrevious post:Điện MôiNextNext post:Hiện Tượng Cảm Ứng Điện Từ
Đơn Vị Tài Trợ – Trung Tâm Gia Sư Nhân Tài Việt

Fanpage Vật Lý Đai Cương!

Thư Viện Bài Giảng Vật Lý Đại Cương
 Dream-Theme — truly premium WordPress themes

© Vật Lý Đại Cương - Đồng hành cùng Trung Tâm Gia Sư Nhân Tài Việt

Go to Top
error: Content is protected !!