1. Tương(tác(từ(<br />
!<br />
F<br />
<br />
S<br />
<br />
Chương'10'<br />
<br />
Từ'trường'<br />
<br />
S<br />
<br />
N<br />
<br />
!<br />
F<br />
<br />
!<br />
F<br />
<br />
!<br />
F<br />
N<br />
<br />
N<br />
<br />
Từ'trường'và'Cảm'ứng'từ'<br />
<br />
Tương'tác'từ'<br />
I<br />
<br />
! !<br />
F F<br />
<br />
I<br />
<br />
!<br />
F<br />
<br />
7/11/15'<br />
<br />
2. Khái(niệm(<br />
<br />
S<br />
<br />
Từ'trường'<br />
<br />
! Một(vấn(đề(đặt(ra(là(tại(sao(lại(xuất(hiện(tương(tác(<br />
giữa(các(dòng(điện(và(sự(tương(tác(đó(thực(hiện(như(<br />
thế(nào,(có(thông(qua(môi(trường(vật(chất(nào(<br />
không?(<br />
! Vật(lý(duy(vật(hiện(đại(quan(niệm(rằng:(Sự(tương(tác(<br />
giữa(các(dòng(điện(thực(hiện(được(thông(qua(môi(<br />
trường(vật(chất(trung(gian(được(gọi(là(từ(trường.Sự(<br />
tương(tác(diễn(ra(như(sau:(Mỗi(dòng(điện(tạo(ra(xung(<br />
quanh(nó(một(từ(trường(và(từ(trường(này(tác(dụng(<br />
một(lực(từ(lên(các(dòng(điện(khác,(lên(kim(nam(châm(<br />
hay(một(cách(tổng(quát(là(lên(các(điện(tích(chuyển(<br />
động(trong(từ(trường(này.(<br />
<br />
7/11/15'<br />
<br />
I<br />
<br />
I<br />
<br />
!<br />
F<br />
<br />
7/11/15'<br />
<br />
2. Khái(niệm(<br />
<br />
Từ'trường'<br />
<br />
! “Vậy(từ(trường(là(một(dạng(vật(chất(tồn(tại(xung(<br />
quanh(các(dòng(điện,(và(là(nhân(tố(trung(gian(truyền(<br />
tương(tác(giữa(các(dòng(điện(với(nhau.(Từ(trường(<br />
cũng(là(một(dạng(đặc(biệt(của(trường(điện(từ”.(<br />
! Để(đặc(trưng(cho(từ(trường(về(mặt(lực(tác(dụng(<br />
!<br />
B<br />
người(ta(sử(dụng(véc(tơ(cảm(ứng(từ(((((.(<br />
!<br />
B<br />
! Như(vậy(véc(tơ(cảm(ứng(từ((((((cũng(tương(tự(như(véc(<br />
!<br />
E<br />
tơ(cường(độ(điện(trường((((((của(điện(trường.(<br />
!<br />
B<br />
! Để(xác(định(véc(tơ(cảm(ứng(từ((((((người(ta(áp(dụng(<br />
định(luật(BioqSavartqLaplace(<br />
<br />
7/11/15'<br />
<br />
3. Định(luật(BioqSavartqLaplace(<br />
<br />
Từ'trường'<br />
<br />
! Đinh(luật:(Véc(tơ(cảm(ứng(từ(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((<br />
do(một(phần(tử(dòng(điện(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((<br />
!<br />
r<br />
gây(ra(tại(điểm(M(cách(nó(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((<br />
M<br />
! α<br />
một(khoảng(r(có:(<br />
Id ℓ<br />
!<br />
dB<br />
<br />
Phương:(vuông(góc(với(mặt((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((<br />
!<br />
phẳng(chứa(phần(tử((((((((((và(điểm(M(<br />
Id ℓ<br />
!<br />
! !<br />
dB<br />
Id ℓ r<br />
Chiều(sao(cho(3((véc(tơ((((((((((,(((((và((((((((((lập(thành(một(tam(<br />
diện(thuận((xác(định(theo(quy(tắc(vặn(đinh(ốc)(<br />
Độ(lớn(<br />
µ µ Idℓ ⋅ sin α<br />
dB = 0<br />
4π<br />
r2<br />
µ0 = 4 π ×10 −7 Hm −1<br />
! Trong(đó(((((((((((((((((((((((((((((((((((((là(hằng(số(từ(của(chân(<br />
µ<br />
không,(((((là(hằng(số(từ(tỷ(đối(của(môi(trường(<br />
<br />
4. Quy(tắc(vặn(đinh(ốc(xác(định(chiều(của(véc(tơ(cảm(<br />
ứng(từ(<br />
Từ'trường'<br />
<br />
! “Đặt(cái(đinh(ốc(theo(chiều(của(dòng(điện,(nếu(quay(<br />
cho(cái(đinh(ốc(tiến(theo(chiều(dòng(điện(thì(chiều(<br />
quay(của(cái(đinh(ốc(tại(một(điểm(sẽ(là(chiều(của(véc(<br />
tơ(cảm(ứng(từ(tại(điểm(đó”(<br />
Chiều'<br />
dòng'<br />
điện'<br />
<br />
Chiều'<br />
dòng'<br />
điện'<br />
<br />
Chiều'<br />
từ'<br />
trường'<br />
<br />
7/11/15'<br />
<br />
5. Nguyên(lý(chồng(chất(từ(trường(<br />
Từ'trường'<br />
<br />
! Cho(phép(tìm(véc(tơ(cảm(ứng(từ(do(toàn(bộ(dòng(<br />
điện(gây(ra(tại(một(điểm(nào(đó.(Véc(tơ(cảm(ứng(từ(<br />
do(một(dòng(điện(bất(kỳ(gây(ra(tại(một(điểm(nào(đó(<br />
bằng(tổng(các(véc(tơ(cảm(ứng(từ(do(các(phần(tử(dòng(<br />
điện(gây(ra(tại(điểm(đó.(<br />
! n !<br />
B = ∑ ΔBi<br />
<br />
!<br />
!<br />
! Dưới(dạng(tích(phân( ΔBi → dBi ; n → ∞<br />
!<br />
!<br />
B=<br />
∫ dB<br />
i =1<br />
<br />
7/11/15'<br />
<br />
6. Ví(dụ:(Từ(trường(của(một(dây(dẫn((((((((((((((((((((((((((((((((((((((<br />
θ<br />
có(cường(độ(I(thẳng(dài(vô(hạn(<br />
B 2<br />
Từ'trường'<br />
<br />
! !<br />
! µ µ "Id ℓ × r $<br />
#<br />
%<br />
dB = 0<br />
3<br />
4π<br />
r<br />
B<br />
µ µ I dℓ ⋅ sin θ<br />
B = ∫ dB = 0 ∫<br />
4π A<br />
r2<br />
<br />
7/11/15'<br />
<br />
R<br />
!<br />
B ℓ<br />
<br />
R<br />
ℓ<br />
Rdθ<br />
và<br />
= cot θ ⇒ dℓ =<br />
sin θ<br />
R<br />
sin 2 θ<br />
θ<br />
µ µ I 2 dθ ⋅ sin θ µ0 µ I<br />
B= 0 ∫<br />
=<br />
(cos θ1 − cos θ2 )<br />
4 π θ1<br />
4π R<br />
R<br />
r=<br />
<br />
µ µI<br />
θ1 = 0; θ2 = π ⇒ B = 0<br />
2π R<br />
<br />
(Toàn dòng )<br />
<br />
!<br />
B<br />
<br />
!<br />
! θ r<br />
Id ℓ<br />
<br />
M<br />
<br />
θ1<br />
A<br />
7/11/15'<br />
<br />
6. Ví(dụ:(Từ(trường(của(một(dây(dẫn((((((((((((((((((((((((((((((((((((((<br />
có(cường(độ(I(thẳng(dài(vô(hạn(<br />
Từ'trường'<br />
<br />
7. Ví(dụ:(Từ(trường(của(một(vòng(dây(dẫn(hình(tròn(<br />
Từ'trường'<br />
<br />
B=<br />
<br />
µ0 µ IR<br />
<br />
!<br />
dB2<br />
<br />
2<br />
<br />
2 (R 2 + h 2 )<br />
<br />
!<br />
dB<br />
<br />
!<br />
dB1<br />
<br />
3/2<br />
<br />
!<br />
r<br />
<br />
!<br />
r<br />
<br />
h<br />
<br />
!<br />
Id ℓ2<br />
R<br />
<br />
!<br />
Id ℓ1<br />
I<br />
<br />
7/11/15'<br />
<br />
1. Đường(cảm(ứng(từ(<br />
<br />
Định'lý'OstrogradskiIGauss'<br />
<br />
! Để(biểu(diễn(từ(trường(một(cách(hình(ảnh(người(ta(<br />
dùng(các(đường(cảm(ứng(từ.(Đó(là(những(đường(<br />
còng(mà(tiếp(tuyến(tại(mọi(điểm(của(nó(trùng(với(<br />
phương(của(véc(tơ(cảm(ứng(từ(tại(điểm(đó.(Chiều(của(<br />
đường(sức(từ(trường(là(chiều(của(véc(tơ(cảm(ứng(từ.(<br />
! Quy(ước:(vẽ(số(đường(cảm(ứng(từ(qua(một(đơn(vị(<br />
diện(tích(đặt(vuông(góc(với(chúng(có(trị(số(bằng(độ(<br />
lớn(của(véc(tơ(cảm(ứng(từ(tại(điểm(đó.(<br />
! Đặc(điểm:(đường(cảm(ứng(từ(là(những(đường(cong(<br />
kín(không(giao(nhau.(<br />
! Chiều(đi(ra(từ(cực(bắc,(đi(vào(cực(nam(của(nam(châm(<br />
<br />
7/11/15'<br />
<br />
7/11/15'<br />
<br />
2. Từ(thông(<br />
<br />
Định'lý'OstrogradskiIGauss'<br />
<br />
! Định(nghĩa(<br />
<br />
!<br />
n<br />
<br />
!<br />
dS<br />
<br />
!<br />
B<br />
Bn<br />
<br />
!<br />
S<br />
S<br />
<br />
! !<br />
Φ M = B ⋅ S = Bn ⋅ S<br />
<br />
∫ dΦ<br />
<br />
!<br />
!<br />
= ∫ B ⋅ dS<br />
<br />
! Ý(nghĩa:(Từ(thông(có(trị(số(bằng(số(lượng(đường(cảm(<br />
ứng(từ(gửi(qua(diện(tích(S(<br />
ΦM =<br />
<br />
M<br />
<br />
7/11/15'<br />
<br />
3. Định(luật(OxtrogradskyqGauss(<br />
<br />
Định'lý'OstrogradskiIGauss'<br />
<br />
! Từ(thông(toàn(phần(gửi(qua(mặt(kín(S(bất(kì(có(giá(trị(<br />
đại(số(bằng(không.(<br />
Từ(thông(đi(ra(<br />
!<br />
n<br />
<br />
Từ(thông(đi(vào(<br />
<br />
!<br />
<br />
!<br />
<br />
! Lưu(số(của(véc(tơ(cảm(ứng(từ(dọc(theo(đường(cong(<br />
kín(là(đại(lượng(về(giá(trị(bằng(tích(phân(của((((((((((((<br />
dọc(theo(toàn(bộ(đường(cong(đó(<br />
!<br />
!<br />
<br />
!<br />
<br />
!<br />
<br />
∫<br />
" B ⋅ dS = 0<br />
<br />
I<br />
<br />
! Định(lý(“Lưu(số(của(véc(tơ(cảm(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((<br />
O<br />
ứng(từ(dọc(theo(một(đường(cong(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((<br />
r<br />
!<br />
!<br />
kín(có(giá(trị(bằng(tổng(đại(số(dòng((((((((((((((((((((((((((((((((((((((<br />
dℓ<br />
B<br />
điện(xuyên(qua(mặt(cong(giới(hạn(((((((((((((((((((((((((((((((((((<br />
bởi(đường(cong(đó(nhân(với(μ0μ”(<br />
C<br />
<br />
!<br />
<br />
S<br />
<br />
!<br />
<br />
∫<br />
∫<br />
# B ⋅ d ℓ = (#) B ⋅ d ℓ ⋅ cos (B ⋅ d ℓ)<br />
( )<br />
C<br />
<br />
!<br />
n<br />
<br />
ΦM =<br />
<br />
1. Lưu(số(của(véc(tơ(cảm(ứng(từ(<br />
<br />
Định'lý'dòng'toàn'phần'<br />
<br />
!<br />
<br />
∫<br />
# B ⋅ d ℓ = µ µI<br />
( )<br />
0<br />
<br />
C<br />
<br />
7/11/15'<br />
<br />
2. Chứng(minh((tham(khảo)(<br />
<br />
3. Áp(dụng(<br />
<br />
Định'lý'dòng'toàn'phần'<br />
<br />
!<br />
<br />
#<br />
<br />
!<br />
<br />
C<br />
<br />
# #<br />
dℓ ⋅ cos B ⋅ d ℓ = rdϕ<br />
<br />
(<br />
<br />
)<br />
<br />
I<br />
B = µ0 µ<br />
2 πr<br />
! !<br />
I<br />
∫<br />
∫<br />
!) B ⋅ d ℓ = (!) µ0 µ 2 π r ⋅ r d ϕ<br />
C<br />
(C<br />
" "<br />
I<br />
∫<br />
∫<br />
!) B ⋅ d ℓ = µ0 µ 2 π (!) d ϕ = µ0 µ I<br />
C<br />
(C<br />
<br />
r<br />
M<br />
!<br />
dℓ<br />
<br />
Định'lý'dòng'toàn'phần'<br />
<br />
! Đường(cong(không(bao((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((<br />
1<br />
quanh(dòng(điện(<br />
<br />
#<br />
<br />
∫<br />
∫<br />
! B ⋅ d ℓ = (!) B ⋅ d ℓ ⋅ cos (B ⋅ d ℓ)<br />
( )<br />
C<br />
<br />
7/11/15'<br />
<br />
! !<br />
B ⋅dℓ =<br />
∫<br />
!<br />
<br />
O dϕ<br />
<br />
(C )<br />
<br />
⇒<br />
<br />
!<br />
B<br />
<br />
∫<br />
<br />
1a 2<br />
<br />
" "<br />
B ⋅dℓ +<br />
<br />
"<br />
<br />
"<br />
<br />
∫<br />
<br />
a<br />
<br />
" "<br />
B ⋅dℓ<br />
<br />
2<br />
<br />
2b1<br />
<br />
∫<br />
! B ⋅dℓ = 0<br />
( )<br />
<br />
! Nhiều(dòng(điện(<br />
<br />
b<br />
<br />
C<br />
<br />
!<br />
<br />
!<br />
<br />
∫<br />
! B ⋅ d ℓ = −I<br />
( )<br />
<br />
1<br />
<br />
I3<br />
<br />
I1<br />
<br />
+ I2 − I3<br />
<br />
C<br />
<br />
I2<br />
7/11/15'<br />
<br />
7/11/15'<br />
<br />
3. Áp(dụng(<br />
<br />
3. Áp(dụng:(Từ(trường(trong(lòng(cuộn(dây(hình(<br />
xuyến(<br />
<br />
Định'lý'dòng'toàn'phần'<br />
<br />
Định'lý'dòng'toàn'phần'<br />
<br />
! Đường(cong(bao(quanh(dòng(điện(nhiều(lần(<br />
<br />
!<br />
<br />
!<br />
<br />
∫<br />
! B ⋅ d ℓ = µ µ ⋅ nI<br />
( )<br />
0<br />
<br />
C<br />
<br />
B ! d ℓ = B ⋅ 2 π R = µ0 µ ⋅ nI<br />
∫<br />
(C )<br />
<br />
B=<br />
<br />
!<br />
<br />
!<br />
<br />
∫<br />
! B ⋅dℓ = 0<br />
( )<br />
C<br />
<br />
!<br />
<br />
µ0 µ ⋅ nI<br />
2π R<br />
<br />
n(là(số(vòng(dây(<br />
<br />
!<br />
<br />
∫<br />
! B ⋅ d ℓ = 2 µ µI<br />
( )<br />
0<br />
<br />
C<br />
<br />
7/11/15'<br />
<br />
3. Áp(dụng:(Từ(trường(của(ống(dây(thẳng(((((((((((((((((((<br />
(từ(trường(của(cuộn(cảm)(<br />
Định'lý'dòng'toàn'phần'<br />
<br />
! Ống(dây(dài(vô(hạn(≡(hình(xuyến(có(bán(kính(bằng(<br />
vô(cùng.(<br />
<br />
! n0(=(n/2πR(là(mật(độ(số(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((<br />
vòng(dây(trên(một(đơn((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((<br />
vị(độ(dài(của(ống(dây.(<br />
! Trên(thực(tế(những(ống(dây(có(chiều(dài(lơn(hơn(<br />
khoảng(10(lần(đường(kính(của(nó(có(thể(coi(gần(đúng(<br />
là(có(từ(trường(đều(bên(trong(ống.(<br />
B = µ0 µn 0 I<br />
<br />
7/11/15'<br />
<br />
7/11/15'<br />
<br />
1. Lực(Ampere(<br />
<br />
Tác'dụng'của'từ'trường'<br />
<br />
! Thực(nghiệm(cho(thấy(rằng(mọi(dòng(điện(đặt(trong(<br />
từ(trường(đều(chịu(tác(dụng(của(một(lực(từ(gọi(là(lực(<br />
Ampere.(<br />
! Một(phần(tử(dòng(điện(dài((((((có(cường(độ(I(đặt(trong(<br />
dℓ<br />
từ(trường(có(cảm(ứng(từ(B(sẽ(chịu(tác(dụng(của(một(<br />
lực(từ(dF(<br />
!<br />
!<br />
Id ℓ<br />
Có(phương(vuông(góc(với(mặt(phẳng(chứa(((((((((và((B<br />
Có(chiều(xác(định(theo(quy(tắc(bàn(tay(trái(<br />
Có(độ(lớn:(((((((((((((((((((((((((((((((((((,(với((((((là(góc(hợp(bởi(hai(véc((((<br />
α<br />
dF<br />
! = dℓ ⋅ B sin α<br />
!<br />
tơ((((((((((và( B<br />
Id ℓ<br />
<br />
7/11/15'<br />
<br />