Bài giảng Chương 3: Từ trường tĩnh trong chân không

Chia sẻ: Vuong Bang | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:34

Thêm vào BST

Báo xấu

188
lượt xem 22
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 3 trình bày các nội dung: Tương tác từ, từ trường, định luật Gauss với từ trường, định lý Ampère, định luật Ampère, tác dụng của từ trường lên mạch điện kín, công của lực từ, từ trường của một hạt chuyển động.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Chương 3: Từ trường tĩnh trong chân không

CHƯƠNG 3 TỪ TRƯỜNG TĨNH TRONG CHÂN KHÔNG
Nội dung 1/Tương tác từ 2/Từ trường 3/Định luật Gauss với từ trường 4/Định lý Ampère 5/Định luật Ampère 6/Tác dụng của từ trường lên mạch điện kín 7/Công của lực từ 8/Từ trường của một hạt chuyển động
I/Tương tác từ Năm 1820, nhà vật lý người Đan Mạch Hans Oersted làm thí nghiệm về 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. Hans Oersted (17771851)
 Mặt khác, André Ampère cũng tiến hành các thí nghiệm & nhận thấy giữa hai dòng điện có sự tương tác. André Ampère (17751836) 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.
II/Từ trường 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).
2/Định luật BiotSavart  I i)Vectơ phần tử dòng điện Id   M Id   r Id d I d  Vectơ phần tử dòng điện Id  là véc tơ có phương chiều là phương chiều của dòng điện, giá trị là Id
ii)Định luật BiotSavart Jean Biot(17741862) Felix Savart(17911841) Vectơ cảm ứng từ d của vectơ phần tử dòng điện Id gây ra tại điểm M cách Id một đoạn r: H/m uu dB => M uu I dl
a) Cảm ứng từ của dòng điện thẳng h hdθ µ0 I Có mà r = ; dl = nên dB= sin θ dθ sinθ sin 2 θ 4π h θ2 BA1A2 = dB θ1 Dây dài vô hạn: A2 θ 2 I α2 M O h + α1  Id  θ1 A1
Cảm ứng từ của dòng điện thẳng (tt) A2 α2 M h M h M O + O + M O + α2   I h  B B α1 B α1 A2 A2 I I I I A1 A A1 A1 I I I B A1 A 2 0 0I B A1A 2 0 (sin sin 2 ) B AO 0 sin B 0 B A1 A 2 (sin 1 sin 2 ) 4 h 1 4 h 2 h 4 h
b) Cảm ứng của dòng điện tròn bán kính R mà =>   IR 2 B ez 0 S = R2 2( R 2 h 2 )3 / 2      Đặt pm ISn IS ez B 0 pm x 2 (R 2 h 2 )3 / 2  uu Id l dB I R O z h M dBz y I B0 0 2R
b) Cảm ứng từ của dòng điện tròn bán kính R(tt) Pm C I O I (2 ) BO 0 R 2R 2  Q P BO ;
3/ Đường sức cảm ứng từ u B I u B I
III/ ĐỊNH LÝ GAUSS ĐỐI VỚI TỪ TRƯỜNG 1/ Từ thông: Mặt S Mặt kín S u u dSn dS B  u n α B dS S dS u dS d m dN
S S
2/ Định lý Gauss (S) (S2) (C) (S1) u B dS2 u => dS1 B uu d S1 uu dS2 Công thức Gauss: =>
IV/ Định lý Ampère (Định lý dòng toàn phần) 1/ Lưu số của vectơ cảm ứng từ (kí hiệu: L) Như đã biết lưu số của véc tơ tĩnh điện trường dọc theo đường cong kín (C) bằng không:   E .dl 0 C Ngược lại lưu số của véc tơ cảm ứng từ dọc theo đường cong kín (C) khác không:   (C) L B .dl 0 C  dl u M B
2/ Định lý dòng toàn phần ii) Chứng minh: A) Từ trường của dòng điện dài vô tận a) Đường cong (C) nằm trong mặt phẳng (P) b) Đường cong (C) không nằm trong mặt phẳng (P) B) Trường hợp tổng quát
A)Từ trường của dòng điện dài vô tận a) Đường cong kín (C) nằm trong mặt phẳng (P) và bao quanh dòng điện I u B (C) d O uu (dl cos rd ) r M dl P (C) bao quanh dòng điện
a) Trường hợp đường cong kín (C) nằm trong mặt phẳng (P) nhưng không bao quanh dòng điện I uu B' F u (C) uuN B uu O dl dl M E P (C) không bao quanh I
b) Trường hợp đường cong (C) không nằm trong mặt phẳng (P) I (C) (C’) uu u dl u uu O dl 2 dl1 B P M