zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

Bài giảng Vật lý đại cương 2 (Điện từ và quang): Chương 3 - Huỳnh Trúc Phương

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:49

Báo xấu

2
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Vật lý đại cương 2 (Điện từ và quang): Chương 3 - Từ trường trong chân không, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Tương tác từ của dòng điện-Định luật Ampère; Từ trường-Vectơ cảm ứng từ; Cảm ứng từ của dòng điện đơn giản; Từ thông – Định lý Gauss; Lưu số của vectơ cảm ứng từ;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vật lý đại cương 2 (Điện từ và quang): Chương 3 - Huỳnh Trúc Phương

BÀI GIẢNG ĐIỆN VÀ TỪ HUỲNH TRÚC PHƯƠNG Email: htphuong.oarai@gmail.com
CHƯƠNG 3 TỪ TRƯỜNG TRONG CHÂN KHÔNG 3.1. Tương tác từ của dòng điện-Định luật Ampère 3.2. Từ trường-Vectơ cảm ứng từ 3.3. Cảm ứng từ của dòng điện đơn giản 3.4. Từ thông – Định lý Gauss. 3.5. Lưu số của vectơ cảm ứng từ 3.6. Tác dụng của từ trường lên dòng điện 3.7. Chuyển động của hạt điện trong từ trường
3.1. TƯƠNG TÁC TỪ CỦA DÒNG ĐIỆN-ĐỊNH LUẬT AMPÈRE 1. Thí nghiệm về tương tác từ B I N I B N Ecstet Ampère I1 I2 I1 I2
3.1. TƯƠNG TÁC TỪ CỦA DÒNG ĐIỆN-ĐỊNH LUẬT AMPÈRE 2. Định luật Ampère  n  2 do phần tử dòng  Từ lực dF  điện I1ds1 tác dụng lên phần tử r M I 2d s2 dòng điện I2ds2 là vectơ có:  A I1d s1 1  dF o Phương vuông góc với mặt phẳng chứa phần tử I2 I2ds2 và n I1 o Chiều sao cho 3 vectơ ds2, n và dF theo thứ tự hợp thành tam diện thuận o Độ lớn:  0 I1ds1sin 1I 2ds 2 sin 2 dF  4 r2 0  4.107 (H / m) Hằng số từ
3.1. TƯƠNG TÁC TỪ CỦA DÒNG ĐIỆN-ĐỊNH LUẬT AMPÈRE 2. Định luật Ampère  n 2 Ta có thể viết dưới dạng vectơ:   r M A I 2d s2  0 I 2d 2  (I1d 1   ) s s r I1d s1 1  dF  4 r3 dF I1 I2 Vậy hai dòng điện tương tác nhau một lực:      0 I 2d s2  (I1d s1  r ) F   dF    4 r3 ( I1 ) ( I2 ) (I ) (I ) 1 2
3.2. TỪ TRƯỜNG-VECTƠ CẢM ỨNG TỪ 1. Từ trường Môi trường chưa Môi trường bị I=0 biến dạng I0 biến dạng Bất kỳ 1 dòng điện nào nằm trong từ trường do dòng điện TỪ TRƯỜNG tạo ra đều bị tác dụng bởi một lực, gọi là lực từ.
3.2. TỪ TRƯỜNG-VECTƠ CẢM ỨNG TỪ 2. Vectơ cảm ứng từ - Định luật Biot-Savart Từ định luật Ampère, ta có thể viết:  0 (I1d 1   )  I 2d 2 s r s     0 (I1d s1  r )  dF   I 2d s2    4 r 3  4 r 3   0 (I1d 1   ) s r Đặt: dB  Vectơ cảm ứng từ 4 r 3    Là một đại lượng vật lý đặc trưng cho dF  I 2ds2  dB từ trường về phương diện lực tác dụng. Đơn vị: Tesla (T)
3.2. TỪ TRƯỜNG-VECTƠ CẢM ỨNG TỪ 2. Vectơ cảm ứng từ - Định luật Biot-Savart Định luật Biot-Savart: Một phần tử dòng điện Ids bất kỳ tạo ra tại điểm P một vectơ cảm ứng từ có: - Góc: Tại P - Phương: vuông góc với mặt phẳng chứa phần tử Ids và vectơ r - Chiều: Qui tắc bàn tay phải. - Độ lớn:   Ids sin  dB  0 4 r 2
3.2. TỪ TRƯỜNG-VECTƠ CẢM ỨNG TỪ 2. Vectơ cảm ứng từ - Định luật Biot-Savart Xác định chiều của B?  B I  N B   B I  B B N M O M I  B I M I M  B I  B0 O
3.2. TỪ TRƯỜNG-VECTƠ CẢM ỨNG TỪ 2. Vectơ cảm ứng từ - Định luật Biot-Savart Cảm ứng từ do một dòng điện bất kỳ:   0I   ds  r B  dB  4  r3 ( C) ( C)  Nếu có nhiều dòng điện thì cảm ứng từ B tại điểm P:     B  B1  B2  ....  Bn Ví dụ:     Tại O: BO  B1  B2 M O N BO  B1  B2     Tại M: B M  B1  B 2 BM  B1  B2 I1 I2
3.2. TỪ TRƯỜNG-VECTƠ CẢM ỨNG TỪ 2. Vectơ cảm ứng từ - Định luật Biot-Savart Ví dụ:      Tại O: BO  B xA  B AB  B Bx' I 0 A B BO  B xA  B AB O x’ I I x     Tại M: BM  B1  B2 I1   M I2 B1  B2 B M  B1  B 2 2 2
3.2. TỪ TRƯỜNG-VECTƠ CẢM ỨNG TỪ 3. Vectơ cảm ứng từ do một đoan điện 3.1. Dòng điện thẳng B  I B  0 sin 1  sin  2  4d H d 2 M Nếu dòng điện dài vô hạn thì  1 s    r  I Ids B 0 I 2d A Chứng minh:  Cảm ứng từ dB do phần tử dòng điện Ids tạo ra tại M:  0 Ids sin  dB  (1) 4 r 2 Với: d d s  d tan   ds  d 2 ; sin   cos  ; r cos a cos a
3.2. TỪ TRƯỜNG-VECTƠ CẢM ỨNG TỪ 3. Vectơ cảm ứng từ do một đoan điện 3.1. Dòng điện thẳng 0I Thay vào (1), ta thu được: dB  cos d 4d 2  I  I B  0  cos d  0 sin  2  sin 1  4d 1 4d Chú ý: do 1 < 0 nên sin(1 )   sin( 1 ) Vậy trong tính toán ta không cần quan tâm góc  âm hay dương thì ta dùng công thức: 0I B sin 1  sin  2  4d 0I  Nếu dòng điện dài vô hạn thì 1 = 2 = /2, nên: B 2d
3.2. TỪ TRƯỜNG-VECTƠ CẢM ỨNG TỪ 3. Vectơ cảm ứng từ do một đoan điện 3.1. Dòng điện thẳng d  Một số trường hợp đặc biệt: H  M A M d A 0I 0I B xA  B xH  B AH   sin  4d 4d I 1 0I 0I 0I B  I B xA  (1  sin ) 2 2d 4d 4d x x A M B=0 0I 0I H  M B xA  B xH  B AH   sin  d 4d 4d 0I B xA  (1  sin ) 4d x
3.2. TỪ TRƯỜNG-VECTƠ CẢM ỨNG TỪ 3. Vectơ cảm ứng từ do một đoan điện 3.1. Dòng điện thẳng M Ví dụ 5.1: Hai dòng điện I1 = 5A và I2 = 10A, đặt song song A B và cùng chiều chạy qua, hai dây cách nhau khoảng AB = 20 cm. Tính cảm ứng từ B tại M và N I1 N cùng nhìn AB dưới góc 90o. I2 Bài giải: x x’  Cảm ứng từ B tại M.    Ta có: BM  B1  B2 BM  B1  B2 (1)
3.2. TỪ TRƯỜNG-VECTƠ CẢM ỨNG TỪ 3. Vectơ cảm ứng từ do một đoan điện 3.1. Dòng điện thẳng Bài giải: H M H’  Tính B1: 1 0 I1 I A B B1  BxA  BxH  BAH   0 1 sin 45o 2 2M H 4M H 0 I1 4  10 7  5  4M H 1  sin 45   4  0,1 1  sin 45o   1,5.106 (T) o N I1 I2  Tính B2: 1 0 I2 0 I2 x x’ B2  Bx ' B  Bx ' H '  BBH'   sin 45o 2 2M H' 4M H' 0I2 4  10 7  10  4M H' 1  sin 45   4  0,1 1  sin 45o   3,0.106 (T) o Thay vào (1), ta được: BM = 1,5.10-6 (T)
3.2. TỪ TRƯỜNG-VECTƠ CẢM ỨNG TỪ 3. Vectơ cảm ứng từ do một đoan điện 3.1. Dòng điện thẳng Bài giải: H M H’  Cảm ứng từ B tại N:    A B Ta có: B N  B1  B 2 B N  B1  B 2 (1) P Q N  Tính B1: I1 I2 7 0 I1 4  10  5 B1  4NP   1  sin 45o  4  0,1   1  sin 45o  8,5.10 6 (T) x x’  Tính B2: Thay vào (1) 0 I2 4  107  10 B2  4NQ  1  sin 45  o  4  0,1   1  sin 45o  1,7.105 (T) BN = 8,5.10-6 (T)
5.2. TỪ TRƯỜNG-VECTƠ CẢM ỨNG TỪ 4. Vectơ cảm ứng từ do dòng điện tròn Cảm ứng từ B tại một điểm trên trục dòng điện y tròn, cách tâm O một đoạn x: 3 / 2 Ids By 0I  x 2  dB B r 1   2R  R 2  R    I x O M Bx 0I Tại tâm O: B 2R Chứng minh:  Ids sin   0 Ids   Ta có: dB  0  (do r  Ids ) 4 r 2 4 r 2 Do tính đối xứng trên Oy nên: By = 0 0 Ids Vậy: dBx  dB cos   cos  4 r 2
5.2. TỪ TRƯỜNG-VECTƠ CẢM ỨNG TỪ 4. Vectơ cảm ứng từ do dòng điện tròn Với: R y r ; cos   sin  sin  Ids By dB  I r dB x  0 2 sin 3 ds R 4R  2 R I x  I  I O M Bx B x  0 2 sin 3   ds  0 sin 3  4R 0 2R 3 / 2 Trong đó: R R R 3  x 2 sin     sin 3    1  2  r x2  R2 x 2  R2  3/ 2  R  Vậy: 0I  x 2  3 / 2 0 I B 1  2  Tại tâm O: x = 0 BO  2R  R  2R  
5.2. TỪ TRƯỜNG-VECTƠ CẢM ỨNG TỪ 4. Vectơ cảm ứng từ do dòng điện tròn  Các trường hợp đặc biệt: 1 0I 1 0I R B B 2 2R O 4 2R O R 1 0I 120o B 3 2R  o 0 I O o B 360o 2R O

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.