Bài giảng Từ trường của dòng điện trong các mạch có dạng khác nhau

TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MẠCH CÓ DẠNG KHÁC NHAU 
I 
I 
a/ Thí nghiệm về từ phổ : 
* Một dây dẫn thẳng dài xuyên qua và vuông góc với tấm bìa 
O 
* Rắc mạt sắt và gõ nhẹ tấm bìa thu được từ phổ . 
* Cho dòng I chạy qua 
* Dùng 1 tấm bìa cứng 
1>. TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG DÂY DẪN THẲNG DÀI ( VÔ HẠN) 
I 
Vậy : 
	 Từ trường của dòng điện trong dây dẫn thẳng dài ( vô hạn ) có đường cảm ứng từ là những đường tròn đồng tâm O , nằm trong mặt phẳng vuông góc với dây dẫn . Tâm là giao điểm của mặt phẳng đường tròn với dây dẫn . 
b/ Các đường sức từ : 
Dạng của các đường sức từ : 
I 
 Chiều của đường sức từ : 
Làm thế nào để biết chiều của đường cảm ứng từ ? 
N 
S 
N 
S 
I 
Chiều của đường cảm ứng từ chính là chiều từ cực nam (S) sang cực bắc (N) của kim nam châm thư û đặt cân bằng tại điểm bất kì trên đường cong 
I 
I 
Ta có thể tìm ra qui tắc gì để biết chiều của đường cảm ứng từ một khi đã biết chiều của dòng điệân ? 
Vậy : 
 Chiều đường cảm ứng từ cho bởi qui tắc nắm tay phải 1 như sau : 
 ” Giơ ngón cái của bàn tay phải theo chiều dòng điện, khum bốn ngón tay xung quanh dây dẫn thì chiều từ cổ tay đến các ngón tay là chiều của các đường sức từ “ 
c/ Công thức tính cảm ứng từ : 
Với r là khoảng cách từ điểm khảo sát đến dòng điện 
 Vectơ cảm ứng từ tại điểm A có đặc điểm thế nào ? 
? 
 Cách xác định vectơ cảm ứng từ tại một điểm A cách dòng điện I một khoảng r: 
N 
S 
Điểm đặt :Đ iểm khảo sát A 
Phương : Tiếp tuyến với đường tròn qua A nhận r làm bán kính ( Tức vuông góc đoạn thẳng nối A với dòng điện). 
Chiều : Cho bởi quy tắc nắm tay phải 
Độ lớn : 
I 
A 
r 
B 
I 
A 
r 
B 
O 
( Trong chân không ) 
Chú ý : 
( T: Tesla) 
(m) 
(A) 
Công thức đúng trong : 
Môi trường chân không / không khí 
Dây dài vô hạn hoặc r << khoảng cách từ điểm khảo sát A đến 2 đầu dây . 
2>. TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN TRÒN: 
a. Thí nghiệm về từ phổ : 
 1 vòng dây tròn xuyên tấm bìa tại A, B và vuông góc tấm bìa . Tâm O của vòng dây nằm trên mặt phẳng bìa . 	 
 1 tấm bìa cứng 
 Rắc mạc sắt lên tấm bìa , gõ nhẹ => từ phổ 
 Cho dòng I chạy qua vòng dây 
. O 
I 
A 
B 
 Từ trường của dòng điện trong dây dẫn tròn có các đường cảm ứng từ là những đường cong, nằm trong mặt phẳng qua tâm O và vuông góc với mặt phẳng vòng dây . 
Các đường cảm ứng từ càng gần tâm O độ cong của nó càng giảm . 
Đường cảm ứng từ qua tâm O là đường thẳng . 
b/ Các đường sức từ : 
Dạng của đường sức từ : 
	 Làm thế nào để biết chiều của đường cảm ứng từ ? 
 Dùng nam châm thử 
I 
. O 
A 
B 
I 
. O 
A 
B 
Ta có thể tìm ra qui tắc gì để biết chiều của đường cảm ứng từ qua tâm vòng dây một khi đã biết chiều của dòng điệân ? 
Quy tắc nắm tay phải 2 : 
Khum bàn tay phải theo vòng dây của khung sao cho chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều của dòng điện, ngón cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ xuyên qua mặt phẳng dòng điện 
c/ Công thức tính cảm ứng từ : 
N: tổng số vòng trong khung dây tròn 
R: là bán kính dòng điện tròn 
Vectơ cảm ứng từ tại tâm O : 
Điểm đặt : tại O 
Phương : là đường thẳng vuông góc với mặt phẳng vòng dây 
Chiều : cho bởi quy tắc cái đinh đinh ốc 2. 
Độ lớn : 
( Trong chân không ) 
I 
. O 
A 
B 
B 
( T : Tesla) 
(A) 
( m ) 
Chú ý : công thức đúng trong môi trường chân không/không khí . 
I 
S 
B 
I 
N 
B 
. 
I 
. O 
A 
B 
3>. Từ trường của dòng điện trong ống dây : 
a . Thí nghiệm về từ phổ : 
 1 tấm bìa cứng 
 1 ống dây tròn xuyên tấm bìa , vuông góc tấm bìa ngang qua trục của ống dây . 
 Cho dòng I chạy qua vòng dây 
 Rắc mạc sắt lên tấm bìa , gõ nhẹ => từ phổ 
I 
I 
B 
b/ Các đường sức từ: 
Dạng các đường sức từ : 
Bên trong ống dây , các đường sức từ song song vơi trục ống dây và cách đều nhau từ trường trong ống dây là từ trường đều . 
Bên ngoài : Các đường sức từgiống như các đường sức từ của một nam châm thẳng. 
Chiều của đường sức từ: 
Được xác định theo quy tắc nắm tay phải 2 
c/ công thức tính cảm ứng từ: 
n: số vòng trên một mét chiều dài ống dây 
N: tổng số vòng trên ớng dây 
l: chiều dài ống dây 
Đố bạn ! Đường cảm ứng từ qua M & vectơ cảm ứng B tại M được xác định ra sao ? 
B 
B 
Câu a: 
Câu b : 
. M 
I 
r 
 
I 
. M 
r 
BÀI TẬP 
Cho 1 dòng điện thẳng có cường độ I 1 = 0.5 (A) đặt trong không khí : 
Tính cảm ứng từ tại M cách dòng điện 4 (cm). 
Đặt thêm dòng I 2 = 1 (A) song song và cùng chiều với I 1 , cách I 1 một đoạn d = 8 (cm) . Tính cảm ứng từ tại điểm cách 2 dòng I 1 , I 2 một đoạn R = 4 (cm). 
Xem các dây dẫn dài vô hạn & không tính đến từ trường Trái Đất . 
Đáp án : 
Câu a : 
B M 
M 
r M = 4 cm 
I 1 =0.5A 
Câu b : 
O 2 
O 1 
d = 8cm 
I 1 =0.5A 
I 2 = 1A 
. M 
R=4cm 
R=4cm 
O 2 
O 1 
I 1 
I 2 
B 1 
B 2 
B M 
. M 
Tại M : 
Cảm ứng từ do I 1 , I 2 gây ra : 
B 1 ; 
B 2 
5 
- 
) 
( 
10 
. 
25 
, 
0 
1 
T 
B 
= 
Þ 
Tương tự : 
) 
( 
10 
. 
5 
, 
0 
5 
2 
T 
B 
- 
= 
Cảm ứng từ tổng hợp tại M: 
B 1 
B M 
B 2 
= 
+ 
) 
( 
10 
. 
25 
, 
0 
5 
1 
2 
T 
B 
B 
B 
M 
- 
= 
- 
= 
Þ 
B 1 
B 2 
Vì :