Vật lý đại cương - Mạch điện dòng một chiều phần 3 ppsx

GS Vò §×nh Cù

4.4 Mạch từ

l

nI

B μ0μ

=

S

nI S

nI BS

0

0 m

μ μ

=

μ

μ

=

=

Φ

l l

S

R

0

m = lμ μ

m m

R

ε

= Φ

từ trở

Từ trở mắc nối tiếp vμ song song cũng được tính tương tự như đối với điện trở

n

S ) C ( l

5 Tác dụng của từ trường lên dòng điện

B d l

d I F

dr 0 r0 r

ì

=

5.1 Tác dụng của từ trường lên phần tử dòng

điện, lực Ampe

B l

Id F

ì

=

l

Id r

B r

F

d r

F d , B , l

d r r r

theo thứ tự đó hợp thμnh tam diện

thuận

Giá trị lực bằng:

Qui tắc bμn tay trái

B r

l

Id r

F

d r dF = Idl.B.sin α

α - góc giữa véc tơ

dl vμ véc tơ cảm ứng

từ B

5.2 Tác dụng tương hỗ giữa hai dòng điện

thẳng song song dμi vô hạn

I1 I2

d 2

I

B1 0 1

π

μ

μ

=

d

1 2

2 I l B

Fr r r

ì

=

d 2

l I

I

F2 0 1 2

π

μ

μ

=

2

F r

Lực tác dụng lên

đoạn dây dμi l

1

B

d=1m, I1=I2=1A => F=2.10-7N/m

Định nghĩa Ampe: Ampe lμ cường độ dòng

không đổi chạy qua 2 dây thẳng song song dμi vô hạn trong chân không cách nhau 1m gây ra lực tác dụng trên mỗi m dây lμ 2.10-7N

r

⊕

5.3 Tác dụng của từ trường đều lên một mạch

A

D

C B

B r

n r α

//

F r

'

F r//

⊥

F r

'

F r⊥

B

C

B r α

α

⊥

F r

'

F r⊥

d

• Từ lực tác dụng lên AD vμ BC

ssong Δ vμ ngược chiều nhau

F⊥ =I.a.B

I a

b

b

m

P r

n r

m

P r

cùng phương vμ chiều với véc

tơ pháp tuyến của ABCD vμ từ

trường do khung gây ra

Mômen của ngẫu lực μ= F⊥.d

• Từ lực tác dụng lên AB

vμ CD vuông góc với dây

vμ tạo thμnh ngẫu lực

μ= F⊥.d=I.aBb.sinα=ISBsinα

= Pm.B.sinα r P rm B r

ì

=

μ

• Năng lượng tương tác giữa mạch điện vμ từ

trường:

Khi khung quay đi góc dα, ngẫu lực thực hiện công: dA= -μdα= -Pm.B.sinα dα

Dấu - do góc giảm -> giảm năng lượng

Ngẫu lực từ sinh công đưa góc α về 0:

∫

α

α

ư

= α α

ư

=

0

m

m B sin ) d P B ( 1 cos ) P

( A

Công nμy bằng độ giảm năng lượng của

khung trong từ trường:

Wm(α)-Wm(0) = Pm.B.(1-cosα)

Có thể viết thμnh:

Wm(α)-Wm(0) = -Pm.B cosα-(-Pm.B cos0)

Wm(α) = -Pm.B cosα

B P )

(

Wm rm r

−

=

α

5.4 Công của từ lực

• B r Fr

A’

B’

Từ lực tác dụng lên AB:

F=I.l.B dA=F.ds=IlBds=IBdS=IdΦm

I

-+

A

B

l

dA=IdΦm Công của từ lực lμm mạch từ 1->2

) (

I Id

2

1

m = Φ − Φ Φ

= ∫ bằng tích I với độ biếnthiên từ thông qua mạch

s

d r

B l

Id F

ì

=

6 Chuyển động của hạt điện trong từ trường

⊕

v r

B r

v q l

Idr ≡ r

B v

q

F rL r r

ì

=

Lực Lorentz:

-v r

B r

L

F r

6.1 Lực Lorentz

α

= qv B sin F

α - góc giữa véc tơ

vận tốc v vμ véc tơ

cảm ứng từ B

L

F r

Độ lớn lực:

6.2 Chuyển động của hạt điện trong từ trường

) v , v , v

(

) B , 0 , 0

(

B r

) z , y , x ( r

r r

r =

B 0

v v

v

k j

z y

x

0

i B

v

r r

r r

y

x

dt

dv m

x

y

dt

dv m

0 dt

dv m

z

x

y

B r

B v

q

F rL r r

ì

=

Lực Lorentz:

B

v r⊥ r Với

x v dt

dv

ω

=

x

y

v dt

dv

ω

−

=

m

qB

= ω

v0x= v0sinϕ, x0=-v0 cosϕ/ω

v0y=v0cosϕ, y0= v0sinϕ/ω

2 2

0 2

2

R )

v ( y

ω

= +

R

v0

=

ω

ω

π

= 2 T

Quĩ đạo tròn vuông góc với) Br

t sin(

v

y

) t

cos(

v x

0

0

ϕ +

ω ω

=

ϕ +

ω ω

−

=

v0

B r

x

z

y

vx=v0 sin(ωt+ϕ)

vy=v0 cos(ωt+ϕ)

Đặt: