Bài giảng điện tử chương Từ trường Vật lý đại cương

TƯƠNG TÁC TỪ & TỪ TRƯỜNG Lực tương tác giữa hai dòng điện được truyền như thế nào?Tính chất không gian xung quanh dòng điện có bị biến đổi?. Từ trường là dạng vật chất tồn tại xung quanh

NỘI DUNG

 Chương 1 Trường tĩnh điện

 Chương 2 Vật dẫn và Điện môi

 Chương 3 Dòng điện không đổi

 Chương 4 Từ trường không đổi

 Chương 5 Hiện tượng cảm ứng điện từ

 Chương 6 Tính chất sóng của ánh sáng

 Chương 7 Tính chất lượng tử của ánh sáng

BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ VẬT LÝ ĐIỆN - QUANG

NỘI DUNG

 Chương 1 Trường tĩnh điện

 Chương 2 Vật dẫn và Điện môi

 Chương 3 Dòng điện không đổi

 Chương 4 Từ trường không đổi

 Chương 5 Hiện tượng cảm ứng điện từ

 Chương 6 Tính chất sóng của ánh sáng

 Chương 7 Tính chất lượng tử của ánh sáng

BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ VẬT LÝ ĐIỆN - QUANG

Chương 4 TỪ TRƯỜNG KHÔNG ĐỔI

BÀI GIẢNG VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG

ĐIỆN QUANG

Chương 4 TỪ TRƯỜNG KHÔNG ĐỔI

4.1 WHAT PRODUCES MAGNETIC FIELD

Điện trường sinh ra bởi hạt mang điện

Từ trường

4.1.1 Tương tác từ

4.1 TƯƠNG TÁC TỪ & TỪ TRƯỜNG

Dòng điện Từ trường Dòng điện

4.1 TƯƠNG TÁC TỪ & TỪ TRƯỜNG

điện tích điện trường điện tích

từ tích từ trường từ tích

điện tích chuyển động từ trường điện tích chuyển động

4.1 TƯƠNG TÁC TỪ & TỪ TRƯỜNG

q

∆q

I.d 



4.1.2 Định luật Ampere về tương tác từ

4.1 TƯƠNG TÁC TỪ &TỪ TRƯỜNG

4.1.2 Định luật Ampere về tương tác từ

4.1 TƯƠNG TÁC TỪ & TỪ TRƯỜNG

I d (I d r) dF

4.1.3 Khái niệm từ trường

4.1 TƯƠNG TÁC TỪ & TỪ TRƯỜNG

Lực tương tác giữa hai dòng điện được truyền như thế nào?Tính chất không gian xung quanh dòng điện có bị biến đổi?

Từ trường là dạng vật chất tồn tại xung quanh dòng điện, tác dụng lực từ lên dòng điện khác đặt trong không gian của nó

Vận tốc truyền tương tác từ là hữu hạn, bằng vận tốc truyềnánh sáng trong chân không

4.1 TƯƠNG TÁC TỪ & TỪ TRƯỜNG

4.1.4 Véc tơ cảm ứng từ Định luật Biot-Savart-Laplace

0 1 1

3

I d (I.d r) dF

theo qui tắc cái đinh ốc

4.1.4 Véc tơ cảm ứng từ Định luật Biot-Savart-Laplace

4.1 TƯƠNG TÁC TỪ & TỪ TRƯỜNG

4.1.4 Véc tơ cảm ứng từ Định luật Biot-Savart-Laplace

Cảm ứng từ tại một điểm do một dòng điện gây ra:

Cảm ứng từ tại một điểm do nhiều dòng điện gây ra:

4.1 TƯƠNG TÁC TỪ & TỪ TRƯỜNG

4.1.6 Véc tơ cường độ từ trường

Cảm ứng từ tại một điểm do một dòng điện gây ra phụthuộc vào tính chất của môi trường trong đó đặt dòng điệnTrong môi trường đồng chất và đẳng hướng, véc tơ cường

độ từ trường được định nghĩa:

 Cường độ từ trường không phụ thuộc vào tính chất môi trường

Bài toán 1: Tính B, H gây bởi dòng điện thẳng:

sin

θ

=

θ I

4.1 TƯƠNG TÁC TỪ & TỪ TRƯỜNG

Cảm ứng từ và cường độ từ trường do đoạn dòng điện gây ra:

Cảm ứng từ và cường độ từ trường do dòng điện dài vô hạn:

Cảm ứng từ do mỗi phần tử gây ra:

4.1 TƯƠNG TÁC TỪ & TỪ TRƯỜNG

Bài toán 2: Tính B, H gây bởi dòng điện tròn:

Cảm ứng từ do cả dòng điện gây ra:

4.1 TƯƠNG TÁC TỪ & TỪ TRƯỜNG

4.1 TƯƠNG TÁC TỪ & TỪ TRƯỜNG

Bài toán 3: Tính B, H gây bởi hạt tích điện chuyển động:

4.1.7 Cảm ứng từ và cường độ từ trường của một số dòng điện đơn giản

4.1 TƯƠNG TÁC TỪ & TỪ TRƯỜNG

Từ phổ của ống dây

4.2 ĐỊNH LÝ O-G VÀ ĐỊNH LÝ AMPERE ĐỐI VỚI TỪ TRƯỜNG

4.2 ĐỊNH LÝ O-G VÀ ĐỊNH LÝ AMPERE ĐỐI VỚI TỪ TRƯỜNG

Từ thông gửi qua diện tích vi phân dS:

Từ thông gửi qua mặt S:

4.2 ĐỊNH LÝ O-G VÀ ĐỊNH LÝ AMPERE

ĐỐI VỚI TỪ TRƯỜNG

4.2.2 Từ thông (thông lượng cảm ứng từ)

Nếu mặt S là phẳng và từ trường đều:

4.2.4 Lưu số của véctơ cường độ từ trường

4.2.5 Định lý dòng toàn phần

R

I

Chú ý:

Nếu đường cong kín không bao quanh dòng điện

Lưu số của véctơ cường độ từ trường dọc theo đường cong kín (C) bất kỳ bằng tổng đại số các cường độ của các dòng điện đi xuyên qua diện tích giới hạn bởi đường cong đó

4.2.5 Định lý dòng toàn phần

4.2.5 Định lý dòng toàn phần

Bài toán 3: Tính cảm ứng từ trong lòng ống dây hình xuyến (Toroid)

Xét ống dây hình xuyến gồm N vòng dây

Do tính đối xứng qua tâm nên cường độ

từ trường tại mọi điểm trên đường cong

4.2.5 Định lý dòng toàn phần

Lưu thông của vecto cường độ từ trường dọc theo (C)

Tổng các dòng điện đi qua (C)

Chọn tương tự đường cong (C) ở

bên ngoài hoặc bên trong ống dây ta

4.3.1 Tác dụng của từ trường lên một phần tử dòng điện

B Idl

L

α

4.3 TÁC DỤNG CỦA TỪ TRƯỜNG LÊN DÒNG ĐIỆN

4.3.2 Lực tương tác giữa hai dòng điện

4.3.3 Tác dụng của từ trường lên khung dây có dòng điện

Minh họa tác dụng của từ trường lên khung dây có dòng điện

4.3 TÁC DỤNG CỦA TỪ TRƯỜNG LÊN DÒNG ĐIỆN

4.3.4 Tác dụng của lực từ lên hạt điện chuyển động – Lực Lorentz

Hạt mang điện cđ với vận tốc trong từ trường chịu tác dụngbởi lực Lorentz:

- Chiều: quy tắc bàn tay trái (nếu q > 0), tay phải (nếu q < 0)

- Điểm đặt: tại điện tích q

L

F = q vB sin θ

4.3 TÁC DỤNG CỦA TỪ TRƯỜNG LÊN DÒNG ĐIỆN

Chú ý: lực Lorentz luôn vuông góc với đường đi nên khôngsinh công vì thế động năng của hạt không thay đổi Vậy lực nàychỉ có tác dụng làm thay đổi phương mà không thay đổi độ lớncủa vận tốc

4.3 TÁC DỤNG CỦA TỪ TRƯỜNG LÊN DÒNG ĐIỆN

4.3.4 Tác dụng của lực từ lên hạt điện chuyển động – Lực Lorentz

qB f

π

=

v ⊥ B

Véctơ vận tốc vuông góc với đường sức từ trường

4.3 TÁC DỤNG CỦA TỪ TRƯỜNG LÊN DÒNG ĐIỆN

4.3.4 Tác dụng của lực từ lên hạt điện chuyển động – Lực Lorentz

sin mv qB

Véctơ vận tốc không vuông góc với đường sức từ trường

Quỹ đạo hạt là đường xoắn nằm trên mặt trụ có trục song song với B

4.3 TÁC DỤNG CỦA TỪ TRƯỜNG LÊN DÒNG ĐIỆN

4.3.4 Tác dụng của lực từ lên hạt điện chuyển động – Lực Lorentz

Minh họa chuyển động của điện tích trong từ trường

4.3 TÁC DỤNG CỦA TỪ TRƯỜNG LÊN DÒNG ĐIỆN

Question:

Figure out the direction of uniform

magnetic field?

Electron Beam

Midterm Exam