[r]
Trang 1Từ môi
Lê Quang Nguyên www4.hcmut.edu.vn/~leqnguyen
nguyenquangle@zenbe.com
Nội dung
1 Các loại vật liệu từ
2 Vectơ cường ñộ từ hóa
3 Vectơ cường ñộ từ trường
4 Từ trường trong từ môi
5 Định luật Ampère trong từ môi
6 Điều kiện trên mặt phân cách hai từ môi
1a Vật liệu nghịch từ
• Trong chất nghịch từ không có các dipole từ
nguyên tử nên chúng không có từ tính.
• Khi ñặt trong một từ trường ngoài, trong chất
nghịch từ có các dòng cảm ứng, tạo nên một từ
trường riêng ngược chiều với từ trường ngoài.
• Chất nghịch từ có xu hướng ñẩy từ trường ngoài
ra khỏi nó.
• Mọi vật chất ñều có tính nghịch từ, nhưng tính
chất này thường rất yếu Vật liệu siêu dẫn có tính
nghịch từ lý tưởng: có thể ñẩy hoàn toàn từ
trường ngoài ra khỏi nó.
1b Vật liệu thuận từ
• Trong chất thuận từ các dòng ñiện nguyên tử tạo nên các dipole từ khác không
• Do chuyển ñộng nhiệt các dipole từ nguyên tử ñịnh hướng hỗn loạn, từ trường riêng do chúng tạo ra bằng không
• Khi ñặt trong một từ trường ngoài B0, các
dipole từ ñịnh hướng theo B0, tạo ra một từ trường riêng tăng cường cho từ trường ngoài
• Đó là sự từ hóacủa vật thuận từ
Trang 21c Vật liệu sắt từ
• Trong chất sắt từ cũng có sẵn các dipole từ
nguyên tử như trong chất thuận từ
• Tuy nhiên, khác với chất thuận từ, các dipole
từ nguyên tử trong chất sắt từ có ñịnh hướng
trật tự
• Do ñó bình thường chất sắt từ cũng tạo ra một
từ trường riêng mạnh
• Chúng ñược dùng ñể làm nam châm
2 Vectơ cường ñộ từ hóa
• Khi bị từ hóa, momen dipole từ trung bình của
từ môi khác không
• Vectơ cường ñộ từ hóa Pm là momen dipole từ trung bình trong một ñơn vị thể tích
• Pm có ñơn vị là A/m
3 Vectơ cường ñộ từ trường
• Cường ñộ từ trường H trong từ môi:
• Trong từ môi ñẳng hướng, Pm tỷ lệ với cường
ñộ từ trường:
• χ m là ñộ từ cảm của từ môi, là một hệ số không
thứ nguyên Độ từ cảm có thể âm (chất nghịch
từ) hay dương (chất thuận từ và sắt từ)
m P
B
H
−
=
0
µ
H m
P =χm
3 Vectơ cường ñộ từ trường (tt)
• Kết hợp hai hệ thức trên ta có:
• Suy ra:
• trong ñó µ = 1 + χ m, là ñộ từ thẩm của từ môi
Độ từ thẩm là một hệ số dương và không thứ nguyên
0
1
µ
= +
B B
H
m
= +
µ
µ0
=
Trang 34 Từ trường trong từ môi
• Từ trường trong từ môi là tổng hợp của từ
trường ngoài và từ trường riêng do các dipole
trong từ môi tạo ra
• Nếu từ môi (ñẳng hướng) lấp ñầy không gian
giới hạn giữa các ñường sức của từ trường
ngoài thì từ trường trong từ môi tăng lên µ lần.
• Ví dụ: nếu ñưa thanh từ môi hình trụ vào trong
một solenoid, thì từ trường trong solenoid tăng
lên µ lần.
4 Từ trường trong từ môi (tt)
I
B0
Mặt bên của thanh từ môi song song với ñường sức của từ trường ngoài
5 Định luật Ampère trong từ môi
• Định luật Ampère trong từ môi có dạng:
• I là cường ñộ dòng toàn phần ñi qua (C), trong
ñó chỉ tính các dòng ñiện “ngoài”, chứ không
có các dòng ñiện nguyên tử trong từ môi
• Dưới dạng vi phân:
• j là mật ñộ dòng ñiện “ngoài”.
I s
d
H
C
=
⋅
∫
)
(
j H
=
n
B 2
B 1n
B 2n
B 1
t
H 2
H 1t
H 2t
H 1
6 Điều kiện trên mặt phân cách
• Ở gần mặt phân cách của hai từ môi thành
phần tiếp tuyến của H
và thành phần pháp
tuyến của B biến ñổi
liên tục:
n n
t t
B B
H H
2 1
2 1
=
=