Tóm tắt bài giảng phần Điện-Từ - Chương IV: Từ trường của dòng điện không đổi - Nguyễn Minh Châu

Nội dung text: Tóm tắt bài giảng phần Điện-Từ - Chương IV: Từ trường của dòng điện không đổi - Nguyễn Minh Châu

1. Tóm tắt bài giảng phần Điện – Từ của GVC :Nguyễn – Minh Châu CHƯƠNG IV: TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI IV.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN: 1. Dòng điện: Là dòng chuyển dời có hướng của các điện tích. Theo quy ước chiều dòng điện là dòng chuyển dời của điện tích (+). a/ Dòng điện trong kim loại:dòng các e − tự do. b/ Dòng điện trong dung dịch điện phân: dòng các ion (+), (−). ion (+) → Cathode ion (−) → Anode c/ dòng điện trong chất khí: dòng các ion (+), (−) và các e − tự do. 2. Cường độ dòng điện I: Là số điện lượng đi qua diện tích S trong 1s. dq ⎛⎞C I = ⎜⎟()A dt ⎝⎠s r 3.Vectơ mật độ dòng điện J có phương, chiều của dòng điện; r dI r * Độ lớn: J = A S dS ( m 2 ) dSn r rrrr r Sn J dI== J. dS J . dS .cosα = J . dSn 4. Suất điện động của nguồn: r r r o ξ =≠∫ Edl*.0 ⇒ E * : trường xoáy ()C r r r o ∫ Edl.0= ⇒ E : trường thế. C Suất điện động là công của 1 lực điện trường E * dịch chuyển điện tích +1C đi 1 vòng quanh mạch kín của nguồn đó. r E * : trường xoáy (điện trường biến đổi theo thời gian) r 5. Phần tử dòng điện: I. dl Phần tử dòng điện là 1 đoạn rất ngắn của dòng điện có phương, chiều của dòng điện và có độ lớn I.dl IV.2. ĐỊNH LUẬT AMPE (Định luật tương tác giữa 2 phần tử dòng điện): r r Xét 2 phần tử dòng điện : I00.dl và I.dl cách nhau 1 đoạn r thì sẽ chịu bởi cặp lực r r dF dF tương tác 0 và (được gọi là lực Ampe hay lực từ) r rr I.dl I dl I dl r r μμ. 00××() r dF = 0 . dF 0 4π r3 rr r r r μμ. I dl××() I00 dl r 0 r dF = 0 . dF 4π r3 0 0 r I00.dl 1
2. Tóm tắt bài giảng phần Điện – Từ của GVC :Nguyễn – Minh Châu xa.dα tgαα=⇒= x a. tg ⇒ dx = α θ a cos2 α r aa O Idl cosα =⇒=r ; sinθα= cos r cosα x r r r μμ Idl× r μμ I. dl Idl→→ M dB =00 ⇒dB = .sinθ 4. rr324. r ππ BM M μμ. Iad αα cos day→→= M B dB = 0 ∫∫4cosπα2 a2 α2 α1 cos2 α a μμ IIα2 μμ Bd==+00.cos.α ααα .sinsin() 44ππaa∫ 21 −α1 • điểm đặt: tại M ⎧ ⎪ • phương: đường thẳng vuông góc (dây, M) r ⎪ • chiều: quy tắc vặn nút chai B μ μ I M ⎨ • độ lớn: B = 0 ()sinα± sin α ⎪ M 4π .a 2 1 ⎪ Dấu +: hình chiếu M trên dây ⎩ Dấu −: hình chiếu M ngoài dây Vd3: r Cho 1 cung tròn (0, R) góc chắn α,BO = ?. Dài: l = R.α r BO r r μ.μ Idl. O Idl→→ O dB dB = 0 .sin900 4π r 2 μ μμμI I ⇒=B dB =00 dl = . l ϕ ∫∫44ππR22R α dây r μμ I B = 0 ()αα :radian 4.π R r Idl ⎧ • điểm đặt: tại 0 ⎪ • phương: đường thẳng vuông góc mặt phẳng (dây, 0) r ⎪ B0 ⎨ • chiều: quy tắc vặn nút chai r ⎪ r μ μ I B I ⎪ • độ lớn: B = 0 .α ⎩ 0 r 4π .R I B r Vd4:Cho dây dẫn dài vô hạn có dòng điện I chạy qua được uốn như2 hình vẽ. Tính BO rrrr BO =+BBB123+ ⇒ B 0 =+ BB 23 ⇓ 0 ⊕ ⊕ 1 I O μ μμμμμIII B =+=+000 ππ(1) O 4.πππR 4 RR 4. 3 3
3. Tóm tắt bài giảng phần Điện – Từ của GVC :Nguyễn – Minh Châu IV.4 TỪ THÔNG: 1. Đường sức của từ trường: a/ Định nghĩa: r Đường sức của B là1 đường cong mà tiếp tuyến tại mọi điểm trên đường cong trùng r r phương với B , chiều của đường sức là chiều của B . b/ Tính chất: o Các đường sức của từ trường không cắt nhau. o Đường sức của từ trường là đường cong khép kín. o Tập hợp các đường sức từ trường →từ phổ. o Người ta quy ước vẽ số đường sức lên 1 đơn vị diện tích tiết diện có giá trị=B. I I r B 2. Từ thông: r Thông lượng vectơ B gửi qua 1 diện tích dS r r dBdSBdSφ == cosα B r r r B o dφ > 0: B đi ra dS r o dφ < 0 : B đi vào 3. Định lý Gauss đối với từ trường: a/ Phát biểu: r Thông lượng vecto cảm ứng B gửi qua mặt kín S bất kỳ thì bằng 0. r r ∫ B. dS = 0 (trường xoáy) ()S b/ Công thức dạng tích phân,, vi phân: r r ∫ B. dS = 0 ()S r divB = 0 IV.5 ĐỊNH LÝ AMPE (định lý dòng điện toàn phần) r 1. Vecto cường độ từ trường: H không phụ thuộc vào môi trường. r r B H = A ( m) μ. μ0 r 2. Lưu số của vecto cường độ từ trường H dọc đường cong kín (C) bất kỳ. a/ Định nghĩa: 5
4. Tóm tắt bài giảng phần Điện – Từ của GVC :Nguyễn – Minh Châu IV.6 LỰC TỪ (lực Ampe): r r 1. Định nghĩa: Một phần tử dòng điện I0. dl 0 đặt trong từ trường B sẽ chịu 1 lực từ: rrrr r * I00 dl→→ B dFO = I00 dl × B r r ⎧ o Điểm đặt: tại I0. dl 0 F ⎪ r r ⎪ Phương: đường thẳng vuông góc mặt phẳng ( I. dl ,) dF o 0 0 r 0 ⎨ B ⎪ o Chiều: quy tắc bàn tay trái ⎪ Độ lớn: dF = I .dl .B .sinα ⎩ o 0 0 0 I rr r *Nếu cả dây →→B FdF = OO∫ r dF 2. Aùp dụng: I r O r r μ μ I Idl0 0 A/ Dây đặt trong B của dây dẫn dài vô hạn: B = 0 r l0 2.π x FO a/ Đoạn dây I0 ,l0 đặt song song cách dây I khoảng x: I rrrr r 0 Idl00→→ B dFO = Idl00 × B 0 x Fd== IlBd 0n9is IlBd . . ⊕ 000 00 r μμ I B l⇒= I BlI = = dFdIFB = 0 .l 000000∫∫ 2.π0x 0 . b/ Đoạn dây I0 ,l0 đặt vuông góc dây I khoảng x:: μ μ I dF = 0 I dl 0 2π .x 0 0 μ μ II a+ l0 dx μ μ I I⎛ a+ l ⎞ ⇒F = dF = 0 0 = 0 0 ln 0 0 ∫ 0 ∫ ⎜ ⎟ ⊕ 2π a x 2π ⎝ a ⎠ r B 1 1 1 1 x = dm. x = dmg. x =dp. x = dF. x G ∫∫∫∫ 0 r r m mg p F0 F dFO O 1 a+ l0 μ μ I 1 μ μ II = 0 I dl x = . 0 0 .l F ∫ 2π .x 0 0 μ μ I I⎛ a+ l ⎞ 2π 0 0 a 0 0 ln⎜ 0 ⎟ 2π ⎝ a ⎠ I r l Idl I0 = 0 00 ⎛ a+ l ⎞ a l0 ln⎜ 0 ⎟ ⎝ a ⎠ r I0 B/ B đều: r l0 FO ⊕ a/ Một đoạn dây thẳng: r r r r r r r r dF Idl B I0. dl 0 → B → dF0 = I 0. dl 0 × B O 00 ⇒F = I dl B= B I l 0∫ 0 0 0 0 7