Hệ thống Công thức lý
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây [122.13 KB, 3 trang ]
TỪ TRƯỜNGI. TỪ TRƯỜNG1. Từ trường- Khái niệm từ trường: Xung quanh thanh nam châm hay xung quanh dòng điện có từ trường.Tổng quát: Xung quanh điện tích chuyển động có từ trường.- Tính chất cơ bản của từ trường: Gây ra lực từ tác dụng lên một nam châm hay một dòng điệnđặt trong nó.- Cảm ứng từ: Để đặc trưng cho từ trường về mặt gây ra lực từ, người ta đưa vào một đại lượngvectơ gọi là cảm ứng từ và kí hiệu là B .Phương của nam châm thử nằm cân bằng tại một điểm trong từ trường là phương của vectơ cảmứng từ B của từ trường tại điểm đó. Ta quy ước lấy chiều từ cực Nam sang cực Bắc của nam châmthử là chiều của B .2. Đường sức từ: Đường sức từ là đường được vẽ sao cho hướng của tiếp tuyến tại bất kì điểmnào trên đường cũng trùng với hướng của vectơ cảm ứng từ tại điểm đó.3. Các tính chất của đường sức từ:- Tại mỗi điểm trong từ trường, có thể vẽ được một đường sức từ đi qua và chỉ một mà thôi.- Các đường sức từ là những đường cong kín. Trong trường hợp nam châm, ở ngoài nam châm cácđường sức từ đi ra từ cực Bắc, đi vào ở cực Nam của nam châm.- Các đường sức từ không cắt nhau.- Nơi nào cảm ứng từ lớn hơn thì các đường sức từ ở đó vẽ mau hơn [dày hơn], nơi nào cảm ứng từnhỏ hơn thì các đường sức từ ở đó vẽ thưa hơn.4. Từ trường đều: Một từ trường mà cảm ứng từ tại mọi điểm đều bằng nhau gọi là từ trườngđều.II. PHƯƠNG, CHIỀU VÀ ĐỘ LỚN CỦA LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN DÂY DẪN MANGDÒNG ĐIỆN1. Phương : Lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện có phương vuông góc với mặt phẳng chứa đoạndòng điện và cảm ứng tại điểm khảo sát .2. Chiều lực từ : Quy tắc bàn tay trái
Quy tắc bàn tay trái : Đặt bàn tay trái duỗi thẳng để các đường cảm ứng từ xuyên vào lòng bàn tayvà chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều dòng điện. Khi đó ngón tay cái choãi ra 90 o sẽ chỉchiều của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn.3. Độ lớn [Định luật Am-pe]. Lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện cường độ I, có chiều dài l hợpF = BI l sin αvới từ trường đều B một góc αB Độ lớn của cảm ứng từ . Trong hệ SI, đơn vị của cảm ứng từ là tesla, kí hiệu là T.III. NGUYÊN LÝ CHỒNG CHẤT TỪ TRƯỜNGGiả sử ta có hệ n nam châm[ hay dòng điện ]. Tại điểm M, Từ trường chỉ của nam châm thứ nhất làB1 , chỉ của nam châm thứ hai là B2 , , chỉ của nam châm thứ n là Bn . Gọi B là từ trường của hệtại M thì: B = B1 + B2 + ... + BnNếu B1 cùng phương, cùng chiều B2 thì:B = B1 + B 2Nếu B1 cùng phương, ngược chiều B2 thìB = B1 B2Nếu B1 vuông góc với B2 thìNếu [ B1 ; B2 ]= α thìB=B=B12 + B22B12 + B22 + 2 B1 .B2 . cos αTỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG DÂY DẪN CÓ HINH DẠNG ĐẶC BIỆT1. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dàiVectơ cảm ứng từ B tại một điểm được xác định:- Điểm đặt tại điểm đang xét.- Phương tiếp tuyến với đường sức từ tại điểm đang xétB- Chiều được xác định theo quy tắc nắm tay phải7 I- Độ lớn B = 2.10r2. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng trònVectơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây được xác định:- Phương vuông góc với mặt phẳng vòng dây- Chiều là chiều của đường sức từ: Khum bàn tay phải theo vòng dy của khung dây sao cho chiều từcổ tay đến các ngón tay trùng với chiều của dòng điện trong khung , ngón tay cái choảy ra chỉ chiềuđương sức từ xuyên qua mặt phẳng dòng điện7 NI- Độ lớn B = 2π 10R: Bán kính của khung dây dẫn;I: Cường độ dòng điện;RN: Số vòng dây3. Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫnTừ trường trong ống dây là từ trường đều. Vectơ cảm ứng từ B được xác định- Phương song song với trục ống dây- Chiều là chiều của đường sức từN.I- Độ lớn B = 4π .10 7 nI hoặc B = 4 π .10-7.lNn = : Số vòng dây trên 1m;N là số vòng dây, là chiều dài ống dâyTƯƠNG TÁC GIỮA HAI DÒNG ĐIỆN THẲNG SONG SONG. LỰC LORENXƠM1. Lực tương tác giữa hai dây dẫn song song mang dòng điện có:P- Điểm đặt tại trung điểm của đoạn dây đang xétI2- Phương nằm trong mặt phẳng hình vẽ và vuông góc với dây dẫnI1- Chiều hướng vào nhau nếu 2 dòng điện cùng chiều, hướng ra xa nhau nếu hai dòngCđiện ngược chiều.7 I I- Độ lớn : F = 2.10 1 2 l: Chiều dài đoạn dây dẫn, r Khoảng cách giữa hai dây dẫnrFD2. Lực Lorenxơ có:- Điểm đặt tại điện tích chuyển độngN- Phương vuông góc với mặt phẳng chứa vectơ vận tốc của hạt mang điện và vectơ cảmQứng từ tại điểm đang xét- Chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái duỗi thẳng để các đường cảm ứng từ xuyênvào lòng bàn tay và chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều dòng điện. Khi đó ngón tay cáichoãi ra 90o sẽ chỉ chiều của lực Lo-ren-xơ nếu hạt mang điện dương và nếu hạt mang điện âm thìchiều ngược lại - Độ lớn của lực Lorenxơ f = q vBSinα α : Góc tạo bởi v, BKHUNG DÂY MANG DÒNG ĐIỆN ĐẶT TRONG TỪ TRƯỜNG ĐỀU1. Trường hợp đường sức từ nằm trong mặt phẳng khung dâyKhung dây chịu tác dụng của một ngẫu lực. Ngẫu lực này làm cho khung dây quay về vị trí cânbằng bền2. Trường hợp đường sức từ vuông góc với mặt phẳng khung dâyKhung dây chịu tác dụng của các cặp lực cân bằng. Các lực này không làm quay khung.c. Momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây mang dòng điện.Xét một khung dây mang dòng điện đặt trong từ trường đều B nằm trong mặt phẳng khung dâyTổng quátM = IBSsin αM : Momen ngẫu lực từ [N.m]I: Cường độ dòng điện [A]B: Từ trường [T]S: Diện tích khung dây[m2] Với α = [B, n]CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ1. Từ thông qua diện tích S: [ gồm N vòng dây]φ = N.BS.cos [Wb]ξc = 2. Suất điện động cảm ứng trong mạch kín:Φ[V]tξ c = Blv sin α [V]- Suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây dẫn chuyển động:α = [ B, v ]3. Hiện tượng tự cảm:Từ thông riêng qua mạch kínφ = Li [Wb]Với L là độ tự cảm của cuộn dây L = 4π10 7 n 2V [H]L=4 π .10-7.n=N 2 .SlHoặc[ Với l: là chiều dài ống dây [m]]N: số vòng dây trên một đơn vị chiều dàiSuất điện động tự cảm: ξ c = L.i[V] [dấu trừ đặc trưng cho định luật Lenx]t4. Năng lượng dự trữ ở ống dây [ năng lượng từ trường]:5 Mật độ năng lượng từ trường:w=1 7 210 B8π[J/m3]W=1 2Li2[J]Video liên quan
Cảm ứng từ là gì? công thức cảm ứng từ được áp dụng trong các trường hợp nào. Để hiểu được các công thức bạn có thể tham khảo bài viết dưới đây.
Cảm ứng từ được ký hiệu bằng B là một đại lượng vật lý có hướng tại một điểm trong từ trường, đặc trùng cho độ mạnh yếu của từ trường, hướng của từ trường và tác dụng của lực từ. Chúng được đo bằng thương số giữa lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện được đặt vuông góc với đường cảm ứng từ tại điểm đó.
Vec tơ của cảm ứng từ tại một điểm có ký hiệu là B→ có phương tiếp tuyến với đường sức từ tại điểm đó. Có chiều từ cực nam sang cực bắc của nam châm tại điểm đó.
Cảm ứng từ có đơn vị ký hiệu là T [Tesla] được đặt từ năm 1960 theo tên của nhà bác học Nikola Tesla.
1T là độ lớn của cảm ứng từ của vòng dây dẫn kín có diện tích mặt phẳng chắn được bên trong là 1m vuông. Khi từ thông giảm xuống 0 trong 1s thì sẽ gây ra suất điện động 1 vôn.
Đơn vị T[Tesla] có thể quy đổi ra như sau:
Gs: đơn vị trong vật lý lý thuyết.
γ: Vật lý địa.
Trong đó:
B: cảm ứng từ
F: lực từ
I: cường độ dòng điện chạy qua dây
l: chiều dài dây
Cần xác định cảm ứng từ vecto B tại điểm M cách dây dẫn một đoạn r và có cường độ I. Có phương vuông góc với mặt phẳng chứa điểm và dây dẫn. Dùng quy tắc bàn tay phải để xác định chiều. Từ đó ta có công thức:
Trong đó:
BM : cảm ứng từ của điểm M.
R: khoảng cách từ điểm xét cảm ứng từ đến dây dẫn
I: cường độ dòng điện đi qua.
Cần xác định cảm ứng từ của vecto B tại tâm O của vòng dây dẫn có bán kính R và cường độ dòng điện I. Có phương vuông góc với mặt phẳng vòng dây. Dựa vào quy tắc bàn tay phải để xác định chiều. Từ đó ta có công thức:
Trong đó:
BO : cảm ứng từ của điểm O.
I: cường độ dòng điện đi qua.
R: bán kính.
Xác định cảm ứng từ vecto B tại điểm bên trong lòng ống dây với cường độ dòng điện I. Với phương song song với trục ống dây dẫn và chiều được xác định bằng quy tắc bàn tay phải. Từ đó ta có công thức:
Trong đó:
B: cảm ứng từ tại 1 điểm.
N: số vòng dây
I: cường độ dòng điện.
N: mật độ vòng dây
L: chiều dài ống dây.
Tham khảo thêm về Cảm biến từ là gì? Đặc điểm và ứng dụng TẠI ĐÂY