Bài giảng Vật lý 1: Chương 10 - Lê Quang Nguyên

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (516.95 KB, 6 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

T

ừ trườ

ng t

ĩ

nh

Lê Quang Nguyên

www4.hcmut.edu.vn/~leqnguyen

Nội dung
1. Dòng ñiện

2. Từ trường
3. Lực từ

4. Định luật Gauss ñối với từ trường
5. Định luật Ampère

6. Dipole từ

7. Từ trường ở quanh ta

v

v
v

1a. Vectơ mật độ dịng điện
• Xét dịng các hạt mang ñiện q

chuyển ñộng với vận tốc v.

Vectơ mật độ dịng điện là:

• n là mật độ hạt mang điện, ρ = 
nq là mật độ điện tích.

• j hướng theo chiều chuyển

ñộng của các hạt mang ñiện
dương.

• j.n là điện lượng đi qua một

đơn vị diện tích có pháp vectơ
n trong một ñơn vịthời gian.

v
v
nq

j

ρ
=
=

j
n
(S)

1b. Cường độ dịng điện
• Cường độ dịng điện qua

một mặt bất kỳ (S) là ñiện
lượng ñi qua mặt ñó trong
một ñơn vị thời gian:

• Với j, n là mật độ dịng và
pháp vectơ trên dS.

• n hướng theo chiều chuyển
động của điện tích dương.

∫

⋅
=

)
( S

dS
n
j

I

j

(S)
dS

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

1c. Sức ñiện ñộng
• Sức ñiện ñộng ε của nguồn

ñiện là công mà nguồn thực
hiện khi dịch chuyển một
ñơn vị ñiện tích dương thành
một dịng kín trong mạch:

• trong đó q > 0, F là lực do
nguồn tác ñộng lên q, dr là
ñộ dịch chuyển của q.

F dr
q

ε =

∫

⋅

ε

dr
F
q

1d. Định luật Ohm
• Định luật Ohm xác ñịnh

mối liên hệ giữa mật ñộ
dòng ñiện và ñiện trường
ở một vị trí trong vật
dẫn:

• với σ là ñiện dẫn suất
của vật (nghịch ñảo của
ñiện trở suất).

E
j

σ
=

v

j
E

1d. Định luật Ohm (tt)
• Xét một ñoạn dây dẫn

thẳng có chiều dài l, tiết
diện S, trong đó có mật độ

dịng điện j đều. Cường độ

dịng qua dây là:

• ∆V = El là hiệu thếgiữa hai

ñầu dây, và R = l/σS là ñiện
trởcủa ñoạn dây.

El
l

S
ES
jS

I = =σ =σ

R
V
I =∆

(S)

l

j

E

2a. Từ trường - vectơ cảm ứng từ

• Chung quanh một thanh nam châm hay dịng
điện có một từ trường, là khoảng không gian
trong ñó ở mỗi ñiểm có một vectơ cảm ứng từ

B xác định.

• Từ trường tạo bởi các dịng điện dừng, có mật
độ dịng khơng phụ thuộc vào thời gian, ñược
gọi là từ trường tĩnh (khơng thay đổi theo t).
• Để mơ tả từ trường người ta cũng dùng các

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

2a. Từ trường – ñường sức 2b. Lực từlên một điện tích chuyển động
• Xét một điện tích điểm q

chuyển ñộng trong từ trường B
với vận tốc v, lực từ (lực
Lorentz) tác ñộng lên điện tích

điểm là:

• B là cảm ứng từ ở vị trí của

điện tích q, đo bằng Tesla (T).
• Lực từ vng góc với mặt

phẳng (v, B); chiều xác định
bởi quy tắc bàn tay phải.

• Cơng của lực từbằng khơng.
B

v
q
F

×
=

B
F

v
+

B
F

v
+

2b. Lực từ lên một điện tích chuyển động (tt)

(C)

I
2c. Lực từlên một dịng điện

• Lực từ tác động lên một
dịng điện vi phân:

• Lực từ tác động lên một
dịng điện bất kỳ:

• tích phân lấy theo tất cả
các dịng điện vi phân
trên (C).

B
l
Id
F
d

×
=

∫

=
)

(C

B
l
Id

F

B
dF

I
dl

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

2c. Lực từ lên một dịng điện (tt)
• Đặc biệt, khi từ trường

đều thì:

• với l là vectơ nối từ
ñiểm ñầu đến điểm
cuối của dịng điện.

B
l
d
I

F
C

×








=

∫

)
(
B
l
I
F

×
= (C)
I
l
dl
B
I

2d. Từ trường tạo bởi dịng điện
• Từ trường tạo bởi một dịng

điện vi phân ñược cho bởi

ñịnh lut Biot-Savart:

ã à0 = 4ì10-7 T.m/A, l ủ t

thm ca chân khơng.

• Từ trường tồn phần to bi
dũng ủin:

3
0
4 r
r
l
Id
B
d

ì
=

à

ì
=

)
(
3
0

4 C r
r
l
Id
B

à
dl
r
X
dB

3. nh lut Gauss cho t trng
ã Thụng lng ca từ trường

qua một mặt kín ln ln
bằng khơng:

• Hay dưới dạng vi phân:

• Ý nghĩa: đường sức từ
trường ln ln khép kín.

( )

S

B ndS⋅ =

∫

0
=
B
div

I < 0
(S)
(S)
4. Định luật Ampère

• (S) là mặt giới hạn trong (C).
Chiều dương của pháp vectơ n
là chiều thuận ñối với ñịnh
hướng của (C).

• Lưu số của từ trường theo (C)
tỷ lệ với cường độ dịng điện
tồn phần qua (S):

• I > 0 nếu dịng đi qua (S) theo
chiều dương, I < 0 trong trường
hợp ngược lại.

0
( )

tot
C

B dr⋅ =µ I

∫

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

4. Định luật Ampère (tt)
• Ngồi ra, nếu (C) đi vịng

qua một dịng điện nhiều
lần, thì dịng điện đó phải

được cộng bấy nhiêu lần với
dấu tương ứng.

• Định luật Ampère dưới dạng
vi phân:

• là liên hệ giữa cảm ứng từ

và mật độ dịng điện ở từng

vịtrí một.
j

B

rot =µ

I

Itot = I – I = 0

pm
5a. Dipole từ

• Dipole từ là một dịng điện
kín có kích thước nhỏ.

• Momen dipole từ được định
nghĩa như sau:

• N là số vịng dây,

• I là cường độ dịng điện,

• S là diện tích của một vịng
dây,

• n là pháp vectơ hướng theo
chiều thuận ñối với chiều
dịng điện.

n
NIS
pm =

(S)

I

n

5b. Dipole từ trong từ trường

• Dipole từ ởtrong từ trường ngồi có thế năng:

• thế năng từ cực tiểu khi momen từ song song
cùng chiều với từ trường.

• Dipole chịu tác động của momen ngẫu lực:

• Momen này có xu hướng quay sao cho dipole
song song cùng chiều với từ trường ngồi.

B
p
Um =−m⋅

B
pm

×
=

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6></div>

Bài giảng Vật lý 1: Chương 10 - Lê Quang Nguyên

T

ừ trườ

ng t

ĩ

nh

∫

<sub></sub>

<sub>∫</sub>

∫

<sub>∫</sub>

∫

∫

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về