Physic Labs

Điện học – Từ học

Từ trường, lực từ

Từ trường mô tả tác dụng từ lên nam châm và dòng điện; dây dẫn mang dòng trong từ trường chịu lực có độ lớn F = BIl sin θ.

Từ trường mô tả tác dụng từ lên nam châm và dòng điện; dây dẫn mang dòng trong từ trường chịu lực có độ lớn F = BIl sin θ.

F=BIlsin⁡θ,F⃗=Il⃗×B⃗F=BIl\sin\theta,\qquad \vec F=I\vec l\times\vec B

Định nghĩa: Cảm ứng từ B

Cảm ứng từ BB (tesla, T) đặc trưng cường độ và hướng của từ trường. Với đoạn dây thẳng dài ll có dòng II, góc giữa chiều dòng điện và B⃗\vec B là θ\theta, lực từ có độ lớn F=BIlsin⁡θF=BIl\sin\theta. Lực vuông góc với cả dây và từ trường; dùng quy tắc bàn tay trái hoặc tích có hướng để xác định chiều.

Điều chỉnh tham số và kéo hình để xem các vectơ, quỹ đạo hoặc dạng sóng biến đổi theo quan hệ định lượng của chủ đề.

Cách đọc mô hình

Cảm ứng từ BB (tesla, T) đặc trưng cường độ và hướng của từ trường. Với đoạn dây thẳng dài ll có dòng II, góc giữa chiều dòng điện và B⃗\vec B là θ\theta, lực từ có độ lớn F=BIlsin⁡θF=BIl\sin\theta. Lực vuông góc với cả dây và từ trường; dùng quy tắc bàn tay trái hoặc tích có hướng để xác định chiều.

Ví dụ: Ví dụ có hướng dẫn

Dây dài 0,20 m mang dòng 3,0 A đặt vuông góc trong từ trường 0,50 T. Tính lực từ.

Lời giải

Thay vào công thức: F=0,50×3,0×0,20=0,30F=0,50\times3,0\times0,20=0,30 N.

Chiều lực lên dây dẫn mang dòng được xác định bằng quy tắc bàn tay trái hoặc tích có hướng giữa dòng điện và cảm ứng từ. Khi đảo chiều dòng điện hoặc từ trường, lực đổi chiều; nếu đảo cả hai thì lực giữ nguyên hướng. Với hai dây song song có dòng điện, mỗi dây nằm trong từ trường do dây kia tạo ra, vì vậy chúng hút nhau khi dòng cùng chiều và đẩy nhau khi ngược chiều.

Độ lớn lực cho phép đo BB: với dây vuông góc, B=F/(Il)B=F/(Il) và đơn vị tesla là N/(A m)\mathrm{N/(A\,m)}. Lực từ tác dụng lên đoạn dây chỉ phụ thuộc phần dây nằm trong vùng từ trường; không cộng chiều dài dây ở ngoài vùng đó.

Đường sức từ là công cụ biểu diễn: tiếp tuyến cho hướng của B⃗\vec B, còn mật độ đường gợi độ lớn tương đối. Chúng tạo thành các đường khép kín, không có điểm đầu hay điểm cuối riêng.

Trắc nghiệm nhanh

Dây dẫn song song với B⃗\vec B chịu lực từ có độ lớn nào?

Tăng BB gấp đôi, giữ dòng điện, chiều dài dây và góc không đổi thì lực từ:

Tài liệu tham khảo

  1. Young, Freedman (2019). University Physics