Đường Sức Từ - Từ Thông - Vật Lý Đại Cương

Đặt một nam châm phía dưới một tấm bìa cứng, rắc ít mạt sắt lên tấm bìa và gõ nhẹ, ta thấy các mạt sắt di chuyển và định ra một hình ảnh ổn định, gọi là từ phổ của nam châm. Nếu ta bỏ mạt sắt đi và rắc lên tâm bìa các kim nam châm thì các kim nam châm cũng xoay chuyển sau đó đạt vị trí cân bằng. Đường tiếp xúc với kim nam châm tại mỗi điểm được gọi là đường sức từ trường hay đường sức từ của nam châm thẳng (hình 4.13).

Đường sức từ (hay còn gọi là đường cảm ứng từ) là đường mà tiếp tuyến với nó tại mỗi điểm trùng với phương của vectơ cảm ứng từ tại điểm đó, chiều của đường sức từ là chiều của vectơ  \( \overrightarrow{B} \). Đường sức từ chính là đường dòng của trường vectơ cảm ứng từ  \( \overrightarrow{B} \).

Tính chất của đường sức từ:

+ Mỗi điểm trong không gian có từ trường đều có một đường sức từ đi qua.

+ Các đường sức từ không cắt nhau. Vì nếu chúng cắt nhau thì tại giao điểm sẽ có hai vectơ cảm ứng từ khác nhau, điều này là vô lí.

+ Đường sức từ là đường khép kín, đi ra ở cực N và đi vào cực S của kim nam châm.

Dựa vào đường sức từ, ta sẽ xác định được phương và chiều của vectơ cảm ứng từ tại mỗi điểm trong từ trường. Ta nói đường sức từ biểu diễn phương, chiều của vectơ  \( \overrightarrow{B} \). Để các đường sức từ thể hiện được cả độ lớn của  \( \overrightarrow{B} \), người ta quy ước vẽ số đường đường sức từ xuyên qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với các đường sức từ bằng độ lớn của vectơ cảm ứng từ tại đó. Như vậy, nơi nào từ trường mạnh, các đường sức từ sẽ dày sít vào nhau; nơi nào từ trường yếu, các đường sức từ sẽ thưa và nơi nào từ trường đều thì các đường sức từ sẽ song song và cách đều nhau.

Đường sức từ của dòng điện thẳng là các đường tròn nằm trong các mặt phẳng vuông góc với dòng điện; tâm của các đường tròn này nằm trên dòng điện (hình 4.14). Đường sức từ của dòng điện chạy trong vòng dây tròn có dạng như hình (4.15), đó là những đường cong, càng gần tâm vòng dây độ cong càng giảm; tại tâm vòng dây, đường sức từ là đường thẳng vuông góc với mặt phẳng vòng dây.

Đường sức từ của ống dây solenoid giống như của nam châm thẳng (hình 4.16). Nếu mật độ vòng dây là lớn và đường kính ống dây là nhỏ thì các đường sức từ trong lòng ống soneloid sẽ song song nhau, nghĩa là từ trường trong ống solenoid là từ trường đều.