Giải Bài 21 Vật Lí 11: Từ Trường Của Dòng điện Chạy Trong Các Dây ...

A. Lý thuyết

Cảm ứng từ của một dòng điện chạy trong một dây dẫn có hình dạng bất kì:

Tỉ lệ với cường độ dòng điện I gay ra từ trường;

Phụ thuộc dạng hình học của dây dẫn;

Phụ thuộc vào vị trí điểm M đang xét so với dây dẫn;

Phụ thuộc vào môi trường xung quanh.

I. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài

Xét một dây dẫn thẳng dài có cường độ dòng điện I

Xét điểm M cách dây dẫn một khoảng r, cảm ứng từ tại M là:

$\overrightarrow{B}$ vuông góc với mặt phẳng tạo bởi M và dây dẫn.

Chiều: xác định theo quy tắc nắm tay phải.

Độ lớn: $B = 2.10^{-7}.\frac{I}{r}$ (T).

II. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn

Xét một dây dẫn được uốn thành vòng tròn bán kính R, dòng điện chạy qua dây dẫn có cường độ là I.

Xét điểm O là tâm vòng tròn, cảm ứng từ tại O là:

$\overrightarrow{B}$ vuông góc với mặt phẳng chứa dòng điện.

Chiều: xác định theo quy tắc ra Bắc vào Nam.

Độ lớn: $B = 2. \pi 10^{-7}.\frac{I}{R}$ (T).

Nếu khung dây tròn có N vòng dây thì cảm ứng từ tại O là: $B = 2. \pi 10^{-7}.N.\frac{I}{R}$ (T).

III. Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ

Xét ống dây hình trụ như hình vẽ, chiều dài ống dây là l, số vòng dây là N, dòng điện chạy qua các vòng dây là I.

Từ trường bên trong ống dây là từ trường đều. Các đường sức từ là những đường thẳng song song cùng chiều và cách đều nhau.

Độ lớn: $B = 4. \pi 10^{-7}.\frac{N}{l}.I = 4\pi 10^{-7}.n.I$ (T).

Với n: mật độ vòng dây.

IV. Từ trường của nhiều dòng điện

Khi tính từ trường của nhiều dòng điện, ta phân dòng điện thành những dòng điện có hình dạng xác định rồi áp dụng các quy tắc, công thức để tính. Từ trường gây ra bởi nhiều dòng điện là từ trường tổng hợp tuận theo nguyên lí chồng chất.

Nguyên lí chồng chất từ trường: Vecto cảm ứng từ gây ra bằng tổng các vecto cảm ứng từ do từng từ dòng điện gây ra tại điểm ấy.