Khái niệm
! Một vấn đề đặt ra là tại sao lại xuất hiện tương tác
giữa các dòng điện và sự tương tác đó thực hiện như
thế nào, có thông qua môi trường vật chất nào
không?
! Vật lý duy vật hiện đại quan niệm rằng: Sự tương tác
giữa các dòng điện thực hiện được thông qua môi
trường vật chất trung gian được gọi là từ trường.Sự
tương tác diễn ra như sau: Mỗi dòng điện tạo ra xung
quanh nó một từ trường và từ trường này tác dụng
một lực từ lên các dòng điện khác, lên kim nam châm
hay một cách tổng quát là lên các điện tích chuyển
động trong từ trường này.
11 trang |
Chia sẻ: anhquan78 | Lượt xem: 844 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Vật lý - Chương 10: Từ trường và Cảm ứng từ, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Chương'10'
Từ'trường'và'Cảm'ứng'từ'
7/11/15'
Từ'trường'
1. Tương(tác(từ(
7/11/15'
Tương'tác'từ'
I I
!
F
!
FI I
!
F
!
F
N
S
S N
!
F !F
N
S!
F
!
F
Từ'trường'
2. Khái(niệm(
! Một(vấn(đề(đặt(ra(là(tại(sao(lại(xuất(hiện(tương(tác(
giữa(các(dòng(điện(và(sự(tương(tác(đó(thực(hiện(như(
thế(nào,(có(thông(qua(môi(trường(vật(chất(nào(
không?(
! Vật(lý(duy(vật(hiện(đại(quan(niệm(rằng:(Sự(tương(tác(
giữa(các(dòng(điện(thực(hiện(được(thông(qua(môi(
trường(vật(chất(trung(gian(được(gọi(là(từ(trường.Sự(
tương(tác(diễn(ra(như(sau:(Mỗi(dòng(điện(tạo(ra(xung(
quanh(nó(một(từ(trường(và(từ(trường(này(tác(dụng(
một(lực(từ(lên(các(dòng(điện(khác,(lên(kim(nam(châm(
hay(một(cách(tổng(quát(là(lên(các(điện(tích(chuyển(
động(trong(từ(trường(này.(
7/11/15'
Từ'trường'
2. Khái(niệm(
! “Vậy(từ(trường(là(một(dạng(vật(chất(tồn(tại(xung(
quanh(các(dòng(điện,(và(là(nhân(tố(trung(gian(truyền(
tương(tác(giữa(các(dòng(điện(với(nhau.(Từ(trường(
cũng(là(một(dạng(đặc(biệt(của(trường(điện(từ”.(
! Để(đặc(trưng(cho(từ(trường(về(mặt(lực(tác(dụng(
người(ta(sử(dụng(véc(tơ(cảm(ứng(từ(((((.(
! Như(vậy(véc(tơ(cảm(ứng(từ((((((cũng(tương(tự(như(véc(
tơ(cường(độ(điện(trường((((((của(điện(trường.(
! Để(xác(định(véc(tơ(cảm(ứng(từ((((((người(ta(áp(dụng(
định(luật(BioqSavartqLaplace(
7/11/15'
!
B
!
B!
E
!
B
Từ'trường'
3. Định(luật(BioqSavartqLaplace(
! Đinh(luật:(Véc(tơ(cảm(ứng(từ(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
do(một(phần(tử(dòng(điện(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
gây(ra(tại(điểm(M(cách(nó(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
một(khoảng(r(có:(
Phương:(vuông(góc(với(mặt((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
phẳng(chứa(phần(tử((((((((((và(điểm(M(
Chiều(sao(cho(3((véc(tơ((((((((((,(((((và((((((((((lập(thành(một(tam(
diện(thuận((xác(định(theo(quy(tắc(vặn(đinh(ốc)(
Độ(lớn(
! Trong(đó(((((((((((((((((((((((((((((((((((((là(hằng(số(từ(của(chân(
không,(((((là(hằng(số(từ(tỷ(đối(của(môi(trường(
7/11/15'
Id
!
ℓ
!
r d
!
B
dB =
µ0µ
4π
Idℓ ⋅sinα
r 2
Id
!
ℓ
α
!
r
d
!
B
M
Id
!
ℓ
µ0 = 4π ×10
−7Hm −1
µ
Từ'trường'
4. Quy(tắc(vặn(đinh(ốc(xác(định(chiều(của(véc(tơ(cảm(
ứng(từ(
! “Đặt(cái(đinh(ốc(theo(chiều(của(dòng(điện,(nếu(quay(
cho(cái(đinh(ốc(tiến(theo(chiều(dòng(điện(thì(chiều(
quay(của(cái(đinh(ốc(tại(một(điểm(sẽ(là(chiều(của(véc(
tơ(cảm(ứng(từ(tại(điểm(đó”(
7/11/15'
Chiều'
dòng'
điện'
Chiều'
từ'
trường'
Chiều'
dòng'
điện'
Từ'trường'
5. Nguyên(lý(chồng(chất(từ(trường(
! Cho(phép(tìm(véc(tơ(cảm(ứng(từ(do(toàn(bộ(dòng(
điện(gây(ra(tại(một(điểm(nào(đó.(Véc(tơ(cảm(ứng(từ(
do(một(dòng(điện(bất(kỳ(gây(ra(tại(một(điểm(nào(đó(
bằng(tổng(các(véc(tơ(cảm(ứng(từ(do(các(phần(tử(dòng(
điện(gây(ra(tại(điểm(đó.(
! Dưới(dạng(tích(phân(
7/11/15'
!
B = Δ
!
Bi
i=1
n
∑
!
B = d
!
B
Toàn dòng( )
∫
Δ
!
Bi → d
!
Bi; n →∞
Từ'trường'
6. Ví(dụ:(Từ(trường(của(một(dây(dẫn((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
có(cường(độ(I(thẳng(dài(vô(hạn(
7/11/15'
θ
!
r
Id
!
ℓ
A
B
!
B
M
!
B
R
ℓ
θ1
θ2
d
!
B =
µ0µ
4π
Id
!
ℓ × !r"# $%
r 3
B = dB∫ = µ0µI
4π
dℓ ⋅sinθ
r 2A
B
∫
r =
R
sinθ
và
ℓ
R
= cotθ ⇒ dℓ = Rdθ
sin2 θ
B =
µ0µI
4π
dθ ⋅sinθ
Rθ1
θ2
∫ = µ0µI
4πR
cosθ1 − cosθ2( )
θ1 = 0; θ2 = π ⇒ B =
µ0µI
2πR
Từ'trường'
6. Ví(dụ:(Từ(trường(của(một(dây(dẫn((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
có(cường(độ(I(thẳng(dài(vô(hạn(
7/11/15'
Từ'trường'
7. Ví(dụ:(Từ(trường(của(một(vòng(dây(dẫn(hình(tròn(
7/11/15'
B =
µ0µIR
2
2 R2 +h2( )
3/2 d
!
B1
!
r
Id
!
ℓ2
Id
!
ℓ1
!
r
h
d
!
B2 d
!
B
R
I
Định'lý'OstrogradskiIGauss'
1. Đường(cảm(ứng(từ(
! Để(biểu(diễn(từ(trường(một(cách(hình(ảnh(người(ta(
dùng(các(đường(cảm(ứng(từ.(Đó(là(những(đường(
còng(mà(tiếp(tuyến(tại(mọi(điểm(của(nó(trùng(với(
phương(của(véc(tơ(cảm(ứng(từ(tại(điểm(đó.(Chiều(của(
đường(sức(từ(trường(là(chiều(của(véc(tơ(cảm(ứng(từ.(
! Quy(ước:(vẽ(số(đường(cảm(ứng(từ(qua(một(đơn(vị(
diện(tích(đặt(vuông(góc(với(chúng(có(trị(số(bằng(độ(
lớn(của(véc(tơ(cảm(ứng(từ(tại(điểm(đó.(
! Đặc(điểm:(đường(cảm(ứng(từ(là(những(đường(cong(
kín(không(giao(nhau.(
! Chiều(đi(ra(từ(cực(bắc,(đi(vào(cực(nam(của(nam(châm(
7/11/15'
Định'lý'OstrogradskiIGauss'
2. Từ(thông(
! Định(nghĩa(
! Ý(nghĩa:(Từ(thông(có(trị(số(bằng(số(lượng(đường(cảm(
ứng(từ(gửi(qua(diện(tích(S(
7/11/15'
!
B
!
n
Bn
!
S
S
d
!
S
ΦM =
!
B ⋅
!
S = Bn ⋅S ΦM = dΦM =∫
!
B ⋅d
!
S∫
Định'lý'OstrogradskiIGauss'
3. Định(luật(OxtrogradskyqGauss(
! Từ(thông(toàn(phần(gửi(qua(mặt(kín(S(bất(kì(có(giá(trị(
đại(số(bằng(không.(
7/11/15'
ΦM =
!
B ⋅d
!
S
S
"∫ = 0
!
n
!
n
Từ(thông(đi(vào(
Từ(thông(đi(ra(
Định'lý'dòng'toàn'phần'
1. Lưu(số(của(véc(tơ(cảm(ứng(từ(
! Lưu(số(của(véc(tơ(cảm(ứng(từ(dọc(theo(đường(cong(
kín(là(đại(lượng(về(giá(trị(bằng(tích(phân(của((((((((((((
dọc(theo(toàn(bộ(đường(cong(đó(
! Định(lý(“Lưu(số(của(véc(tơ(cảm(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
ứng(từ(dọc(theo(một(đường(cong(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
kín(có(giá(trị(bằng(tổng(đại(số(dòng((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
điện(xuyên(qua(mặt(cong(giới(hạn(((((((((((((((((((((((((((((((((((
bởi(đường(cong(đó(nhân(với(μ0μ”(
7/11/15'
!
B ⋅d
!
ℓ
C( )
#∫ = B ⋅dℓ ⋅cos
!
B ⋅d
!
ℓ( )
C( )
#∫
!
B ⋅d
!
ℓ
C( )
#∫ = µ0µI
!
B
Or
d
!
ℓ
!
I
Định'lý'dòng'toàn'phần'
2. Chứng(minh((tham(khảo)(
7/11/15'
!
B ⋅d
!
ℓ
C( )
!∫ = B ⋅dℓ ⋅cos
#
B ⋅d
#
ℓ( )
C( )
!∫
dℓ ⋅cos
#
B ⋅d
#
ℓ( ) = rdϕ
B = µ0µ
I
2πr
!
B ⋅d
!
ℓ
C( )
!∫ = µ0µ I2πr ⋅r dϕC( )!∫
"
B ⋅d
"
ℓ
C( )
!∫ = µ0µ I2π dϕC( )!∫
= µ0µI
!
B
Odϕr
M
d
!
ℓ
Định'lý'dòng'toàn'phần'
3. Áp(dụng(
! Đường(cong(không(bao((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
quanh(dòng(điện(
! Nhiều(dòng(điện(
7/11/15'
1
2
ba
I1
I2
I3
!
B ⋅d
!
ℓ
C( )
!∫ = −I1 + I2 − I3
!
B ⋅d
!
ℓ
C( )
!∫ =
"
B ⋅d
"
ℓ
1a2
∫ +
"
B ⋅d
"
ℓ
2b1
∫
⇒
"
B ⋅d
"
ℓ
C( )
!∫ = 0
Định'lý'dòng'toàn'phần'
3. Áp(dụng(
! Đường(cong(bao(quanh(dòng(điện(nhiều(lần(
7/11/15'
!
B ⋅d
!
ℓ
C( )
!∫ = 2µ0µI
!
B ⋅d
!
ℓ
C( )
!∫ = 0
Định'lý'dòng'toàn'phần'
3. Áp(dụng:(Từ(trường(trong(lòng(cuộn(dây(hình(
xuyến(
7/11/15'
!
B ⋅d
!
ℓ
C( )
!∫ = µ0µ ⋅nI
B dℓ
C( )
!∫ = B ⋅2πR = µ0µ ⋅nI
B =
µ0µ ⋅nI
2πR
n(là(số(vòng(dây(
Định'lý'dòng'toàn'phần'
3. Áp(dụng:(Từ(trường(của(ống(dây(thẳng(((((((((((((((((((
(từ(trường(của(cuộn(cảm)(
! Ống(dây(dài(vô(hạn(≡(hình(xuyến(có(bán(kính(bằng(
vô(cùng.(
! n0(=(n/2πR(là(mật(độ(số(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
vòng(dây(trên(một(đơn((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
vị(độ(dài(của(ống(dây.(
! Trên(thực(tế(những(ống(dây(có(chiều(dài(lơn(hơn(
khoảng(10(lần(đường(kính(của(nó(có(thể(coi(gần(đúng(
là(có(từ(trường(đều(bên(trong(ống.(
7/11/15'
B = µ0µn0I
Tác'dụng'của'từ'trường'
1. Lực(Ampere(
! Thực(nghiệm(cho(thấy(rằng(mọi(dòng(điện(đặt(trong(
từ(trường(đều(chịu(tác(dụng(của(một(lực(từ(gọi(là(lực(
Ampere.(
! Một(phần(tử(dòng(điện(dài((((((có(cường(độ(I(đặt(trong(
từ(trường(có(cảm(ứng(từ(B(sẽ(chịu(tác(dụng(của(một(
lực(từ(dF(
Có(phương(vuông(góc(với(mặt(phẳng(chứa(((((((((và((
Có(chiều(xác(định(theo(quy(tắc(bàn(tay(trái(
Có(độ(lớn:(((((((((((((((((((((((((((((((((((,(với((((((là(góc(hợp(bởi(hai(véc((((
tơ((((((((((và(
7/11/15'
dℓ
Id
!
ℓ
!
B
dF = dℓ ⋅Bsinα α
Id
!
ℓ
!
B
!
F
!
B
Tác'dụng'của'từ'trường'
1. Lực(Ampere(
! Quy(tắc(bàn(tay(trái:(“Đặt(bàn(tay(trái(sao(cho(véc(tơ(
cảm(ứng(từ(hướng(vào(lòng(bàn(tay,(chiều(từ(cổ(tay(
tới(các(ngón(tay(chỉ(chiều(của(dòng(điện(khi(đó(chiều(
của(ngón(tay(cái(choãi(ra(một(góc(90(độ(chỉ(chiều(của(
lực(từ(tác(dụng(lên(dòng(điện”(
7/11/15'
!
B !F
I
I
Tác'dụng'của'từ'trường'
2. Lực(Lorentz(
! Giả(sử(có(điện(tích(+q(bay(với(vận(tốc(((((trong(từ(
trường(đều(có(véc(tơ(cảm(ứng(từ((((((,(khi(đó(q(sẽ(chịu(
tác(dụng(của(một(lực(từ(gọi(là(lực(Lorentz(
! Alpha(là(góc(hợp(bởi(phương(của(véc(tơ(vận(tốc(((((và(
phương(của(véc(tơ(cảm(ứng(từ((
! Lưu(ý:(
Chiều(của(dòng(điện(I(là(chiều(chuyển(động(của(điện(tích(
dương,(cùng(chiều(với(vận(tốc(((((nếu(q(dương(và(ngược(lại(
((((vuông(góc(với(((((nên(chỉ(làm(thay(đổi(phương(của((
7/11/15'
q = I ⋅ t
!
ℓ = !v ⋅ t
"
#
$
⇒ I ⋅
!
ℓ = q ⋅ !v ⇒ F = BIℓsinα = Bqvsinα
!
v
!
v
!
B
!
B
!
v
!
v
!
v
!
F
Tác'dụng'của'từ'trường'
2. Lực(Lorentz(
7/11/15'
R
!
B
!
F
!v
R
!v
!
F
!
B
Tác'dụng'của'từ'trường'
3. Chuyển(động(của(hạt(tích(điện(trong(từ(trường(
7/11/15'
Tác'dụng'của'từ'trường'
4. Tương(tác(của(hai(dòng(điện(song(song(
! Dòng(điện(I2(gây(ra(một(từ(trường(xung(quanh(nó(
! Tại(vị(trí(của(I1(cách(I2(một(khoảng(a(từ(trường(này(
có(phương(vuông(góc(với(I1,(chiều(như(hình(vẽ(và(có(
độ(lớn(bằng(
! B2(tác(dụng(lên(I1(một(lực(từ(
! Theo(quy(tắc(bàn(tay(trái,(lực(này(hướng(về(I1(nếu(
hai(dòng(điện(cùng(chiều(và(ngược(lại,(tức(là(chúng(
hút(nhau(nếu(cùng(chiều,(đẩy(nhau(nếu(ngược(chiều(
7/11/15'
B2 =
µ0µI2
2πa
ℓ
I1
a
!
B2 !
F a
I2
F = I1
!
ℓ ×
!
B2 = I1ℓ ×B2 =
µ0µI1I2ℓ
2πa
Tác'dụng'của'từ'trường'
5. Công(của(lực(từ(
7/11/15'
(((((((((((((((((((((,(là(phần(diện(tích(mà(dây(dẫn(quét(
được(trong(quá(trình(chuyển(động;((((((((((là(từ(
thông(gửi(qua(dS.(
( )
M
M
dIdA
dSBddSBIdA
dx90sinBIddxFdA
Φ⋅=
⇓
⋅=Φ⋅⋅=
⋅°⋅⋅=⋅= ℓ
dxddS ⋅= ℓ
MdΦ
B
!
xd
!
F
!
ℓ
I
Tác'dụng'của'từ'trường'
6. Động(cơ(điện(
! Cặp(lực(từ(tác(dụng(lên(khung(dây(dẫn;(Động(cơ(điện(
7/11/15'
B
!
A
B C
D
N S
Hiện'tượng'cảm'ứng'điện'từ'
1. Thí(nghiệm(Faraday(
! Khi(nam(châm((ống(dây(có(dòng(điện)(chuyển(động(
có(dòng(điện(xuất(hiện(chạy(qua(điện(kế(
7/11/15'
1
2 2
1
Hiện'tượng'cảm'ứng'điện'từ'
2. Phân(tích(thí(nghiệm(
! Nam(châm(dịch(chuyển,(ống(dây(có(dòng(điện(dịch(
chuyển.(
! Thay(đổi(dòng(điện(hoặc(dịch(chuyển(lõi(sắt(thì(từ(
thông(qua(ống(dây(1(biến(thiên.(Ngoài(ra(không(còn(
một(biết(đổi(nào(khác(trong(ống(dây(1.(
! Đảo(chiều(của(nam(châm(hay(ống(dây(thì(kim(điện(kế(
dịch(chuyển(theo(hướng(ngược(lại.(
! Độ(lệch(của(kim(điện(kế(phụ(thuộc(vào(tốc(độ(di(
chuyển(của(các(thanh(nam(châm(và(ống(dây(1.(
! Mọi(sự(dịch(chuyển(đều(dẫn(dến(sự(thay(đổi(của(từ(
thông(gửi(qua(ống(dây.(
7/11/15'
Hiện'tượng'cảm'ứng'điện'từ'
3. Kết(luận(của(Faraday(
! Sự(biến(đổi(của(từ(thông(gửi(qua(mạch(kín(là(nguyên(
nhân(sinh(ra(dòng(điện(cảm(ứng(trong(mạch(đó(
! Dòng(điện(cảm(ứng(chỉ(tồn(tại(khi(từ(thông(gửi(qua(
mạch(kín(thay(đổi(
! Cường(độ(của(dòng(điện(cảm(ứng(tỉ(lệ(thuận(với(tốc(
độ(biến(đổi(của(từ(thông(gửi(qua(mạch(
4. Khái(niệm(
! Vậy(“hiện(tượng(cảm(ứng(điện(từ(là(hiện(tượng(xuất(
hiện(suất(điện(động(cảm(ứng(trong(một(mạch(điện(
khi(từ(thông(qua(mạch(đó(biến(thiên”.(
7/11/15'
Hiện'tượng'cảm'ứng'điện'từ'
5. Định(luật(Lens(
! “Dòng(điện(cảm(ứng(phải(có(chiều(sao(cho(từ(trường(
mà(nó(sinh(ra(có(tác(dụng(chống(lại(nguyên(nhân(
sinh(ra(nó”.(
! Nếu(từ(thông(qua(mạch(kín(tăng(thì(từ(trường(cảm(
ứng(ngược(chiều(với(từ(trường(gây(ra(nó.(
! Nếu(từ(thông(qua(mạch(kín(giảm(thì(từ(trường(cảm(
ứng(cùng(chiều(với(từ(trường(gây(ra(nó.(
7/11/15'
!
B0
!
Bc
Ic
!
B0
!
Bc
Ic
Hiện'tượng'cảm'ứng'điện'từ'
6. Suất(điện(động(cảm(ứng(
! Giả(sử(có(một(vòng(dây(dẫn(kín(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
dịch(chuyển(trong(một(từ(trường(((((((((((((((((((((((((((((((((((
không(đều(sao(cho(từ(thông(qua(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
vòng(dây(thay(đổi(gây(ra(một(suất((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
điện(động(cảm(ứng(trong(vòng(dây.(
! Gọi(dA(là(công(của(lực(từ(tác(dụng(lên(vòng(dây(trong(
khoảng(thời(giàn(dt,(khi(đó(
! Theo(định(luật(Lens(công(của(lực(từ(cản(trở(sự(dịch(
chuyển(của(vòng(dây(cho(nên(để(dịch(chuyển(vòng(
dây(ta(cần(phải(tốn(một(công(dA’(bằng(công(dA(về(trị(
số.(
7/11/15'
1
2
dA = IcdΦM
dA' = −dA = −IcdΦM
Hiện'tượng'cảm'ứng'điện'từ'
6. Suất(điện(động(cảm(ứng(
! Mặt(khác(theo(địn(luật(bảo(toàn(năng(lương,(công(cơ(
học(dA’(được(chuyển(thành(năng(lượng(của(dòng(
cảm(ứng.(Nếu(gọi(ξc(là(suất(điện(động(cảm(ứng(thì(
năng(lượng(của(dòng(cảm(ứng(sinh(ra(trong(khoảng(
thời(gian(dt(là:(
! Vậy(
(
! “Suất(điện(động(cảm(ứng(luôn(bằng(về(trị(số(nhưng(
trái(dấu(với(tốc(dộ(biến(thiên(của(từ(thông(gửi(qua(
diện(tích(của(mạch(điện”.(
7/11/15'
dEc = ξcIcdt = dA'
dA' = −dA⇔ ξcIcdt = −Ic ⋅dΦM
⇒ ξc = −
dΦM
dt
Hiện'tượng'cảm'ứng'điện'từ'
7. Một(vài(ứng(dụng(
7/11/15'
Hiện'tượng'tự'cảm'
1. Thí(nghiệm(
! Mạch(điện(1:(Đèn(sáng(tối(bình((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
thường(khi(đóng(ngắt(khó(K(
! Mạch(điện(2:(Đóng(khóa(K(đèn(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
sáng(từ(từ,(ngắt(khóa(K(đèn(tắt((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
từ(từ.(Khi(đóng(khóa(K(kim(điện((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
kế(lệch(về(a,(khi(ngắt(khóa(K(kim(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
điện(kế(lệch(về(b(trước(khi(quay(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
trở(lại(vị(trí(cân(bằng(0(
! Kết(luận:(Rõ(ràng(khi(ngắt(khóa(K(đã(có(một(dòng(
điện(xuất(hiện(trong(mạch(làm(đèn(vụt(tắt(và(làm(
kim(điện(kế(lệch(về(bị(trí(b(trước(khi(quay(trở(về(0(
7/11/15'
Đ
Đ R
Hình'1'
'
'
'
'
'
Hình'2'
K
L
K
b 0 a
Hiện'tượng'tự'cảm'
2. Giải(thích(
! Bật(khóa(K,(i(tăng(=>(Φm(gửi(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
qua(ống(dây(L(tăng(=>(xuất(hiện(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
dòng(điện(tự(cảm(ic(trong(mạch(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
có(chiều(chống(lại(việc(tăng(i((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
=>(cuộn(cảm(L(tích(trữ(một(phần(năng(lượng(dưới(
dạng(năng(lượng(từ(trường(làm(đén(sáng(từ(từ.(
! Ngắt(khóa(K,(i!giảm(=>(Φm(gửi(qua(ống(dây(L(giảm(=>(
xuất(hiện(dòng(điện(tự(cảm(ic(trong(mạch(có(chiều(
chống(lại(việc(giảm(i(=>(cuộn(L(giải(phóng(năng(
lượng(tích(trữ(làm(đèn(tắt(từ(từ.(
7/11/15'
Đ L
K
b 0 a
Hiện'tượng'tự'cảm'
3. Định(nghĩa(
! Hiện(tượng((tự(cảm(là(hiện(tượng(xuất(hiện(dòng(
điện(cảm(ứng(do(chính(sự(thay(đổi(của(dòng(điện(
đang(chạy(trong(mạch(gây(ra(
4. Suất(điện(động(tự(cảm(
! “Trong(mạch(điện(đứng(yên(và(không(thay(đổi(hình(dạng,(
suất(điện(động(tự(cảm(luôn(tỉ(lệ(thuận(nhưng(trái(dấu(với(
tốc(độ(biến(thiên(cường(độ(dòng(điện(trong(mạch”.(
7/11/15'
ξtc = −
dΦM
dt
; mà ΦM ~ i
L(là(hệ(số(tự(cảm(của(ống(dây,(đơn(vị(henri((H)(
ΦM = Li ⇒ ξtc = −L
di
dt
1. Năng(lượng(của(ống(dây((cuộn(cảm)(
! Đóng(khóa(K(dòng(điện(tăng(từ((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
từ(do(xuất(hiện(dòng(điện(tự(cảm(((((((((((((((((((((((((((((((((((
trong(mạch,(dòng(điện(này(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
ngược(chiều(với(dòng(điện(do((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
nguồn(phát(ra.(Nhiệt(lượng(tỏa(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
ra(trên(điện(trở(R(nhỏ(hơn(((((((((.(
! Ngắt(khóa(K,(dòng(điện(giảm(từ((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
từ(=>(có(một(năng(lượng(dự(trữ((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
ở(đâu(đó(được(giải(phóng(ra(làm((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
tỏa(nhiệt(trên(điện(trở(R(dù(mạch(((((((((((((((((((((((((((((((((((
hở.(
Năng'lượng'từ'trường'
7/11/15'
I0
Đóng(K(
I0
Ngắt(K(
K
LR
I0
2Rt
1. Năng(lượng(của(ống(dây((cuộn(cảm)(
! Áp(dụng(định(luật(Ohm(
! Nhân(hai(vế(với(idt(
! =>(Năng(lượng(từ(trường(
! Trong(cả(quá(trình(
Năng'lượng'từ'trường'
7/11/15'
I0
Đóng(K(
I0
Ngắt(K(
K
LR
ε + εtc = iR; εtc = −L
di
dt
⇒ ε − L
di
dt
= iR
⇒ εidt − Lidi = i 2Rdt
dWm = −Lidi
Wm = dWm∫ = − Li di
0
I0
∫ = 1
2
Li2
Năng'lượng'từ'trường'
2. Năng(lượng(từ(trường(
! Năng(lượng(từ(trường(
! Năng(lượng(này(tồn(tại(trong(khoảng(không(gian(có(
từ(trường((tức(là(chỉ(tồn(tại(trong(thể(tích(của(ống(
dây)(
! Mật(độ(năng(lượng(từ(trường(
7/11/15'
Wm =
1
2
Li2
ωm =
Wm
V
=
1
2
Li2 ⋅
1
ℓ ⋅S
=
1
2
µ0µ
n2S
ℓ
"
#
$
%
&
'i
2 ⋅
1
ℓ ⋅S
=
1
2
µ0µ
n2
ℓ2
i 2
B = µ0µ
n
ℓ
i ⇒ωm =
1
2
B2
µ0µ
Năng'lượng'từ'trường'
2. Năng(lượng(từ(trường(
! Từ(trường(mang(năng(lượng.(
! Năng(lượng(từ(trường(định(sứ(trong(khoảng(không(
gian(có(từ(trường((khoảng(không(gian(giới(hạn(bởi(
thể(tích(của(ống(dây)(
! Mật(độ(năng(lượng(từ(trường(
! Biểu(thức(này(áp(dụng(cho(một(từ(trường(bất(kỳ.(
7/11/15'
ωm =
1
2
B2
µ0µ
Hết'chương'10'
7/11/15'