Từ trường - Bài 19

[Bùi Khánh Thu]

Trong chương I, chúng ta đã nghiên cứu lực điện - lực tương tác giữa các điện tích đứng yên. Nguồn gốc của lực điện là điện trường. Một vấn đề tự nhiên được đặt ra là khi các điện tích chuyển động thì lực tương tác giữa chúng ra sao? Chúng gây ra loại từ trường gì? Chúng ta cùng tìm hiểu bài ''Từ trường''​

I. Nam châm​

- Loại quặng sắt có khả năng hút được sắt vụn được gọi là nam châm.

Vật liệu dùng để làm nam châm thường là các chất (hoặc là các hợp chất của chúng): sắt, niken, côban, mangan, gađôlinium, disprôsium.

- Trên một nam châm, có những miền hút sắt vụn mạnh nhất: đó là các cực của nam châm. Mỗi nam châm bao giờ cũng có hai loại cực phân biệt được đặt tên là cực Nam (S) và cực Bắc (N).

- Giữa các nam châm có tương tác với nhau thông qua các lực đặt vào các cực được gọi là lực từ. Cụ thể hai cực của hai nam châm đặt gần nhau sẽ đẩy nhau khi chúng cùng tên và hút nhau khi chúng khác tên.

Nam châm có từ tính.

II. Từ tính của dây dẫn có dòng điện​

Thực nghiệm chứng tỏ rằng, dây dẫn có dòng điện (gọi tắt là dòng điện) cũng có từ tính như nam châm.

- Dòng điện có thể tác dụng lực lên nam châm;

- Nam châm có thể tác dụng lực lên dòng điện;

- Hai dòng điện có thể tương tác với nhau.

Kết luận: dòng điện và nam châm đều có từ tính.

III. Từ trường​

- Từ trường là một dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm đặt trong đó.

- Hướng của từ trường tại một điểm là hướng Nam Bắc của kim nam châm nhỏ nằm cân bằng tại điểm đó.

IV. Đường sức từ​

1. Định nghĩa

Đường sức từ là những đường vẽ ở trong không gian có từ trường sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm có phương trùng với phương của từ trường tại điểm đó.

2. Các ví dụ về đường sức từ

Ví dụ 1: Từ trường của dòng điện thẳng rất dài như hình vẽ.

Đường sức từ

- Là những đường tròn nằm trong những mặt phẳng vuông góc với dòng điện và có tâm nằm trên dòng điện;
- Có chiều được xác định bởi quy tắc nắm tay phải:

Để bàn tay phải sao cho ngón cái nằm dọc theo dây dẫn và chỉ theo chiều dòng điện, khi đó các ngón kia khum lại cho ta chiều của các đường sức từ.

a) Đường sức từ của dòng điện thẳng

b) Quy tắc bàn tay phải

a) Dòng điện thẳng có chiều hướng về phía sau mặt phẳng hình vẽ

b) Dòng điện thẳng có chiều hướng về phía trước mặt phẳng hình vẽ

Ví dụ 2: Từ trường của dòng điện tròn như hình vẽ.

Ta gọi mặt Nam của dòng điện tròn là mặt khi nhìn vào ta thấy dòng điện chạy theo chiều kim đồng hồ, còn mặt Bắc thì ngược lại.

Các đường sức từ của dòng điện tròn có chiều đi vào mặt Nam và đi ra từ mặt Bắc của dòng điện tròn ấy.

3. Các tính chất của đường sức từ

a) Qua mỗi điểm trong không gian chỉ vẽ được một đường sức từ.
b) Các đường sức từ là những đường cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu.
c) Chiều của các đường sức từ tuân theo những quy tắc xác định (quy tắc nắm tay phải, quy tắc vào Nam ra Bắc).

V. Từ trường trái đất​

Kim nam châm luôn luôn chịu tác dụng của từ trường Trái Đất (địa từ trường). Do đó chúng ta có thể dùng la bàn để xác định phương hướng.

Tổng kết: Qua bài chúng ta cần nắm được khái niệm, tính chất của từ trường. Hy vọng sẽ giúp ích cho các bạn
Nguồn: Sưu tầm