Từ trường SVIP

I. TƯƠNG TÁC TỪ

Tương tác giữa nam châm với nam châm, dòng điện với nam châm, hoặc dòng điện với dòng điện đều được gọi chung là tương tác từ. Lực gây ra trong các tương tác này gọi là lực từ.

II. TỪ TRƯỜNG

1. Khái niệm từ trường

Từ trường là một dạng vật chất tồn tại xung quanh dòng điện hoặc nam châm, có khả năng tác dụng lực lên dòng điện hoặc nam châm khác đặt trong nó.

2. Tính chất cơ bản của từ trường

Từ trường gây ra lực từ tác dụng lên một nam châm, một dòng điện hay một hạt mang điện chuyển động đặt trong nó.

Nhờ tính chất này, người ta dùng kim nam châm (nam châm thử) để phát hiện sự tồn tại của từ trường.

3. Cảm ứng từ

Để mô tả tác dụng lực của từ trường, người ta sử dụng một đại lượng vectơ gọi là cảm ứng từ, kí hiệu là \(\overset{\rightarrow}{B}\).

Từ trường đều là từ trường có cảm ứng từ \(\overrightarrow{B}\) tại mọi điểm đều bằng nhau.

Chiều của \(\overset{\rightarrow}{B}\): Được quy ước trùng với chiều từ cực Nam đến cực Bắc của kim nam châm thử đặt trong từ trường.

Độ lớn: Tại điểm nào lực từ tác dụng mạnh hơn lên dòng điện hoặc nam châm, thì giá trị cảm ứng từ \(\overset{\rightarrow}{B}\) tại điểm đó cũng lớn hơn.

III. ĐƯỜNG SỨC TỪ

1. Từ phổ

Để quan sát trực quan từ trường, người ta thường rắc mạt sắt mịn lên khu vực có từ trường.
Khi đó, các mạt sắt bị nhiễm từ, trở thành những nam châm nhỏ, giúp hiển thị hình ảnh về hình dạng và hướng của từ trường. Hình ảnh này gọi là từ phổ.

Từ phổ cho ta một hình ảnh trực quan về cấu trúc và hướng của từ trường trong không gian.

Hình ảnh các mạt sắt phân bố xung quanh nam châm thẳng

2. Đường sức từ

Đường sức từ là đường cong trong không gian từ trường, sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm trùng với hướng của vectơ cảm ứng từ.
Chiều của đường sức là chiều của vectơ \(\overset{\rightarrow}{B}\).

  Đường sức từ của nam châm thẳng

Đường sức từ của nam châm hình chữ U

Đường sức từ của dòng điện thẳng

Đường sức từ của dòng điện chạy trong ống dây

Đối với nam châm, các đường sức từ ở ngoài nam châm có chiều đi ra từ cực Bắc, đi vào cực Nam.

Đặc điểm của đường sức từ:

- Mỗi điểm trong từ trường chỉ có một đường sức đi qua.

- Đường sức từ là các đường cong khép kín.

- Từ trường mạnh: Đường sức dày; Từ trường yếu: Đường sức thưa.

Có thể xác định chiều đường sức từ bằng hai cách:

- Dùng nam châm thử: Đặt trên đường sức từ, đầu kim nam châm chỉ cực Bắc sẽ cho biết chiều đường sức từ.

- Dùng quy tắc nắm bàn tay phải:

+ Với dòng điện thẳng: Giơ ngón cái tay phải theo chiều dòng điện, bốn ngón ôm xung quanh dây, thì chiều từ cổ tay đến các ngón tay là chiều đường sức từ.

+ Với dòng điện tròn hoặc ống dây: Khum tay phải sao cho các ngón tay theo chiều dòng điện, thì ngón cái choãi ra chỉ chiều đường sức từ trong lòng vòng dây.