Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện. Cảm ứng từ SVIP

I. LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN ĐOẠN DÂY DẪN MANG DÒNG ĐIỆN

1. Thí nghiệm

 Chiều dòng điện và chiều lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn AB có dòng điện chạy qua

Khi có dòng điện có cường độ $I$ chạy qua đoạn dây dẫn đặt trong từ trường thì xuất hiện lực từ \(\overrightarrow{F}\) tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện.

2. Phương của lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện

Lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện đặt trong từ trường có phương vuông góc với mặt phẳng chứa đoạn dòng điện và đường sức từ tại điểm khảo sát.

3. Chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện

Ta có thể xác định chiều của lực từ theo quy tắc bàn tay trái:

Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ đâm xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều dòng điện, ngón cái choãi ra 90^o chỉ chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện.

Quy tắc bàn tay trái

II. CẢM ỨNG TỪ

1. Định nghĩa

Đoạn dây dẫn mang dòng điện hợp với vectơ cảm ứng từ \(\overrightarrow{B}\) một góc \(\alpha\)

Để đặc trưng cho từ trường tại một điểm trong từ trường về mặt tác dụng lực, người ta đưa ra một đại lượng gọi là cảm ứng từ, kí hiệu \(\overrightarrow{B}\). Đó là một đại lượng vectơ:

- Có phương trùng với phương của kim nam châm nằm cân bằng tại điểm đang xét, có chiều từ cực nam sang cực bắc của kim nam châm.

- Có độ lớn là:

\(B=\dfrac{F}{Ilsin\alpha}\)     (1)

Trong đó:

$F$ là độ lớn của lực do từ trường tác dụng lên đoạn dây dẫn có chiều dài $l$ mang dòng điện có cường độ $I$; $B$ là độ lớn cảm ứng từ; $\alpha$ là góc hợp bởi chiều dòng điện và chiều của cảm ứng từ $B$.

2. Đơn vị

Trong hệ SI, đơn vị cảm ứng từ là tesla (T).

Trong công thức (1), $F$ đo bằng niutơn (N), $I$ đo bằng ampe (A) và $L$ đo bằng mét (m).

\(1T=\dfrac{1N}{1m.1A}\)

Vì \(1N=1kg.m.s^{-2}\) nên \(1T=1N/A.m=1kg/A.s^2=1kg.A^{-1}.s^{-2}\).

III. CÔNG THỨC CỦA LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN ĐOẠN DÒNG ĐIỆN

Lực từ do từ trường đều có cảm ứng từ với độ lớn $B$ tác dụng lên dây dẫn có chiều dài $l$ và mang dòng điện có cường độ $I$ được xác định bằng công thức:

\(F=BIlsin\alpha\)        (2)

Trong đó: \(\alpha\) là góc hợp bởi đoạn dây mang dòng điện và vectơ cảm ứng từ \(\overrightarrow{B}\).

1. Cảm ứng từ \(\overrightarrow{B}\) là một đại lượng vectơ đặc trưng cho từ trường về mặt tác dụng lực:

- Có phương trùng với phương của kim nam châm nằm cân bằng tại điểm đang xét, có chiều từ cực nam sang cực bắc của kim nam châm.

- Có độ lớn là:

\(B=\dfrac{F}{Ilsin\alpha}\)

Trong đó:

$F$ là độ lớn của lực do từ trường tác dụng lên đoạn dây dẫn có chiều dài $l$ mang dòng điện có cường độ $I$; $B$ là độ lớn cảm ứng từ; $\alpha$ là góc hợp bởi chiều dòng điện và chiều của cảm ứng từ $B$.

2. Lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện có chiều dài $l$ và cường độ $I$ ở trong từ trường đều có cảm ứng từ \(\overrightarrow{B}\):

- Có điểm đặt tại trung điểm của đoạn dòng điện.

- Có phương vuông góc với đoạn dòng điện và cảm ứng từ \(\overrightarrow{B}\).

- Có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ đâm xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều dòng điện, ngón cái choãi ra 90^o chỉ chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện.

- Có độ lớn: \(F=BIlsin\alpha\).