Bài Tập Từ Trường Của Dòng Điện Chạy Trong Các Dây Dẫn Có Hình Dạng Đặc Biệt

A. Tóm tắt lý thuyết về từ trường

1. Từ trường của mẫu điện chạy vào dây dẫn thẳng dài

- Đường sức từ là những đường tròn nằm vào những mặt phẳng vuông góc với cái điện và có tâm nằm bên trên dây dẫn.

Bạn đang xem: Bài tập từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt

- Chiều đường sức từ được xác định theo quy tắc nắm tay phải 1.

- Độ lớn cảm ứng từ tại điểm M phương pháp dây dẫn một khoảng r:

Quy tắc nắm tay phải 1: Tay phải nắm lấy vòng dây sao để cho ngón cái choãi ra là chiều cái điện, khi đó các ngón tay trỏ chỉ hướng theo chiều của đường sức từ.

2. Từ trường của cái điện chạy vào dây dẫn uốn thành vòng tròn

- Đường sức từ đi qua trọng tâm O của vòng tròn là đường thẳng vô hạn ở nhì đầu, còn các đường khác là những đường cong bao gồm chiều nhiều năm đi vào mặt Nam và đi ra mặt Bắc của dòng điện tròn đó.

- Chiều đường sức từ được xác định theo quy tắc nắm tay phải 2: “Khum bàn tay phải theo vòng day của form dây làm sao để cho chiều từ cổ tay đến những ngón tay trùng với chiều của mẫu điện trong size , ngón tay cái choãi ra chỉ chiều đương sức từ xuyên thẳng qua mặt phẳng dòng điện”

- Độ lớn cảm ứng từ tại trung tâm O của vòng dây nửa đường kính R:

Nếu size dây tròn tạo bởi N vòng dây sít nhau thì:

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

- trong ống dây, những đường sức từ là những đường thẳng tuy nhiên song cùng chiều và cách đều nhau.Bên quanh đó ống dây, những đường sức giống như ở một nam châm hút thẳng.

- Chiều của đường sức từ được xác định theo quy tắc nắm tay phải 2 :“Khum bàn tay phải làm sao cho chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều chiếc điện trong các vòng dây; ngón mẫu choãi ra 900chỉ chiều những đường sức từ vào ống dây".

- Độ lớn cảm ứng từ trong tâm địa ống dây:

Trong đó:

+ N là tổng số vòng dây.

+ l là độ lâu năm hình trụ

+ n là số vòng dây quấn trên một đơn vị độ nhiều năm của lõi

4. Từ trường của nhiều mẫu điện

Nguyên lí chồng chất: Vectơ cảm ứng từ tại một điểm do nhiều cái điện tạo ra bằng tổng các vectơ cảm ứng từ do từng cái điện tạo ra tại điểm ấy.

B.Cách giải bài bác tập Từ trường của dây dẫn có hình dạng đặc biệt

Từ trường của dòng điện thẳng dài vô hạn

Giả sử cần xác định từ trườngB→ tại M cách dây dẫn một đoạn r biết dây dẫn có cường độ I (A).

Véc tơ cảm ứng từB→ vày dòng điện thẳng tạo ra có:

+ Điểm đặt: Tại điểm M ta xét.

+ Phương: Vuông góc với mặt phẳng chứa dây dẫn và điểm xét.

+ Chiều: Xác định theo qui tắc nắm tay phải: “Để bàn tay phải làm sao cho ngón chiếc nằm dọc theo dây dẫn và chỉ theo chiều loại điện, khi đó các ngón tay kia khum lại mang đến ta chiều của các đường sức từ.”

+ Độ lớn:

Trong đó: BMlà từ trường tại điểm M

rMlà khoảng cách từ sợi dây đến điểm M

I là cường độ dòng điện chạy qua sợi dây.

Chú ý:Nếu dây dẫn gồm chiều nhiều năm hữu hạn thì cảm ứng từ vì chưng dây dẫn tạo ra tại M được tính theo công thức:

Trong đó:

Nhận thấy lúc AB = ∞⇒ α1= α2= π/2

Từ trường của loại điện tròn

Giả sử muốn xác định từ trườngB→ tại trung tâm O của vòng dây dẫn hình tròn bán kính R có dòng điện I (A).

Véc tơ cảm ứng từB→ bởi vì dòng điện trong tạo ra có:

+ Điểm đặt: Tại điểm ta xét O.

+ Phương: Vuông góc với mặt phẳng vòng dây.

+ Chiều: Xác định theo qui tắc nắm bàn tay phải: “Để bàn tay phải làm thế nào cho ngón cái nằm dọc theo dây dẫn và chỉ theo chiều dòng điện, khi đó các ngón cơ khum lại đến ta chiều của cảm ứng từ.”

+ Độ lớn:

Từ trường của ống dây

Giả sử muốn xác định từ trườngB→tại những điểm bên phía trong lòng ống dây dẫn điện có cường độ I (A).

Véc tơ cảm ứng từB→do dòng điện của ống dây gây nên có:

+ Điểm đặt: Tại điểm ta xét.

+ Phương: song song với trục của ống dây.

+ Chiều: Xác định theo qui tắc nắm bàn tay phải.

+ Độ lớn:

N là số vòng dây, L là chiều dài ống dây, n là mật độ vòng dây.

Ví dụ 1:Một dây dẫn thẳng lâu năm vô hạn, mẫu điện chạy trong dây bao gồm cường độ I = 10 A.

1. Hãy xác định độ lớn cảm ứng từ bởi dòng điện trên tạo ra tại:

a) Điểm M nằm bí quyết dây dẫn 5 cm.

b) Điểm N nằm giải pháp dây dẫn 8 cm.

2. Ở điểm D bao gồm cảm ứng từ là 2.10-5T, điểm D nằm phương pháp dây dẫn 1 đoạn bằng bao nhiêu ?

Hướng dẫn:

Độ lớn cảm ứng từ vày dòng điện thẳng tạo ra tại một điểm được xác định theo công thức:

Như vậy nếu tất cả được cường độ chiếc điện với khoảng biện pháp từ điểm đang xét tới dây dẫn chứa mẫu điện là ta sẽ giải quyết được bài toán.

1. A) Cảm ứng từ tại M:

b) Cảm ứng từ tại N:

2) Nếu bao gồm cảm ứng từ, yêu thương cầu kiếm tìm khoảng phương pháp thì từ công thức

ta suy ra r là xong.

Ta có:

Ví dụ 2:Một form dây có N vòng dây như nhau dạng hình trụ có bán kính 5cm. Cho cái điện gồm cường độ I = 5 A chạy qua khung dây. Hãy xác định vecto cảm ứng từ tại trung ương của size dây nếu:

a) khung dây có một vòng dây (N = 1)

b) size dây tất cả 10 vòng dây (N = 10)

Hướng dẫn:

a) khung dây có 1 vòng dây (N = 1)

Cảm ứng từ tại trung tâm O có:

+ Điểm đặt tại O.

+ Phương và chiều theo quy tắc nắm bàn tay phải. PhươngB→vuông góc với mặt phẳng form dây và chiều hướng xuống (nếu dòng điện thuộc chiều kim đồng hồ). (như hình vẽ).

+ Độ lớn:

b) khung dây tất cả 10 vòng dây (N = 10)

Cảm ứng từ tạo ta tại trọng điểm của size dây gồm nhiều vòng dây bao gồm điểm đặt, phương và chiều giống cảm ứng từ của 1 vòng dây, chỉ không giống nhau về độ lớn .

Xem thêm: Bà Bầu Uống Nước Đậu Đỏ Rang Có Tốt Không, Đậu Đỏ Có Tác Dụng Gì

Độ lớn cảm ứng từ của khung dây gồm 10 vòng dây:

Hay B10= NB1= 10B1= 2π.10-4(T)

Ví dụ 3:Dùng một dây đồng đường kính d = 0,8 mm tất cả một lớp sơn cách điện mỏng, quấn xung quanh một hình trụ gồm đường kính D = 2 cm, chiều nhiều năm 40 cm để làm một ống dây, các vòng dây quấn giáp nhau. Muốn từ trường có cảm ứng từ phía bên trong ống dây bằng 2π.10-3T thì phải đặt vào ống dây một hiệu điện thế là bao nhiêu. Biết điện trở suất của đồng bằng 1,76.10-8Ωm.

Hướng dẫn:

+ Gọi N là số vòng dây phải quấn bên trên ống dây. Đường kính của dây quấn chính là bề dày một vòng quấn, để quấn hết chiều lâu năm ống dâylthì phải cần N vòng quấn nên: