Công thức tính từ trường của dòng điện hay nhất – Vật lí lớp 11

Công thức tính từ trường của dòng điện hay nhất

Với loạt bài Công thức tính từ trường của dòng điện hay nhất Vật Lí lớp 11 sẽ giúp học viên nắm vững công thức, từ đó có kế hoạch ôn tập hiệu suất cao để đạt hiệu quả cao trong những bài thi môn Vật Lí 11 .
Bài viết Công thức tính từ trường của dòng điện hay nhất gồm 4 phần : Định nghĩa, Công thức – Đơn vị đo, Mở rộng và Bài tập minh họa vận dụng công thức trong bài có giải thuật cụ thể giúp học viên dễ học, dễ nhớ Công thức tính từ trường của dòng điện hay nhất Vật Lí 11 .

                             

1. Định nghĩa 

– Xung quanh dòng điện sống sót một từ trường. Thực nghiệm và kim chỉ nan đã xác lập được cảm ứng từ tại một điểm cho trước trong từ trường của một dòng điện chạy trong dây dẫn có hình dạng nhất định .

Cảm ứng từ  tại một điểm M:

+ Tỉ lệ với cường độ dòng điện I gây ra từ trường ;
+ Phụ thuộc vào dạng hình học của dây dẫn ;
+ Phụ thuộc vào vị trí của điểm M ;
+ Phụ thuộc vào môi trường tự nhiên xung quanh .
1, Từ trường của dòng diện chạy trong dây dẫn thẳng dài
+ Đường sức từ là những đường tròn nằm trong những mặt phẳng vuông góc với dòng điện và có tâm nằm trên trục dây dẫn .
+ Chiều đường sức từ được xác lập theo qui tắc nắm tay phải .

Nắm bàn tay phải sao cho ngón cái choãi ra 900 chỉ chiều dòng điện, những ngón tay kia khum lại chỉ chiều của đường sức từ .
2, Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn .
+ Đường sức từ đi qua tâm O là đường thẳng vô hạn ở hai đầu và vuông góc với mặt phẳng chứa vòng tròn, còn những đường khác là những đường cong, có chiều đi vào mặt Nam và đi ra mặt Bắc của dòng điện tròn đó .

3, Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình tròn trụ
+ Trong lòng ống dây : những đường sức từ là những đường thẳng song song cùng chiều và cách đều nhau ( từ trường đều ). Ở gần miệng ống và ở ngoài ống : những đường cảm ứng từ là những đường cong, có dạng giống những đường sức từ của nam châm hút thẳng .
+ Chiều của những đường sức từ được xác lập bằng quy tắc nắm tay phải .

2. Công thức – đơn vị đo

1, Từ trường của dòng diện chạy trong dây dẫn thẳng dài

– Có độ lớn: B =  2.10-7.

Trong đó :
+ B là cảm ứng từ, có đơn vị chức năng tesla ( T ) ;
+ I là cường độ dòng điện, có đơn vị chức năng ampe ( A ) ;
+ r là khoảng cách từ dòng điện đến vị trí ta xét, có đơn vị chức năng mét ( m ) .

2, Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn

– Có độ lớn: B = 2p.10-7 ;

  Nếu khung dây tròn tạo bởi N vòng dây sít nhau thì: B = 2p.10-7 N .

Trong đó :
+ B là cảm ứng từ, có đơn vị chức năng tesla ( T ) ;
+ I là cường độ dòng điện, có đơn vị chức năng ampe ( A ) ;
+ R là nửa đường kính vòng dây mang dòng điện, có đơn vị chức năng mét ( m ) .
+ N là số vòng dây

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

– Có độ lớn: B = 4p.10-7.I = 4p.10-7 nI;

Trong đó :
+ B là cảm ứng từ, có đơn vị chức năng tesla ( T ) ;
+ I là cường độ dòng điện, có đơn vị chức năng ampe ( A ) ;
+ N là tổng số vòng dây ;
+ l là chiều dài ống dây, có đơn vị chức năng mét ( m ) ;

+ n =  là số vòng dây quấn trên một đơn vị dài của ống dây.

3. Mở rộng

1, Quy tắc nắm tay phải để xác lập chiều cảm ứng từ tại tâm O của vòng dây tròn : Khum bàn tay phải theo những vòng dây sao cho chiều từ cổ tay đến những ngón tay trùng với chiều dòng điện trong vòng dây, ngón tay cái choãi ra 900 chỉ chiều những đường sức từ xuyên qua mặt phẳng vòng dây .

2, Véc tơ cảm ứng từ tại một điểm do nhiều dòng điện gây ra bằng tổng những véctơ cảm ứng từ do từng dòng điện gây ra tại điểm đó .

Nguyên lí chồng chất từ trường:  

Trong đó :

+  là vecto cảm ứng từ do nhiều dòng điện gây ra tại điểm ta xét.

+ … là vecto cảm ứng do từng dòng điện riêng lẻ gây ra tại điểm mà ta xét.

Việc cộng những vecto cảm ứng từ triển khai theo quy tắc hình hình hành .
Quy tắc hình bình hành : Nếu vecto đồng quy làm thành hai cạnh của một hình bình hành, thì đường chéo kẻ từ điểm đồng quy trình diễn vecto tổng của chúng .

– Nếu tại điểm xét có hai vectơ cảm ứng từ lần lượt do I1 và I2 gây ra thì

Cảm ứng từ tổng hợp tại điểm xét là:  

 + Khi  hợp với nhau một góc thì, độ lớn cảm ứng từ tổng hợp:

 

Nếu B1 = B2;

+ Khi cùng chiều thì B = B1 + B2, và cùng chiều với

+ Khi ngược chiều thì B = |B1 – B2|, và  cùng chiều với vecto cảm ứng từ nào lớn hơn.

+ Khi vuông góc với nhau thì  

3. Từ những công thức xác lập độ lớn cảm ứng từ, ta hoàn toàn có thể suy ra công thức xác lập cường độ dòng điện, số vòng dây, khoảng cách đến dây dẫn hoặc nửa đường kính dòng điện tròn .
Với dòng điện thẳng :

 

Với dòng điện tròn :

Với ống dây :

                                 

4. Ví dụ minh họa

Bài 1: Dòng điện I = 1 (A) chạy trong dây dẫn thẳng dài. Cảm ứng từ tại điểm M cách dây dẫn 10 (cm) có độ lớn bao nhiêu?

Bài giải:

Áp dụng công thức:  

Bài 2 : Một dòng điện 2A chạy trong một dây dẫn uốn thành vòng tròn có bán kính 20 cm gồm 20 vòng dây. Cảm ứng từ tại tâm vòng dây có độ lớn là bao nhiêu ?

Bài giải :

Áp dụng công thức

Đáp án : 1,256. 10-4 ( T )

Bài 3: Một ống dây dài 50 (cm), cường độ dòng điện chạy qua mỗi vòng dây là 2 (A). cảm ứng từ bên trong ống dây có độ lớn B = 25.10-4 (T). Số vòng dây của ống dây là bao nhiêu ?

Bài giải :

Áp dụng công thức : 

Đáp án: 497 vòng

Xem thêm những Công thức Vật Lí lớp 11 quan trọng hay khác :

Giới thiệu kênh Youtube VietJack

Ngân hàng trắc nghiệm miễn phí ôn thi THPT Quốc Gia tại khoahoc.vietjack.com

Source: https://taimienphi.club
Category: Chưa phân loại