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

A. Nắm tắt lý thuyết về từ trường

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

- Đường sức từ là những đường tròn nằm trong những mặt phẳng vuông góc với cái điện và gồm 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 thế nào cho ngón chiếc choãi ra là chiều mẫu điện, khi đó các ngón tay trỏ chỉ hướng theo chiều của đường sức từ.

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

- Đường sức từ đi qua vai trung phong 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 chiếc 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 khung dây làm sao cho chiều từ cổ tay đến những ngón tay trùng với chiều của chiếc điện trong size , ngón tay dòng choãi ra chỉ chiều đương sức từ xuyên qua mặt phẳng cái điện”

- Độ lớn cảm ứng từ tại trọng điểm O của vòng dây bán 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 thuộc chiều và giải pháp đều nhau.Bên kế bên ống dây, các đường sức giống như ở một nam châm từ thẳng.

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

- Độ lớn cảm ứng từ trong lòng ống dây:

Trong đó:

+ N là tổng số vòng dây.

+ l là độ dài hình trụ

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

4. Từ trường của nhiều loại điện

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

B.Cách giải bài bác tập Từ trường của dây dẫn tất cả 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→ bởi vì dòng điện thẳng tạo ra có:

+ Điểm đặt: Tại điểm M ta xét.

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

+ Chiều: Xác định theo qui tắc nắm tay phải: “Để bàn tay phải làm thế nào để cho ngón mẫu nằm dọc theo dây dẫn với chỉ theo chiều chiếc điện, khi đó những 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 bao gồm chiều nhiều năm hữu hạn thì cảm ứng từ vì 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 vai trung phong O của vòng dây dẫn hình tròn bán kính R có dòng điện I (A).

Véc tơ cảm ứng từB→ vì chưng dòng điện trong gây 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 sao để cho ngón cái nằm dọc theo dây dẫn và chỉ theo chiều dòng điện, lúc đó các ngón tê khum lại cho ta chiều của cảm ứng từ.”

+ Độ lớn:

Từ trường của ống dây

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

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

+ Điểm đặt: Tại điểm ta xét.

+ Phương: tuy nhiên 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 nhiều năm vô hạn, loại điện chạy vào dây tất cả cường độ I = 10 A.

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

a) Điểm M nằm giải pháp dây dẫn 5 cm.

b) Điểm N nằm biện pháp dây dẫn 8 cm.

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

Hướng dẫn:

Độ lớn cảm ứng từ vì chưng dòng điện thẳng gây ra tại một điểm được xác định theo công thức:

Như vậy nếu có được cường độ cái điện và khoảng giải pháp từ điểm đang xét tới dây dẫn chứa loại điện là ta sẽ giải quyết được bài bác 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 khung dây tất cả N vòng dây như nhau dạng hình trụ có nửa đường kính 5cm. Cho cái điện tất cả cường độ I = 5 A chạy qua size dây. Hãy xác định vecto cảm ứng từ tại trung ương của khung dây nếu:

a) khung dây có một vòng dây (N = 1)

b) khung dây có 10 vòng dây (N = 10)

Hướng dẫn:

a) form dây có một 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 size dây với chiều hướng xuống (nếu chiếc điện cùng chiều kim đồng hồ). (như hình vẽ).

+ Độ lớn:

b) form dây có 10 vòng dây (N = 10)

Cảm ứng từ khiến ta tại chổ chính giữa của form dây gồm nhiều vòng dây có điểm đặt, phương và chiều giống cảm ứng từ của 1 vòng dây, chỉ khác biệt về độ lớn .

Xem thêm: Whenever Problems Come Up, We Discuss Them Frankly And Find Solutions Quickly

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 biện pháp điện mỏng, quấn xung quanh một hình trụ có đường kính D = 2 cm, chiều lâu năm 40 centimet để có tác dụng một ống dây, các vòng dây quấn ngay cạnh nhau. Muốn từ trường bao gồm cảm ứng từ 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 trên ống dây. Đường kính của dây quấn đó là bề dày một vòng quấn, để quấn hết chiều nhiều năm ống dâylthì phải cần N vòng quấn nên: