Từ trường là gì? Kiến thức ĐẦY ĐỦ và khái niệm đường sức từ

Từ trường

Từ trường là gì?

Từ trường là môi trường vật chất xung quanh các hạt mang điện có sự chuyển động không ngừng, nó gây ra lực từ tác dụng lên một số vật có từ tính được đặt bên trong nó như dòng điện hay thanh nam châm.

Để hiểu rõ hơn về khái niệm này chúng tôi xin đưa ra một số ví dụ như sau để bạn dễ hình dung như: việc 2 nam châm hút nhau khi đặt chúng gần nhau (hay đặt chúng vào vùng từ trường của nhau); lực từ tác dụng xuyên qua không gian; sự tương tác của các dòng điện song song nếu cùng chiều thì hút còn ngược thì dấu sẽ đẩy nhau.

Từ trường là gì

Từ trường là gì?

Cách nhận biết từ trường

Thông thường bằng mắt nhìn xung quanh chúng ta rất khó để nhận biết được môi trường của nó, ta thực hiện được thí nghiệm sau:

⇒ Vì vậy để nhận biết từ trường người ta sử sử dụng kim nam châm để dễ dàng nhận biết sự tác động của lực từ lên vật dật từ (nam châm).

Cách nhận biết từ trường

Cách nhận biết từ trường

Hướng của từ trường

Sử dụng nam châm thử để phát hiện hướng của nó. Người ta quy ước hướng của nó tại một điểm là hướng Nam - Bắc của kim nam châm nhỏ cân bằng tại điểm đó.

Công thức tính từ trường

Tùy vào đặc điểm loại từ trường mà người ta có được công thức tính toán giá trị của nó tương ứng. Cụ thể:

Từ trường dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài:

Trong đó:

Từ trường dòng điện chạy trong dây dẫn uốn vòng tròn:

Trong đó:

Từ trường trong khung dây tròn có N vòng quấn:

Trong đó:

Từ trường của dòng điện trong ống dây hình trụ:

Trong đó:

Ứng dụng của từ trường

Trong thực tế, từ trường có tính ứng dụng lớn trong sản xuất các thiết bị sản xuất khác nhau:

Ứng dụng của từ trường

Ứng dụng của từ trường

Đường sức từ

Đường sức từ là khái niệm thường được nhắc đến khi nói về từ trường. Vậy đường sức từ thực chất là gì, tính chất của nó ra sao?

Định nghĩa đường sức từ

Đường sức từ biểu diễn mật độ của từ trường (mạnh hay yếu) là tập hợp nhiều đường cong khép kín hoặc thẳng dài vô tận không cắt nhau trong không gian xung quanh nam châm hoặc dòng điện. Đường sức từ càng nhiều, mật độ càng dài từ trường càng lớn và ngược lại. Người ta quy ước chiều của đường sức từ đi từ cực Bắc vào cực Nam của thanh nam châm tại một điểm bất kỳ nào đó.

Các ví dụ về đường sức từ

Về cơ bản, đường sức từ có nhiều hình dạng khác nhau dựa theo hình dạng của thanh nam châm. Cụ thể:

Đường sức từ của nam châm thẳng

Đường sức từ của nam châm thẳng

Đường sức từ của trong khoảng thời gian giữa 2 cực nam châm chữ U là đường thẳng song song và cách đều nhau - đây được gọi là từ trường đều.

Đường sức từ của nam châm chữ U

Đường sức từ của nam châm chữ U

Đường sức từ của dòng điện thẳng dài

Đường sức từ của dòng điện thẳng dài

Các tính chất của đường sức từ

Các đường sức từ có những tính chất riêng như sau:

Cảm ứng từ

Nếu đường sức từ diễn tả mật độ của từ trường thì cảm ứng từ lại cho biết về độ lớn của nó. Cảm ứng từ được định nghĩa là đại lượng vật lý đặc trưng cho từ trường trên phương diện tác dụng của lực từ, có đơn vị là Tesla, ký hiệu T. Véc tơ cảm ứng từ là véc tơ có phương tiếp tuyến với đường sức tại điểm bất kỳ, chiều từ cực nam sang cực bắc của nam châm đặt lên nó.

Từ trường đều

Đây là khái niệm được nhắc đến khá nhiều trong vật lý. Nó có các đường sức từ song song, cùng chiều, khoảng cách các đường sức đều nhau. Do vậy, độ lớn hay cảm ứng từ tại bất kỳ điểm nào trong nó là như nhau.

Từ trường của trái đất (địa từ trường)

Các nhà khoa học đã nghiên cứu ra rằng xung quanh trái đất luôn tồn tại từ trường. Nó xuất hiện do tính chất của các vật chất trên trái đất tạo thành. Hiện tượng này của trái đất tồn tại từ trong lòng trái đất, không gian lớn bao quanh.

Nguyên nhân gây ra hiện tượng này cho trái đất được giải thích theo học thuyết geodynamo, trái đất của chúng ta được coi như 1 lưỡng cực từ trường 1 cực gần cực Bắc địa lý, cực Nam gần cực Nam địa lý. Đường thẳng nối 2 cực này lại thành 1 góc lệch khoảng 11.3 độ gọi là trục quay của trái đất.

Nó có thể mở rộng vô hại, các điểm càng xa nguồn thì càng yếu. Lực này có tác động hàng ngàn km trong vũ trụ gọi là từ quyển. Lớp từ quyển trái đất và lớp khí quyển có vai trò chặn các dòng hạt điện tích và bảo vệ sự sống trên trái đất.

Từ trường của trái đất

Từ trường của trái đất

Trên đây là những vấn đề xoay quanh từ trường và khái niệm về đường sức từ và cảm ứng từ. Hy vọng với các thông tin này sẽ hữu ích cho bạn trong đời sống. Hãy tiếp tục theo dõi AME Group trong những bài viết tiếp theo nhé! Cảm ơn bạn đã lựa chọn bài viết của chúng tôi để tham khảo!

Link nội dung: https://phamkha.edu.vn/tu-truong-la-a10576.html