Bài giảng Vật lý đại cương - Chương 10: Từ trường và Cảm ứng từ

Chương'10'
Từ'trường'và'Cảm'ứng'từ'
7/11/15'
Từ'trường'
1.  Tương(tác(từ(
7/11/15'
Tương'tác'từ'
I I
!
F
!
FI I
!
F
!
F
N
S
S N
!
F !F
N
S!
F
!
F
Từ'trường'
2.  Khái(niệm(
!  Một(vấn(đề(đặt(ra(là(tại(sao(lại(xuất(hiện(tương(tác(
giữa(các(dòng(điện(và(sự(tương(tác(đó(thực(hiện(như(
thế(nào,(có(thông(qua(môi(trường(vật(chất(nào(
không?(
!  Vật(lý(duy(vật(hiện(đại(quan(niệm(rằng:(Sự(tương(tác(
giữa(các(dòng(điện(thực(hiện(được(thông(qua(môi(
trường(vật(chất(trung(gian(được(gọi(là(từ(trường.Sự(
tương(tác(diễn(ra(như(sau:(Mỗi(dòng(điện(tạo(ra(xung(
quanh(nó(một(từ(trường(và(từ(trường(này(tác(dụng(
một(lực(từ(lên(các(dòng(điện(khác,(lên(kim(nam(châm(
hay(một(cách(tổng(quát(là(lên(các(điện(tích(chuyển(
động(trong(từ(trường(này.(
7/11/15'
Từ'trường'
2.  Khái(niệm(
!  “Vậy(từ(trường(là(một(dạng(vật(chất(tồn(tại(xung(
quanh(các(dòng(điện,(và(là(nhân(tố(trung(gian(truyền(
tương(tác(giữa(các(dòng(điện(với(nhau.(Từ(trường(
cũng(là(một(dạng(đặc(biệt(của(trường(điện(từ”.(
!  Để(đặc(trưng(cho(từ(trường(về(mặt(lực(tác(dụng(
người(ta(sử(dụng(véc(tơ(cảm(ứng(từ(((((.(
!  Như(vậy(véc(tơ(cảm(ứng(từ((((((cũng(tương(tự(như(véc(
tơ(cường(độ(điện(trường((((((của(điện(trường.(
!  Để(xác(định(véc(tơ(cảm(ứng(từ((((((người(ta(áp(dụng(
định(luật(BioqSavartqLaplace(
7/11/15'
!
B
!
B!
E
!
B
Từ'trường'
3.  Định(luật(BioqSavartqLaplace(
!  Đinh(luật:(Véc(tơ(cảm(ứng(từ(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
do(một(phần(tử(dòng(điện(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
gây(ra(tại(điểm(M(cách(nó(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
một(khoảng(r(có:(

  Phương:(vuông(góc(với(mặt((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
phẳng(chứa(phần(tử((((((((((và(điểm(M(

  Chiều(sao(cho(3((véc(tơ((((((((((,(((((và((((((((((lập(thành(một(tam(
diện(thuận((xác(định(theo(quy(tắc(vặn(đinh(ốc)(

  Độ(lớn(
!  Trong(đó(((((((((((((((((((((((((((((((((((((là(hằng(số(từ(của(chân(
không,(((((là(hằng(số(từ(tỷ(đối(của(môi(trường(
7/11/15'
Id
!
ℓ
!
r d
!
B
dB =
µ0µ
4π
Idℓ ⋅sinα
r 2
Id
!
ℓ
α
!
r
d
!
B
M
Id
!
ℓ
µ0 = 4π ×10
−7Hm −1
µ
Từ'trường'
4.  Quy(tắc(vặn(đinh(ốc(xác(định(chiều(của(véc(tơ(cảm(
ứng(từ(
!  “Đặt(cái(đinh(ốc(theo(chiều(của(dòng(điện,(nếu(quay(
cho(cái(đinh(ốc(tiến(theo(chiều(dòng(điện(thì(chiều(
quay(của(cái(đinh(ốc(tại(một(điểm(sẽ(là(chiều(của(véc(
tơ(cảm(ứng(từ(tại(điểm(đó”(
7/11/15'
Chiều'
dòng'
điện'
Chiều'
từ'
trường'
Chiều'
dòng'
điện'
Từ'trường'
5.  Nguyên(lý(chồng(chất(từ(trường(
!  Cho(phép(tìm(véc(tơ(cảm(ứng(từ(do(toàn(bộ(dòng(
điện(gây(ra(tại(một(điểm(nào(đó.(Véc(tơ(cảm(ứng(từ(
do(một(dòng(điện(bất(kỳ(gây(ra(tại(một(điểm(nào(đó(
bằng(tổng(các(véc(tơ(cảm(ứng(từ(do(các(phần(tử(dòng(
điện(gây(ra(tại(điểm(đó.(
!  Dưới(dạng(tích(phân(
7/11/15'
!
B = Δ
!
Bi
i=1
n
∑
!
B = d
!
B
Toàn dòng( )
∫
Δ
!
Bi → d
!
Bi; n →∞
Từ'trường'
6.  Ví(dụ:(Từ(trường(của(một(dây(dẫn((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
có(cường(độ(I(thẳng(dài(vô(hạn(
7/11/15'
θ
!
r
Id
!
ℓ
A
B
!
B
M
!
B
R
ℓ
θ1
θ2
d
!
B =
µ0µ
4π
Id
!
ℓ × !r"# $%
r 3
B = dB∫ = µ0µI
4π
dℓ ⋅sinθ
r 2A
B
∫
r =
R
sinθ
 và 
ℓ
R
= cotθ ⇒ dℓ = Rdθ
sin2 θ
B =
µ0µI
4π
dθ ⋅sinθ
Rθ1
θ2
∫ = µ0µI
4πR
cosθ1 − cosθ2( )
θ1 = 0; θ2 = π ⇒ B =
µ0µI
2πR
Từ'trường'
6.  Ví(dụ:(Từ(trường(của(một(dây(dẫn((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
có(cường(độ(I(thẳng(dài(vô(hạn(
7/11/15'
Từ'trường'
7.  Ví(dụ:(Từ(trường(của(một(vòng(dây(dẫn(hình(tròn(
7/11/15'
B =
µ0µIR
2
2 R2 +h2( )
3/2 d
!
B1
!
r
Id
!
ℓ2
Id
!
ℓ1
!
r
h
d
!
B2 d
!
B
R
I
Định'lý'OstrogradskiIGauss'
1.  Đường(cảm(ứng(từ(
!  Để(biểu(diễn(từ(trường(một(cách(hình(ảnh(người(ta(
dùng(các(đường(cảm(ứng(từ.(Đó(là(những(đường(
còng(mà(tiếp(tuyến(tại(mọi(điểm(của(nó(trùng(với(
phương(của(véc(tơ(cảm(ứng(từ(tại(điểm(đó.(Chiều(của(
đường(sức(từ(trường(là(chiều(của(véc(tơ(cảm(ứng(từ.(
!  Quy(ước:(vẽ(số(đường(cảm(ứng(từ(qua(một(đơn(vị(
diện(tích(đặt(vuông(góc(với(chúng(có(trị(số(bằng(độ(
lớn(của(véc(tơ(cảm(ứng(từ(tại(điểm(đó.(
!  Đặc(điểm:(đường(cảm(ứng(từ(là(những(đường(cong(
kín(không(giao(nhau.(
!  Chiều(đi(ra(từ(cực(bắc,(đi(vào(cực(nam(của(nam(châm(
7/11/15'
Định'lý'OstrogradskiIGauss'
2.  Từ(thông(
!  Định(nghĩa(
!  Ý(nghĩa:(Từ(thông(có(trị(số(bằng(số(lượng(đường(cảm(
ứng(từ(gửi(qua(diện(tích(S(
7/11/15'
!
B
!
n
Bn
!
S
S
d
!
S
ΦM =
!
B ⋅
!
S = Bn ⋅S ΦM = dΦM =∫
!
B ⋅d
!
S∫
Định'lý'OstrogradskiIGauss'
3.  Định(luật(OxtrogradskyqGauss(
!  Từ(thông(toàn(phần(gửi(qua(mặt(kín(S(bất(kì(có(giá(trị(
đại(số(bằng(không.(
7/11/15'
ΦM =
!
B ⋅d
!
S
S
"∫ = 0
!
n
!
n
Từ(thông(đi(vào(
Từ(thông(đi(ra(
Định'lý'dòng'toàn'phần'
1.  Lưu(số(của(véc(tơ(cảm(ứng(từ(
!  Lưu(số(của(véc(tơ(cảm(ứng(từ(dọc(theo(đường(cong(
kín(là(đại(lượng(về(giá(trị(bằng(tích(phân(của((((((((((((
dọc(theo(toàn(bộ(đường(cong(đó(
!  Định(lý(“Lưu(số(của(véc(tơ(cảm(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
ứng(từ(dọc(theo(một(đường(cong(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
kín(có(giá(trị(bằng(tổng(đại(số(dòng((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
điện(xuyên(qua(mặt(cong(giới(hạn(((((((((((((((((((((((((((((((((((
bởi(đường(cong(đó(nhân(với(μ0μ”(
7/11/15'
!
B ⋅d
!
ℓ
C( )
#∫ = B ⋅dℓ ⋅cos
!
B ⋅d
!
ℓ( )
C( )
#∫
!
B ⋅d
!
ℓ
C( )
#∫ = µ0µI
!
B
Or
d
!
ℓ
!
I
Định'lý'dòng'toàn'phần'
2.  Chứng(minh((tham(khảo)(
7/11/15'
!
B ⋅d
!
ℓ
C( )
!∫ = B ⋅dℓ ⋅cos
#
B ⋅d
#
ℓ( )
C( )
!∫
dℓ ⋅cos
#
B ⋅d
#
ℓ( ) = rdϕ
B = µ0µ
I
2πr
!
B ⋅d
!
ℓ
C( )
!∫ = µ0µ I2πr ⋅r dϕC( )!∫
"
B ⋅d
"
ℓ
C( )
!∫ = µ0µ I2π dϕC( )!∫
= µ0µI
!
B
Odϕr
M
d
!
ℓ
Định'lý'dòng'toàn'phần'
3.  Áp(dụng(
!  Đường(cong(không(bao((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
quanh(dòng(điện(
!  Nhiều(dòng(điện(
7/11/15'
1
2
ba
I1
I2
I3
!
B ⋅d
!
ℓ
C( )
!∫ = −I1 + I2 − I3
!
B ⋅d
!
ℓ
C( )
!∫ =
"
B ⋅d
"
ℓ
1a2
∫ +
"
B ⋅d
"
ℓ
2b1
∫
⇒
"
B ⋅d
"
ℓ
C( )
!∫ = 0
Định'lý'dòng'toàn'phần'
3.  Áp(dụng(
!  Đường(cong(bao(quanh(dòng(điện(nhiều(lần(
7/11/15'
!
B ⋅d
!
ℓ
C( )
!∫ = 2µ0µI
!
B ⋅d
!
ℓ
C( )
!∫ = 0
Định'lý'dòng'toàn'phần'
3.  Áp(dụng:(Từ(trường(trong(lòng(cuộn(dây(hình(
xuyến(
7/11/15'
!
B ⋅d
!
ℓ
C( )
!∫ = µ0µ ⋅nI
B dℓ
C( )
!∫ = B ⋅2πR = µ0µ ⋅nI
B =
µ0µ ⋅nI
2πR
n(là(số(vòng(dây(
Định'lý'dòng'toàn'phần'
3.  Áp(dụng:(Từ(trường(của(ống(dây(thẳng(((((((((((((((((((
(từ(trường(của(cuộn(cảm)(
!  Ống(dây(dài(vô(hạn(≡(hình(xuyến(có(bán(kính(bằng(
vô(cùng.(
!  n0(=(n/2πR(là(mật(độ(số(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
vòng(dây(trên(một(đơn((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
vị(độ(dài(của(ống(dây.(
!  Trên(thực(tế(những(ống(dây(có(chiều(dài(lơn(hơn(
khoảng(10(lần(đường(kính(của(nó(có(thể(coi(gần(đúng(
là(có(từ(trường(đều(bên(trong(ống.(
7/11/15'
B = µ0µn0I
Tác'dụng'của'từ'trường'
1.  Lực(Ampere(
!  Thực(nghiệm(cho(thấy(rằng(mọi(dòng(điện(đặt(trong(
từ(trường(đều(chịu(tác(dụng(của(một(lực(từ(gọi(là(lực(
Ampere.(
!  Một(phần(tử(dòng(điện(dài((((((có(cường(độ(I(đặt(trong(
từ(trường(có(cảm(ứng(từ(B(sẽ(chịu(tác(dụng(của(một(
lực(từ(dF(

  Có(phương(vuông(góc(với(mặt(phẳng(chứa(((((((((và((

  Có(chiều(xác(định(theo(quy(tắc(bàn(tay(trái(

  Có(độ(lớn:(((((((((((((((((((((((((((((((((((,(với((((((là(góc(hợp(bởi(hai(véc((((
tơ((((((((((và(
7/11/15'
dℓ
Id
!
ℓ
!
B
dF = dℓ ⋅Bsinα α
Id
!
ℓ
!
B
!
F
!
B
Tác'dụng'của'từ'trường'
1.  Lực(Ampere(
!  Quy(tắc(bàn(tay(trái:(“Đặt(bàn(tay(trái(sao(cho(véc(tơ(
cảm(ứng(từ(hướng(vào(lòng(bàn(tay,(chiều(từ(cổ(tay(
tới(các(ngón(tay(chỉ(chiều(của(dòng(điện(khi(đó(chiều(
của(ngón(tay(cái(choãi(ra(một(góc(90(độ(chỉ(chiều(của(
lực(từ(tác(dụng(lên(dòng(điện”(
7/11/15'
!
B !F
I
I
Tác'dụng'của'từ'trường'
2.  Lực(Lorentz(
!  Giả(sử(có(điện(tích(+q(bay(với(vận(tốc(((((trong(từ(
trường(đều(có(véc(tơ(cảm(ứng(từ((((((,(khi(đó(q(sẽ(chịu(
tác(dụng(của(một(lực(từ(gọi(là(lực(Lorentz(
!  Alpha(là(góc(hợp(bởi(phương(của(véc(tơ(vận(tốc(((((và(
phương(của(véc(tơ(cảm(ứng(từ((
!  Lưu(ý:(

  Chiều(của(dòng(điện(I(là(chiều(chuyển(động(của(điện(tích(
dương,(cùng(chiều(với(vận(tốc(((((nếu(q(dương(và(ngược(lại(

  ((((vuông(góc(với(((((nên(chỉ(làm(thay(đổi(phương(của((
7/11/15'
q = I ⋅ t
!
ℓ = !v ⋅ t
"
#
$
⇒ I ⋅
!
ℓ = q ⋅ !v ⇒ F = BIℓsinα = Bqvsinα
!
v
!
v
!
B
!
B
!
v
!
v
!
v
!
F
Tác'dụng'của'từ'trường'
2.  Lực(Lorentz(
7/11/15'
R
!
B
!
F
!v
R
!v
!
F
!
B
Tác'dụng'của'từ'trường'
3.  Chuyển(động(của(hạt(tích(điện(trong(từ(trường(
7/11/15'
Tác'dụng'của'từ'trường'
4.  Tương(tác(của(hai(dòng(điện(song(song(
!  Dòng(điện(I2(gây(ra(một(từ(trường(xung(quanh(nó(
!  Tại(vị(trí(của(I1(cách(I2(một(khoảng(a(từ(trường(này(
có(phương(vuông(góc(với(I1,(chiều(như(hình(vẽ(và(có(
độ(lớn(bằng(
!  B2(tác(dụng(lên(I1(một(lực(từ(
!  Theo(quy(tắc(bàn(tay(trái,(lực(này(hướng(về(I1(nếu(
hai(dòng(điện(cùng(chiều(và(ngược(lại,(tức(là(chúng(
hút(nhau(nếu(cùng(chiều,(đẩy(nhau(nếu(ngược(chiều(
7/11/15'
B2 =
µ0µI2
2πa
ℓ
I1
a
!
B2 !
F a
I2
F = I1
!
ℓ ×
!
B2 = I1ℓ ×B2 =
µ0µI1I2ℓ
2πa
Tác'dụng'của'từ'trường'
5.  Công(của(lực(từ(
7/11/15'
(((((((((((((((((((((,(là(phần(diện(tích(mà(dây(dẫn(quét(
được(trong(quá(trình(chuyển(động;((((((((((là(từ(
thông(gửi(qua(dS.(
( )
M
M
dIdA
dSBddSBIdA
dx90sinBIddxFdA
Φ⋅=
⇓
⋅=Φ⋅⋅=
⋅°⋅⋅=⋅= ℓ
dxddS ⋅= ℓ
MdΦ
B
!
xd
!
F
!
ℓ
I
Tác'dụng'của'từ'trường'
6.  Động(cơ(điện(
!  Cặp(lực(từ(tác(dụng(lên(khung(dây(dẫn;(Động(cơ(điện(
7/11/15'
B
!
A
B C
D
N S
Hiện'tượng'cảm'ứng'điện'từ'
1.  Thí(nghiệm(Faraday(
!  Khi(nam(châm((ống(dây(có(dòng(điện)(chuyển(động(
có(dòng(điện(xuất(hiện(chạy(qua(điện(kế(
7/11/15'
1
2 2
1
Hiện'tượng'cảm'ứng'điện'từ'
2.  Phân(tích(thí(nghiệm(
!  Nam(châm(dịch(chuyển,(ống(dây(có(dòng(điện(dịch(
chuyển.(
!  Thay(đổi(dòng(điện(hoặc(dịch(chuyển(lõi(sắt(thì(từ(
thông(qua(ống(dây(1(biến(thiên.(Ngoài(ra(không(còn(
một(biết(đổi(nào(khác(trong(ống(dây(1.(
!  Đảo(chiều(của(nam(châm(hay(ống(dây(thì(kim(điện(kế(
dịch(chuyển(theo(hướng(ngược(lại.(
!  Độ(lệch(của(kim(điện(kế(phụ(thuộc(vào(tốc(độ(di(
chuyển(của(các(thanh(nam(châm(và(ống(dây(1.(
!  Mọi(sự(dịch(chuyển(đều(dẫn(dến(sự(thay(đổi(của(từ(
thông(gửi(qua(ống(dây.(
7/11/15'
Hiện'tượng'cảm'ứng'điện'từ'
3.  Kết(luận(của(Faraday(
!  Sự(biến(đổi(của(từ(thông(gửi(qua(mạch(kín(là(nguyên(
nhân(sinh(ra(dòng(điện(cảm(ứng(trong(mạch(đó(
!  Dòng(điện(cảm(ứng(chỉ(tồn(tại(khi(từ(thông(gửi(qua(
mạch(kín(thay(đổi(
!  Cường(độ(của(dòng(điện(cảm(ứng(tỉ(lệ(thuận(với(tốc(
độ(biến(đổi(của(từ(thông(gửi(qua(mạch(
4.  Khái(niệm(
!  Vậy(“hiện(tượng(cảm(ứng(điện(từ(là(hiện(tượng(xuất(
hiện(suất(điện(động(cảm(ứng(trong(một(mạch(điện(
khi(từ(thông(qua(mạch(đó(biến(thiên”.(
7/11/15'
Hiện'tượng'cảm'ứng'điện'từ'
5.  Định(luật(Lens(
!  “Dòng(điện(cảm(ứng(phải(có(chiều(sao(cho(từ(trường(
mà(nó(sinh(ra(có(tác(dụng(chống(lại(nguyên(nhân(
sinh(ra(nó”.(
!  Nếu(từ(thông(qua(mạch(kín(tăng(thì(từ(trường(cảm(
ứng(ngược(chiều(với(từ(trường(gây(ra(nó.(
!  Nếu(từ(thông(qua(mạch(kín(giảm(thì(từ(trường(cảm(
ứng(cùng(chiều(với(từ(trường(gây(ra(nó.(
7/11/15'
!
B0
!
Bc
Ic
!
B0
!
Bc
Ic
Hiện'tượng'cảm'ứng'điện'từ'
6.  Suất(điện(động(cảm(ứng(
!  Giả(sử(có(một(vòng(dây(dẫn(kín(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
dịch(chuyển(trong(một(từ(trường(((((((((((((((((((((((((((((((((((
không(đều(sao(cho(từ(thông(qua(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
vòng(dây(thay(đổi(gây(ra(một(suất((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
điện(động(cảm(ứng(trong(vòng(dây.(
!  Gọi(dA(là(công(của(lực(từ(tác(dụng(lên(vòng(dây(trong(
khoảng(thời(giàn(dt,(khi(đó(
!  Theo(định(luật(Lens(công(của(lực(từ(cản(trở(sự(dịch(
chuyển(của(vòng(dây(cho(nên(để(dịch(chuyển(vòng(
dây(ta(cần(phải(tốn(một(công(dA’(bằng(công(dA(về(trị(
số.(
7/11/15'
1
2
dA = IcdΦM
dA' = −dA = −IcdΦM
Hiện'tượng'cảm'ứng'điện'từ'
6.  Suất(điện(động(cảm(ứng(
!  Mặt(khác(theo(địn(luật(bảo(toàn(năng(lương,(công(cơ(
học(dA’(được(chuyển(thành(năng(lượng(của(dòng(
cảm(ứng.(Nếu(gọi(ξc(là(suất(điện(động(cảm(ứng(thì(
năng(lượng(của(dòng(cảm(ứng(sinh(ra(trong(khoảng(
thời(gian(dt(là:(
!  Vậy(
(
!  “Suất(điện(động(cảm(ứng(luôn(bằng(về(trị(số(nhưng(
trái(dấu(với(tốc(dộ(biến(thiên(của(từ(thông(gửi(qua(
diện(tích(của(mạch(điện”.(
7/11/15'
dEc = ξcIcdt = dA'
dA' = −dA⇔ ξcIcdt = −Ic ⋅dΦM
⇒ ξc = −
dΦM
dt
Hiện'tượng'cảm'ứng'điện'từ'
7.  Một(vài(ứng(dụng(
7/11/15'
Hiện'tượng'tự'cảm'
1.  Thí(nghiệm(
!  Mạch(điện(1:(Đèn(sáng(tối(bình((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
thường(khi(đóng(ngắt(khó(K(
!  Mạch(điện(2:(Đóng(khóa(K(đèn(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
sáng(từ(từ,(ngắt(khóa(K(đèn(tắt((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
từ(từ.(Khi(đóng(khóa(K(kim(điện((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
kế(lệch(về(a,(khi(ngắt(khóa(K(kim(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
điện(kế(lệch(về(b(trước(khi(quay(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
trở(lại(vị(trí(cân(bằng(0(
!  Kết(luận:(Rõ(ràng(khi(ngắt(khóa(K(đã(có(một(dòng(
điện(xuất(hiện(trong(mạch(làm(đèn(vụt(tắt(và(làm(
kim(điện(kế(lệch(về(bị(trí(b(trước(khi(quay(trở(về(0(
7/11/15'
Đ
Đ R
Hình'1'
'
'
'
'
'
Hình'2'
K
L
K
b 0 a 
Hiện'tượng'tự'cảm'
2.  Giải(thích(
!  Bật(khóa(K,(i(tăng(=>(Φm(gửi(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
qua(ống(dây(L(tăng(=>(xuất(hiện(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
dòng(điện(tự(cảm(ic(trong(mạch(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
có(chiều(chống(lại(việc(tăng(i((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
=>(cuộn(cảm(L(tích(trữ(một(phần(năng(lượng(dưới(
dạng(năng(lượng(từ(trường(làm(đén(sáng(từ(từ.(
!  Ngắt(khóa(K,(i!giảm(=>(Φm(gửi(qua(ống(dây(L(giảm(=>(
xuất(hiện(dòng(điện(tự(cảm(ic(trong(mạch(có(chiều(
chống(lại(việc(giảm(i(=>(cuộn(L(giải(phóng(năng(
lượng(tích(trữ(làm(đèn(tắt(từ(từ.(
7/11/15'
Đ L
K
b 0 a 
Hiện'tượng'tự'cảm'
3.  Định(nghĩa(
!  Hiện(tượng((tự(cảm(là(hiện(tượng(xuất(hiện(dòng(
điện(cảm(ứng(do(chính(sự(thay(đổi(của(dòng(điện(
đang(chạy(trong(mạch(gây(ra(
4.  Suất(điện(động(tự(cảm(
!  “Trong(mạch(điện(đứng(yên(và(không(thay(đổi(hình(dạng,(
suất(điện(động(tự(cảm(luôn(tỉ(lệ(thuận(nhưng(trái(dấu(với(
tốc(độ(biến(thiên(cường(độ(dòng(điện(trong(mạch”.(
7/11/15'
ξtc = −
dΦM
dt
; mà ΦM ~ i
L(là(hệ(số(tự(cảm(của(ống(dây,(đơn(vị(henri((H)(
ΦM = Li ⇒ ξtc = −L
di
dt
1.  Năng(lượng(của(ống(dây((cuộn(cảm)(
!  Đóng(khóa(K(dòng(điện(tăng(từ((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
từ(do(xuất(hiện(dòng(điện(tự(cảm(((((((((((((((((((((((((((((((((((
trong(mạch,(dòng(điện(này(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
ngược(chiều(với(dòng(điện(do((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
nguồn(phát(ra.(Nhiệt(lượng(tỏa(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
ra(trên(điện(trở(R(nhỏ(hơn(((((((((.(
!  Ngắt(khóa(K,(dòng(điện(giảm(từ((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
từ(=>(có(một(năng(lượng(dự(trữ((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
ở(đâu(đó(được(giải(phóng(ra(làm((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
tỏa(nhiệt(trên(điện(trở(R(dù(mạch(((((((((((((((((((((((((((((((((((
hở.(
Năng'lượng'từ'trường'
7/11/15'
I0
Đóng(K(
I0
Ngắt(K(
K
LR
I0
2Rt
1.  Năng(lượng(của(ống(dây((cuộn(cảm)(
!  Áp(dụng(định(luật(Ohm(
!  Nhân(hai(vế(với(idt(
!  =>(Năng(lượng(từ(trường(
!  Trong(cả(quá(trình(
Năng'lượng'từ'trường'
7/11/15'
I0
Đóng(K(
I0
Ngắt(K(
K
LR
ε + εtc = iR; εtc = −L
di
dt
⇒ ε − L
di
dt
= iR
⇒ εidt − Lidi = i 2Rdt
dWm = −Lidi
Wm = dWm∫ = − Li di
0
I0
∫ = 1
2
Li2
Năng'lượng'từ'trường'
2.  Năng(lượng(từ(trường(
!  Năng(lượng(từ(trường(
!  Năng(lượng(này(tồn(tại(trong(khoảng(không(gian(có(
từ(trường((tức(là(chỉ(tồn(tại(trong(thể(tích(của(ống(
dây)(
!  Mật(độ(năng(lượng(từ(trường(
7/11/15'
Wm =
1
2
Li2
ωm =
Wm
V
=
1
2
Li2 ⋅
1
ℓ ⋅S
=
1
2
µ0µ
n2S
ℓ
"
#
$
%
&
'i
2 ⋅
1
ℓ ⋅S
=
1
2
µ0µ
n2
ℓ2
i 2
B = µ0µ
n
ℓ
i ⇒ωm =
1
2
B2
µ0µ
Năng'lượng'từ'trường'
2.  Năng(lượng(từ(trường(
!  Từ(trường(mang(năng(lượng.(
!  Năng(lượng(từ(trường(định(sứ(trong(khoảng(không(
gian(có(từ(trường((khoảng(không(gian(giới(hạn(bởi(
thể(tích(của(ống(dây)(
!  Mật(độ(năng(lượng(từ(trường(
!  Biểu(thức(này(áp(dụng(cho(một(từ(trường(bất(kỳ.(
7/11/15'
ωm =
1
2
B2
µ0µ
Hết'chương'10'
7/11/15'