.

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

06/08/2022 11:14 +07 - Lượt xem: 118041

Từ trường là khái niệm được dùng nhiều trong lĩnh vực vật lý với những đặc điểm tính chất riêng. Dựa vào hiện tượng vật lý này con người có thể nghiên cứu các ứng dụng khác nhau phục vụ trong đời sống, sản xuất. Để giúp bạn hiểu rõ hơn về chủ đề này, AME Group sẽ chia sẻ cho bạn những thông tin hữu ích trong bài viết dưới đây. Hãy cùng theo dõi ngay nhé!

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:

  • Chuẩn bị: 1 cuộn dây dẫn điện, 1 la bàn (nam châm), nguồn điện 5V, biến trở
  • Thực hiện: Mắc cuộn dây qua một biến trở sau đó lắp vào nguồn điện 1 chiều
  • Kết quả: Khi có nguồn điện đi qua quan sát thấy la bàn lệch đi ⇒ Cuộn dây sinh ra từ trường và la bàn định hướng theo từ trường của cuộn dây.

⇒ 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:

Công thức tính từ trường trong dây dẫn dài

Trong đó:

  • B: Cảm ứng từ (T)
  • I: Cường độ dòng điện (A)
  • r: Khoảng cách từ dòng điện đến vị trí ta cần xét (m)

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

Từ trường dòng điện chạy trong dây dẫn uốn vòng tròn

Trong đó:

  • B: Cảm ứng từ (T)
  • I: Cường độ dòng điện (A)
  • R: Bán kính vòng dây mang dòng điện(m)

Từ trường trong khung dây tròn có N vòng quấn:

Từ trường trong khung dây tròn có N vòng quấn

Trong đó:

  • B: Cảm ứng từ (T)
  • I: Cường độ dòng điện (A)
  • R: Bán kính vòng dây mang dòng điện (m)
  • N: Số vòng dây

Từ trường của dòng điện trong ống dây hình trụ:

Từ trường của dòng điện trong ống dây hình trụ

Trong đó:

  • B: Cảm ứng từ (T)
  • I: Cường độ dòng điện (A)
  • N: Tổng số vòng dây
  • l: Chiều dài ống dây (m)
  • n = N.l : số vòng dây quấn trên một đơn vị dài của ống dây

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 trong các thiết bị máy móc như máy phát điện, các loại động cơ điện
  • Sử dụng trong các máy điện tính như máy biến áp, tụ điện,….
  • Sử dụng để hút sắt như nam châm điện trong cần cẩu thép, cuộn rơ le, cuộn dây đóng mở van điện tử,…
  • Dụng cụ đo đạc và thăm dò tín hiệu, phát tín hiệu sử dụng như micro loa, dò phát ra âm thanh, bộ cảm biến đo lường độ rung, độ chấn động, còn điện, chuông báo nước,…
  • Sử dụng trong các vật chuyển động như đệm trong xe lửa cao tốc, bộ cản dịu bên trong các đồng hồ đo đạc,…
  • Ứng dụng tạo ra sóng điện từ phát minh ra radio, TV, điện thoại di động và nhiều công nghệ hiện đại ngày nay,…
  • Ứng dụng trong các thiết bị y tế giúp điều trị, cứu, chữa bệnh cho con người,…

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 xuất hiện ở bên ngoài nam châm có hình cong đối xứng qua trục nam châm, hướng đi từ cực Bắc vào cực Nam. Càng gần thanh nam châm thì đường sức từ càng dày và mạnh hơn.

Đường sức từ của nam châm thẳng

Đường sức từ của nam châm thẳng

  • Đường sức từ của nam châm chữ U: Đường sức từ bên ngoài thanh nam châm, có dạng đường cong, đối xứng qua trục chữ U của nam châm, chiều từ Bắc vào Nam. Đường sức từ càng mau hơn khi tiến gần phía đều nam châm.

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 là những đường tròn nằm trong mặt phẳng và vuông góc với dòng điện, có tâm nằm trên dòng điện. Xác định chiều của đường sức từ thông qua quy tắc bàn tay phải: “Đặt bàn tay phải sao cho ngón cái trùng với phương của dây dẫn và chỉ theo chiều dòng điện, các ngón còn lại khum theo chiều các đường sức từ”.

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:

  • Mỗi điểm trong không gian chỉ có duy nhất 1 đường sức từ
  • Các đường sức từ là đường cong khép kín hoặc đường thẳng dài vô hạn ở 2 đầu
  • Chiều của đường sức từ thông qua quy tắc bàn tay phải và quy tắc ra Bắc vào Nam
  • Quy ước các đường sức từ mạnh thì sẽ có độ mau và sát vào nhau, càng yếu thì đường sức từ thưa và yếu hơn.

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!

 




Bài xem nhiều


  •  
     
    10/03/2025 | Tin chuyên ngành

    Rơ le thời gian có vai trò quan trọng để đảm bảo an toàn cho người dùng trong trường hợp hệ thống điện bị quá tải. Tuy nhiên, thiết bị vẫn chưa được nhiều người biết tới cũng như chưa hiểu rõ về đặc điểm. Trong bài viết sau AME Group sẽ chia sẻ những thông tin hữu ích về thiết bị điện này. Từ đó, giúp bạn đọc trang bị thêm kiến thức để sử dụng sản phẩm chất lượng cho công trình của mình.


  •  
     
    07/03/2025 | Tin chuyên ngành

    Ổ cắm 3 lỗ có nhiệm vụ kết nối nguồn điện với các thiết bị điện để duy trì hoạt động của thiết bị. Tuy nhiên, nhiều người tiêu dùng chưa hiểu rõ về sản phẩm này cũng như điểm khác biệt với ổ cắm 2 lỗ. Cùng AME Group tìm hiểu chi tiết về thiết bị điện này trong bài viết sau.


  •  
     
    06/03/2025 | Tin chuyên ngành

    Ổ cắm điện âm tường là một thiết bị phổ biến, xuất hiện tại mọi công trình xây dựng để cung cấp điện năng cho các thiết bị điện. Vậy sản phẩm này có những đặc điểm nổi bật nào? Lựa chọn sản phẩm như thế nào để cho phù hợp? AME Group sẽ giải đáp chi tiết trong bài viết sau đây.


  •  
     
    03/03/2025 | Tin chuyên ngành

    Rơ le trung gian là thiết bị điện được ứng dụng phổ biến trong các hệ thống điện công nghiệp, điện dân dụng. Thiết bị có chức năng điều khiển tải tương đối mạnh và cung cấp cách ly điện giữa các mạch. Trong bài viết sau đây, AME Group sẽ chia sẻ mọi vấn đề xung quanh linh kiện này để bạn đọc có thêm thông tin hữu ích.


  •  
     
    27/02/2025 | Tin chuyên ngành

    Công tắc 2 cực là một loại vật dụng đang được ưa chuộng nhất trên thị trường hiện nay. Thế nhưng bạn đã thật sự hiểu rõ ngọn ngành về loại công tắc này chưa? Hãy cùng AME Group tìm hiểu chi tiết ngay trong bài viết sau đây nhé!


  •  
     
    26/02/2025 | Tin chuyên ngành

    Băng dính gai là dòng sản phẩm đặc biệt với những ứng dụng đa dạng. Sản phẩm mang lại nhiều sự tiện lợi cho người sử dụng. Vậy dòng sản phẩm này có những ưu điểm và nhược điểm như thế nào? Ứng dụng phổ biến trong những lĩnh vực nào hiện nay? AME Group sẽ giải đáp chi tiết thắc mắc trong bài viết sau.


  •  
     
    25/02/2025 | Tin chuyên ngành

    Dimmer là thiết bị quan trọng trong hệ thống điện nói chung và hệ thống đèn điện chiếu sáng nói riêng. Sản phẩm sở hữu nhiều ưu điểm nổi bật, hiện đang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của đời sống. AME Group sẽ chia sẻ thêm những thông tin chi tiết và hữu ích về sản phẩm trong bài viết sau đây.


  •  
     
    24/02/2025 | Tin chuyên ngành

    Ổ cắm điện kêu rè rè tưởng chừng như vô hại nhưng lại tiềm ẩn nhiều nguy hiểm cho người dùng và hệ thống mạch điện. AME Group sẽ chia sẻ chi tiết về vấn đề này và cách khắc phục hiệu quả giúp bạn sử dụng dòng điện an toàn trong bài viết sau.