Từ trường

Một trường không tác dụng lên vật gì đứng yên

• Giữ một điện tích đứng yên bên cạnh nam châm mạnh thì hoàn toàn không có hiện tượng gì xảy ra. Không có lực, không có đẩy, chẳng có gì cả.
• Cho cùng điện tích đó chuyển động thì nó đột ngột bị đẩy lệch sang ngang, vuông góc với cả hướng chuyển động của nó lẫn hướng của trường.
• Sự chọn lọc này chính là điều làm cho từ trường khác với điện trường, và đây là điều đầu tiên giám khảo yêu cầu bạn nêu ra.
• Bài học này nói về từ trường là gì, những thứ tạo ra nó, và các mô hình đường sức từ mà bạn phải biết cách vẽ.

Từ trường là gì

• Từ trường là vùng không gian nơi lực tác dụng lên một điện tích chuyển động, một dây dẫn mang dòng điện hoặc một vật liệu từ tính.
• Bộ tiêu chuẩn chấm điểm yêu cầu từ force (lực) và một trong ba đối tượng trên. "Vùng không gian quanh nam châm" nếu viết riêng lẻ sẽ không được điểm.
• Hãy chú ý điều đang thiếu: một điện tích ở trạng thái đứng yên hoàn toàn không cảm nhận được lực từ nào. Điện trường tác dụng lên mọi điện tích; từ trường thì kén chọn.

Những thứ tạo ra từ trường

• Các điện tích chuyển động, thực tế là một dòng điện chạy trong dây dẫn.
• Nam châm vĩnh cửu, nơi mà từ trường đến từ các dòng điện nguyên tử nhỏ bé bên trong vật liệu.
• Đó thực chất là cùng một nguyên nhân nền tảng. Nam châm vĩnh cửu cũng là dòng điện di chuyển, chỉ là ở quy mô nguyên tử mà thôi.

Các vụn sắt biến một từ trường vô hình thành thứ bạn có thể chụp ảnh

Các đường trường

• Bên ngoài nam châm, đường sức từ đi từ Bắc (N) sang Nam (S), và từ Nam sang Bắc bên trong nó, nên chúng luôn tạo thành vòng khép kín.
• Các đường sức không bao giờ cắt nhau, và các đường gần nhau hơn nghĩa là trường mạnh hơn. Mỗi đường sức đều mang một mũi tên.
• Các đường sức dày đặc nhất, tức là gần nhau nhất, nằm ở khu vực cực từ.

Vòng khép kín, tập trung đông đúc tại các cực

Ví dụ minh họa: Vẽ từ trường của dây dẫn thẳng

Các mẫu cần biết

• Nam châm thanh: đường cong từ N sang S bên ngoài, dày đặc nhất ở các cực.
• Dây dẫn thẳng dài: các vòng tròn đồng tâm, khoảng cách mở rộng theo khoảng cách.
• Cuộn dây tròn phẳng: các vòng quanh hai mép cộng hưởng thông qua tâm, nên từ trường ở đó vuông góc với mặt phẳng của cuộn dây và mạnh nhất tại tâm. Nhìn từ một mặt, cuộn dây giống như cực Bắc, nhìn từ mặt kia giống như cực Nam.
• Cuộn ống dài (solenoid): nhiều cuộn dây như vậy xếp liền kề, nên từ trường bên trong gần như đều và song song với trục, giống như nam châm thanh kéo dài, và nó suy giảm nhanh chóng bên ngoài.

Phân bố đều ở giữa, và từ trường của nam châm ở hai đầu

Lõi sắt

• Việc đặt một lõi sắt, hay bất kỳ vật liệu sắt từ nào bên trong solenoid sẽ làm tăng cường từ trường rất lớn.
• Lý do, và đây là đáp án đạt điểm tối đa: lõi sẽ bị từ hóa bởi từ trường của solenoid, và từ trường riêng của nó cộng thêm vào từ trường của dòng điện.
• Đây là lý do tại sao nam châm điện và máy biến áp được chế tạo quanh lõi sắt thay vì không khí.

Điểm số dễ mất

Bạn đã nắm vững