Bài giảng Điện động lực: Từ trường tĩnh - TS. Ngô Văn Thanh

Bài giảng "Điện động lực: Từ trường tĩnh" trình bày các nội dung: Định luật lực Lorentz, định luật Biot-Savart, biểu diễn vi phân của từ trường tĩnh, thế vector của từ trường. Tham khảo nội dung bài giảng để nắm bắt nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Điện động lực: Từ trường tĩnh - TS. Ngô Văn ThanhĐIỆN ĐỘNG LỰC TS. Ngô Văn Thanh Viện Vật Lý Hà Nội - 20152 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2015 Tài liệu tham khảo [1] David J. Griffiths (2013), Introduction to electrodynamics, Pearson Education. [2] Nguyễn Văn Thỏa (1978), Điện động lực học, NXB ĐH và THCN [3] Đào Văn Phúc (1978), Điện động lực học, NXB GD. [4] Nguyễn Hữu Mình (1983), Bài tập Vật lý lý thuyết, NXB GD [5] Nguyễn Phúc Thuần (1996), Điện động lực học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội [6] Nguyễn Hữu Chí (1998), Điện động lực học, Tủ sách trường ĐHKH Tự nhiên Tp HCM [7] Võ Tình, Giáo trình Điện động lực học, ĐHSP Huế. Website : http://iop.vast.ac.vn/~nvthanh/cours/diendongluc/ Email : nvthanh@iop.vast.ac.vn3 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2015 TỪ TRƯỜNG TĨNH 1. Định luật lực Lorentz 2. Định luật Biot-Savart 3. Biểu diễn vi phân của từ trường tĩnh 4. Thế vector của từ trường4 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2015 1. Định luật lực Lorentz Từ trường Ký hiệu :  Đơn vị đo Tesla (T) Lực từ  Tác dụng lên điện tích Q làm cho điện tích này chuyển động với vận tốc  Định luật lực Lorentz khi có mặt của các điện và từ trường  Chú ý: Lực từ không sinh công, chỉ làm thay đổi hướng chuyển động của điện tích mà không làm thay đổi độ lớn của vận tốc. • Xét điện tích Q dịch chuyển một đoạn • Tính công5 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2015 1. Định luật lực Lorentz Dòng Đơn vị : ampere (A) = coulomb / giây (C/s)  Xét điện tích dây  dịch chuyển với vận tốc v  Lực từ trường tác dụng lên đoạn dây  Vì và có cùng hướng nên  Trong trường hợp dòng không thay đổi6 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2015 1. Định luật lực Lorentz Điện tích chảy trên bề mặt  Xét một dải băng vô cùng nhỏ với độ rộng  Định nghĩa mật độ dòng bề mặt  Định nghĩa khác  Trong trường hợp tổng quát Điện tích phân bố trong không gian 3 chiều  Định nghĩa mật độ dòng khối  Hoặc  Cuối cùng ta có7 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2015 1. Định luật lực Lorentz Phương trình liên tục Biến đổi biểu thức cho dòng toàn phần xuyên qua mặt S : Lượng điện tích đi ra khỏi thể tích V trong một đơn vị thời gian: Do điện tích là bảo toàn, nên lượng điện tích đi ra phải bằng lượng điện tích mất đi trong thể tích đó Cuối cùng ta có phương trình liên tục Tổng quát hóa  Với8 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2015 2. Định luật Biot-Savart Dòng không đổi Từ trường không đổi theo thời gian  dòng liên tục chảy mãi không dừng:  Khi dòng không đổi chảy trong dây dẫn thì cường độ điện trường là như nhau  Từ phương trình liên tục ta có Từ trường của dòng không đổi Định luật Biot-Savart  Độ từ thẩm  Từ trường của dòng bề mặt và dòng khối9 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2015 3. Biểu diễn vi phân của từ trường tĩnh Dòng tuyến tính Xét dòng qua một dây dẫn thẳng dài vô hạn  Từ trường xung quanh dây giới hạn bởi một đường vòng bán kính s Xét dây có dạng hình trụ • Yếu tố độ dài trong hệ tọa độ trụ • Thay vào biểu thức tích phân10 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2015 3. Biểu diễn vi phân của từ trường tĩnh Xét từ trường của một bó dây dẫn thẳng  Ienc : dòng toàn phần giới hạn bởi đường lấy tích phân  Nếu như dòng điện tích được thể hiện bởi mật độ dòng khối J  Áp dụng định lý Stokes  Ta có  Curl của từ trường11 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2015 3. Biểu diễn vi phân của từ trường tĩnh Divergence và curl của từ trường Xuất phát từ định luật Biot-Savart  Quy ước các ký hiệu • Vector vị trí • Từ trường • Mật độ dòng • Khoảng cách • Yếu tố thể tích12 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2015 3. Biểu diễn vi phân của từ trường tĩnh  Viết lại biểu thức từ trường Áp dụng divergence vào biểu thức trên, ta có  Sử dụng quy tắc cho phép tính tích các vector  Vì ...