Bài giảng Lý thuyết trường điện từ: Lực từ và điện cảm

Bài giảng Lý thuyết trường điện từ: Lực từ và điện cảm trình bày các nội dung chính sau: lực tác dụng lên điện tích chuyển động, lực tác dụng lên nguyên tố dòng, lực và momen tác dụng lên một mạch kín, cường độ phân cực từ và từ thẩm, điều kiện bờ từ trường, mạch từ, điện cảm và hỗ cảm. Đây là tài liệu tham khảo dành cho sinh viên ngành Điện - điện tử.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Lý thuyết trường điện từ: Lực từ và điện cảm Nguy n Công PhươngLý thuy t trư ng ñi n t L c t & ñi n c m N i dung1. Gi i thi u2. Gi i tích véctơ3. Lu t Coulomb & cư ng ñ ñi n trư ng4. D ch chuy n ñi n, lu t Gauss & ñive5. Năng lư ng & ñi n th6. Dòng ñi n & v t d n7. ði n môi & ñi n dung8. Các phương trình Poisson & Laplace9. T trư ng d ng10. L c t & ñi n c m11. Trư ng bi n thiên & h phương trình Maxwell12. Sóng ph ng13. Ph n x & tán x sóng ph ng14. D n sóng & b c x L c t & ñi n c m 2 L c t & ñi n c m• L c tác d ng lên ñi n tích chuy n ñ ng• L c tác d ng lên nguyên t dòng• L c gi a các nguyên t dòng• L c & mô men tác d ng lên m t m ch kín• Cư ng ñ phân c c t & t th m• ði u ki n b t trư ng• M ch t• ði n c m & h c m L c t & ñi n c m 3 L c tác d ng lên ñi n tích chuy n ñ ng (1)• Trong ñi n trư ng: F = QE• L c (ñi n) này trùng v i hư ng c a ñi n trư ng• Trong t trư ng: F = Qv B• L c (t ) này vuông góc v i v n t c v c a ñi n tích & v i cư ng ñ t c m B• Trong ñi n t trư ng: F = Q(E + v B)• (l c Lorentz) L c t & ñi n c m 4Ví d L c tác d ng lên ñi n tích chuy n ñ ng (2)M t ñi n tích ñi m Q = 18 nC có v n t c 5.106 m/s theo hư ng av = 0,04ax – 0,05ay + 0,2az.Tính ñ l n c a l c tác d ng lên ñi n tích do các trư ng sau gây ra:a) B = –3ax + 4ay + 6az mT; b) E = –3ax + 4ay + 6az kV/m; c) c B & E. FB = Qv × B av 6 0, 04a x − 0, 05a y + 0, 2a z v=v = 5.10 av 0, 042 + 0, 052 + 0, 22 = 5.106 (0,19a x − 0, 24a y + 0,95a z ) m/ s ax ay az ax ay az→ FB = Qv × B = Q vx vy vz = 18.10−9.5.106 0,19 −0, 24 0,95 Bx By Bz −3 4 6 = −0, 47a x − 0,36a y + 0, 0036a z mN→ FB = FB = 0, 47 2 + 0,362 + 0, 00362 = 0,5928 mN L c t & ñi n c m 5Ví d L c tác d ng lên ñi n tích chuy n ñ ng (3)M t ñi n tích ñi m Q = 18 nC có v n t c 5.106 m/s theo hư ng av = 0,04ax – 0,05ay + 0,2az.Tính ñ l n c a l c tác d ng lên ñi n tích do các trư ng sau gây ra:a) B = –3ax + 4ay + 6az mT; b) E = –3ax + 4ay + 6az kV/m; c) c B & E. FE = QE = 18.10−9 (−3a x + 4a y + 6a z ) kN FB = 0,5928 mN→ FE = FE = 18.10−9 32 + 42 + 62 = 0,1406 mN FEB = Q (E + v × B) = FE + FB = 18.10−6 (−3a x + 4a y + 6a z ) + + (−0, 47a x − 0,36a y + 0, 0036a z ).10−3 = −0,53a x − 0, 29a y + 0,11a z mN → FEB = FEB = 0,532 + 0, 292 + 0,112 = 0, 6141 mN L c t & ñi n c m 6 L c t & ñi n c m• L c tác d ng lên ñi n tích chuy n ñ ng• L c tác d ng lên nguyên t dòng• L c gi a các nguyên t dòng• L c & mô men tác d ng lên m t m ch kín• Cư ng ñ phân c c t & t th m• ði u ki n b t trư ng• M ch t• ði n c m & h c m L c t & ñi n c m 7 L c tác d ng lên nguyên t dòng (1) B B – + – FQ + FQ – + + – – + + –+ + + – – – I I Hi u ng Hall L c t & ñi n c m 8 L c tác d ng lên nguyên t dòng (2)• L c tác d ng lên nguyên t ñi n tích: dF = dQv B• N u xét m t h t ñi n tích ch y trong m t v t d n, l c s tác d ng lên v t d n• Ch xét các l c tác d ng lên các v t d n có dòng ñi n• ðã bi t: dQ = ρvdv (chú ý dv là vi phân th tích) → dF = ρvdvv B• M t khác: J = ρvv → dF = J Bdv L c t & ñi n c m 9L c tác d ng lên nguyên t dòng (3) dF = J × Bdv Jdv = IdL → dF = IdL × B → F = ∫ J × Bdv = ∫ IdL × B = − I ∫ B × dL Vð i v i m t dây d n th ng, ñ t trong t trư ng ñ u: F = IL × B F = BIL sin θ L c t & ñi n c m 10Ví d L c tác d ng lên nguyên t dòng (4)Tính l c tác d ng lên vòng dây. z I 10 ...