Bài 21: Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt

Theo quy tắc nắm tay phải, dòng điện trong dây dẫn có chiều từ phải sang trái như hình vẽ.

Do hai dây dẫn mang dòng điện cùng chiều nên vị trí mà tại điểm đó có cảm ứng từ tổng hợp bằng 0 phải nằm trên đoạn O1O2 như hình 21.5

Ta có: 

Suy ra B1 = B2 mà I1 = I2

Vây tại trung điểm của đoạn O1O2 thì cảm ứng từ tổng hợp bằng không.

- Cảm ứng từ tại một điểm:

    + Tỉ lệ với cường độ dòng điện I gây ra từ trường;

    + Phụ thuộc dạng hình học của dây dẫn;

    + Phụ thuộc vào vị trí của điểm đang xét;

    + Phụ thuộc vào môi trường xung quanh.

Cảm ứng từ tại một điểm M trong từ trường của dòng điện thẳng dài được tính bằng công thức:

Khi điểm ấy dịch chuyển song song với dây thì B không thay đổi vì khoảng cách từ điểm đó đến dòng điện không đổi.

Cảm ứng từ tại một điểm M trong từ trường của dòng điện thẳng dài được tính bằng công thức:

Khi điểm ấy dịch chuyển vuông góc với dây thì B:

   + Tăng dần nếu điểm dịch chuyển đến gần dây dẫn do r giảm

   + giảm dần nếu điểm đó dịch chuyển ra xa dây dẫn do r tăng

Cảm ứng từ tại một điểm M trong từ trường của dòng điện thẳng dài được tính bằng công thức:

Khi điểm ấy dịch chuyển theo một đường sức từ xung quanh dây thì B Không đổi vì khoảng cách từ điểm đó đến dòng điện không đổi.

Cảm ứng từ tại một điểm M trong từ trường của dòng điện thẳng dài được tính bằng công thức:

Khi điểm ấy dịch chuyển theo một đường sức từ xung quanh dây thì B Không đổi vì khoảng cách từ điểm đó đến dòng điện không đổi.

Độ lớn cảm ứng từ tại tâm một dòng điện

=> B tỉ lệ với cường độ dòng điện.

Đáp án: A

Cảm ứng từ trong lòng ống dây điện hình trụ là đồng đều.

Đáp án: C

Cảm ứng từ bên trong ống 1

Cảm ứng từ bên trong ống 2

Vậy B2 > B1

Cảm ứng từ tại O2 do dòng điện I1 gây ra:

Cảm ứng từ tại O2 do dòng điện I2 gây ra:

Cảm ứng từ tổng hợp tại O2: 

   + Trường hợp dòng điện trong vòng dây thứ hai chạy theo chiều kim đồng hồ (như hình 21.6a)

Khi này  nên: B = B1 + B2 = 7,28.10-6 (T) B có phương vuông góc với mặt phẳng chứa hai dòng điện, chiều hướng vào.

   + Trường hợp dòng điện trong vòng dây thứ hai chạy ngược chiều kim đồng hồ (như hình 21.6b).

Khi này  nên: B = B2 - B1 = 5,28.10-6 (T)

B có phương vuông góc với mặt phẳng chứa hai dòng điện, chiều hướng ra (cùng chiều với B2).

Gọi M là điểm mà tại đó cảm ứng từ tổng hợp bằng 0.

Ta có: 

Suy ra:  và B1 = B2

Do đó tập hợp những điểm M cần tìm phải nằm trên mặt phẳng chứa hai dây dẫn I1 và I2.

Từ hình 21.5:

   + Nếu M nằm ngoài khoảng cách giữa dây (1) và dây (2) thì:  ⇒ loại.

   + Nếu M nằm giữa khoảng cách dây (1) và dây (2) thì:  nhận trường hợp này.

Do I1 > I2 nên điểm M nằm gần dây (2) hơn.

Ta có: r1 + r2 = 50cm (∗)

Thay (∗∗) vào (∗) ta tìm được r1 = 30cm và r2 = 20cm

Vậy: tập hợp những điểm M có B = 0 là đường thẳng thuộc mặt phẳng chứa dây (1) và dây (2), nằm giữa dây (1) và dây (2), cách dây I1 30cm, dây I2 20cm

Đáp án: cách dây thứ nhất 30cm