CHƯƠNG III
CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ &
TRƯỜNG ĐIỆNTỪ
1.Hiệntượng cảm ứng điệntừ
TRƯỜNG

ĐIỆN

TỪ
2.Hiệntượng tự cảm
3.Năng lượng từ trường
4
Luận
điểm
1
của
Maxwell
4
.
Luận
điểm
1
của
Maxwell
5.Luận điểm2của Maxwell
6.Hệ thống các phương trình Maxwell
1
1. Hiệntượng cảm ứng điệntừ
Thí nghiệm Faraday
v
r

1. Hiệntượng cảm ứng điệntừ
Thí nghiệm Faraday
) Dòng cảm ứng xuấthiện trong mạch kín là kếtquả của quá
ìh
biế
đổi
ừ
hô
h
đó
tr
ì
n
h
biế
n
đổi
t
ừ
t
hô
ng qua mạc
h
đó
.
) Dòng cảm ứng chỉ tồntạitrongthờigiantừ thông gửiqua
mạch
thay
đổi
mạch

H
einrich Lenz
do
nó
sinh
ra
chống
lại
sự
biến
thiên
của
từ
thông sinh ra nó.
(1804-1865)
3
1. Hiệntượng cảm ứng điệntừ
Sức điện động cảm ứng
) Định luậtcơ bảncủahiệntượng
cảm
ứng
điện
từ
 Vòng dây dẫn kín di chuyển trong B

Biến
thiên
từ
thông
gửi

c
. d
Φ
m
điệ
nc
ả
m
ứ
ng
h
ay s.
đ
.
đ
c
ả
m
ứ
ng
E
c
.

Th
đ/l
L
từ
l
tá

di
c
h
uy
ể
n
của vòng dây (là nguyên nhân sinh ra I
c
) ⇒ công cản:
dA
’
=
dA
=
I
d
Φ
dA
=
-
dA
=
-
I
c
.
d
Φ
m
4

 Sức điện động cảm ứng trong mộtmạch kín bấtkỳ bằng về trị
số
nhưng
khác
dấu
với
tốc
độ
thay
đổi
của
từ
thông
qua
mạch
⇒
dA
=
-
I
c
.
d
Φ
m
=
E
c
.
I

Φ
m
về 0:
d
Φ
Φ
Φ
0
ttdt
d
mmm
C
Δ
Φ
=
Δ
Φ
−
−=
Φ
−=
0
E
⇒
Φ
m
=
E
c
.

r
diện
tích
S
quay
trong
từ
trường đều( )vớivận
tốc góc
ω
.
constB =
r
α
B
r
O
 Vị trí ban đầucủa khung
tương ứng góc
α
giữapháp
t ế
ặt
hẳ
kh
à
B
r
r
Chổi than

=
ω
t+
α
) T
ừ
thôn
g
g
ửi
q
ua khun
g
sau khoản
g
thời
g
ian
t
:
g
g
q
g
g
g
Φ
m
= N.B.S.cos
ϕ

đ
cảm ứng xoay chiều hình sin
theo đ/l Lenz:
Φ
m
=NB.S.cos
ω
t
ωtNB.S.ωB.S.
C
=
E
Φ
m
,
E
c
,

(
)
t
()
αωω
+=−= tsin N.B.S
dt
dΦ
m
C
E

g
:
2π
T
=
ỳ
ỳ
qy
g
ω
) Dòng cảm ứng
ωtsin
R
NBSω
R
E
I
C
c
==
NBS
I
=
I
sin
ω
t
0
max
c

dd
y current
)
) Dòng cảm ứng (có dạng xoáy) xuấthiện
trên
bề
mặt
vật
dẫn
khi
đặt
trong
từ
trường
:
trên
bề
mặt
vật
dẫn
khi
đặt
trong
từ
trường
:
R
I
C
F

tán
dưới
dạng
nhiệt
⇒
tiêu
hao
năng lượng vô ích ⇒ giảm
hiệusuấtthiếtbị (đặcbiệtvới
á
độ
)
Vậtdẫn
c
á
c
độ
ng cơ
)
.
8
1. Hiệntượng cảm ứng điệntừ
Dò á (dò F l / dd )
) Do có từ trường của dòng cảm ứng xuấthiệntrênbề mặtvật
dẫn
⇒
ứng
dụng
trong
các

tìm
kim
loại
.
Báo động
Dò
Dòng cảm
ứng
do
từ
Dò
ng tạo
từ trường
ứng
do
từ
trường dòng
xoáy
Dòng xoáy
C ộ
hát
Cu
ộ
nthu
Dò
á
Cửa an ninh (security gate)
C
u
ộ

tm
ạ
ch ⇒ t
ừ
thôn
g
q
ua
K
G
I
G
I
c

g
ạ
g
q
cuộndâygiảmtừ
Φ
m
→ 0:
Xuấthiện dòng cảm ứng I
c
ngược
chiểu
dòng
ban
đầu

S.đ.đ tự cảm
d
m
Φ
E
)
Th
đ/l
L
Φ
m
∼
B
D
dt
m
tc
−
=
E
)
Th
eo
đ/l
L
enz:
B
∼
I
D

yên
và
giữ
nguyên
hình
dạng
:
(L: Hệ số tự cảm)
 Trong mạch điện đứng yên và không thay đổihìnhdạng, sức
điện động tự cảm luôn bằng tốc độ biếnthiêncường độ dòng
điệ
t
h
điệ
n
t
ron
g
mạc
h
.
11
2. Hiệntượng tự cảm
Hệ số tự cảm
) Định nghĩa đơnvịđohệ số tự cảm(L)
 Đơnvị : Henry (H),
A
Wb
1
1A

2
chân khôn
g
,từ thôn
g
b
ằ
n
g
1Wb.

Do
μ
lõi
sắt
lớn
⇒
đơn
vị
H
lớn
⇒
thực
tế
chỉ
dùng
đơn
vị
l
S

tế
chỉ
dùng
đơn
vị
mH = 10
-3
H,hoặc1
μ
H=10
-6
H
12
2. Hiệntượng tự cảm
Hiệu ứng bề mặt
)
Khi
cho
dòng
điện
cao
tần
chạy
B
r
)
Khi
cho
dòng
điện

Dùng
dây
dẫn
rỗng
để
tải
dòng
cao
tần
 Kỹ thuật tôi bề mặthợpkimbằng dòng cao tần
13
3. Năng lượng từ trường
ố
) Áp dụng đ/l Ohm trong quá trình
hình
thành
dòng
điện
i
:
Năng lượng t
ừ
trường củamột
ố
ng dây
hình
thành
dòng
điện
i

d
t
+ L.i.di
2
Ii
W
LI
1
Lidi
dW
W
⇒
∫
∫
=
 NL từ trường khi thiếtlập dòng điện trong ống dây: dW = L.i.di
0i0
L
.
I
2
L
.
i
.
di
dW
W
=
=

dây
có
thể
tích
:
V
l
.
S
2
0
2
m
l.S
I
l
S
n
μμ
2
1
l.S
L.I
2
1
V
W
w
⎟
⎟

0
=
0
m
μμ2
w
=
(trong
ố
ng dây:
B
= cons
t
)
 Áp dụng cho mọitừ trường bấtkỳ
15
3. Năng lượng từ trường
Năng lượng từ trường không gian
)
Chia
không
gian
từ
trường
thành
những
thể
tích
vô
Chia

dV
:
dV
B
dVwdW
mm
0
2
2
1
μμ
==
0
μμ
 Năng lượng từ trường trong cả không gian:
∫
∫
1
B
2
∫
∫
=
=
V
0
2
1
dV
B

E
 Suất đi
ệ
n đ
ộ
n
g
cảm ứn
g
:
) Biến thiên từ thông (sinh ra bởi nam châm hoặc cuộn dây có dòng điện)
d
t
C
ệ
ộ g
g
 Dòng cảm ứng: I
c
17
4. Luận điểm thứ nhất của Maxwell
Khái niệm điệntrường xoáy của Maxwell
B đang tăng B đang giảm
Jame Clerk Maxwell
(1831 - 1879)
I
c
E
r
I

∫
dlE
) Để các điệntíchdịch chuyểntheođường cong kín tạo ra dòng điện ⇒
công dịch chuyểntheođường cong kín phải ≠ 0, tứclà:

Luận
điểm
của
Maxwell
:
Bất
kỳ
một
từ
trường
nào
biến
đổi
theo
thời
 Điệntrường của dòng cảm ứng I
c
(sinh ra bởitừ trường) có đường sức
khép kín ⇒ điệntrường xoáy.
E
r

Luận
điểm
của

Công
thực
hiện
di
chuyển
điện
 Điện tích di chuyển
E
r
0. =
∫
ldEq
r
r

Công
thực
hiện
di
chuyển
điện
tích theo đường cong kín = 0
 Đường sức khép kín
 Công thựchiện di chuyển điện
tích
theo
đường
cong
kín
≠

C
nạp
điện
⇒
E
và
D
trong
không
gian
II
d
S
I
I
) Luận điểmcủa Maxwell:

C
nạp
điện
⇒
E
và
D
trong
không
gian
giữa2bảncựctăng
ế
ổ

I
d
) Mật độ dòng điệndịch (trong chân
không):
dD
dt
d
S
q
dt
d
dt
dq
SS
I
S
I
J
d
d
σ
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
====
1

theo
thời
gian
dt
J
d
=
tt
J
d
∂
ε
=
∂
=
0
hoặc:

Dòng
điện
dịch
chính
là
điện
trường
biến
thiên
theo
thời
gian

-
-
+
+
+
+
+
+
E
r
e
P
r
n
r
α
e
0
P
ED
J
e
∂
+
∂
=
∂
=
r
r

∂
σ
∂
==
S
e
S
en
SS
pcpc
Sd
t
P
dS
t
P
dS
t
SdJI
r
r
r
'
 Dòng qua dS:
J
J
J
r
r
r

+=
r
r
23
Ph
ìh
Mll
Fd
6. Hệ phương trình Maxwell
Ph
ương tr
ì
n
h
M
axwe
ll
-
F
ara
d
ay
) Vòng dây dẫnkínđặt trong B biến đổi
 Biếnthiêntừ thông d
Φ
m
gửi qua vòng dây
trong thờigiandt ⇒ xuấthiệns.đ.đ cảm ứng E
c
⎞

E
∫
=
r
E

Đ/n
s
đ
đ
:
∫∫
−=
S
C
SdB
dt
d
ldE
r
r
r
r
.
)
(

Lưu
số
của

)
(
(dạng tích phân)

Lưu
số
của
vector
cường
độ
điện
trường
xoáy
dọc
theo
một
đường
cong
kín
bấtkỳ bằng nhưng trái dấuvớitốc độ biến thiên theo thờigiancủatừ thông
gửi qua diện tích giớihạnbởi đường cong kín đó.
24
Ph
ìh
Mll
Fd
6. Hệ phương trình Maxwell
∫
∫
−


VT
theo
đ/
lý
Stokes:
∫
∫
=
SC
S
d
B
dt
l
d
E
.
)(
Dạng
tích
phân
:
Jame Clerk Maxwell
(1831 - 1879)
Michael Faraday
(1791-1867)
(
)
∫∫∫

dt
Bd
SdB
dt
d
r
r
r
r
.
 VP có thể viết được:
dt
Bd
Erot
r
r
−=
) Dạng vi phân:
25