từ trường

Định nghĩa. Từ trường là dạng vật chất tồn tại xung quanh nam châm hoặc dòng điện, tác dụng lực từ lên nam châm hay dòng điện khác đặt trong nó.

Hiểu bằng hình ảnh. Giống như vùng phát sóng wifi quanh cục router, nam châm cũng tạo ra một vùng không gian vô hình quanh nó. Khi đưa sắt thép vào "vùng sóng" này, chúng sẽ bị hút.

Tính chất chính

• Đường sức từ là các đường cong kín hoặc vô hạn, chiều "ra Bắc, vào Nam" (ra cực N, vào cực S).
• Vectơ cảm ứng từ $\vec{B}$ đặc trưng cho từ trường tại một điểm, đơn vị là Tesla (T).
• Từ trường của dây dẫn thẳng dài: $B = 2 \cdot 10^{-7} \dfrac{I}{r}$.
• Từ trường tâm vòng dây tròn: $B = 2\pi \cdot 10^{-7} \dfrac{NI}{R}$.
• Từ trường trong ống dây: $B = 4\pi \cdot 10^{-7} nI$.

Ví dụ giải từng bước. Dây dẫn thẳng dài có dòng điện $I = 5$ A. Tính cảm ứng từ $B$ tại điểm cách dây 10 cm.

• Bước 1: Đổi $r = 10$ cm $= 0.1$ m.
• Bước 2: $B = 2 \cdot 10^{-7} \cdot \dfrac{5}{0.1}$.
• Bước 3: $B = 10^{-5}$ T.

Cách nhận biết. Đề cho dòng điện, khoảng cách, vòng dây tròn hoặc ống dây.

Lỗi hay gặp:

• Nhầm công thức giữa các hình dạng dây dẫn (rất dễ nhầm có $\pi$ hay không có $\pi$).
• Xác định sai chiều bằng quy tắc bàn tay phải do ngửa tay hoặc để sai chiều ngón cái.

Liên hệ thực tế. Trái Đất là một nam châm khổng lồ tạo ra từ trường giúp bảo vệ chúng ta khỏi bức xạ mặt trời.

Mẹo làm trắc nghiệm. Với dây dẫn thẳng, $B$ tỉ lệ nghịch với khoảng cách $r$. Càng xa dây từ trường càng yếu.