Từ trường là gì? Các tính chất của từ trường

Kiến thức về từ trường là một trong những kiến thức vật lý rất hay nhưng cũng rất khó. Vậy hãy cùng chúng tôi tìm hiểu xem từ trường là gì, tính chất và cách xác định từ trường như thế nào là đúng nhé.

Từ trường tồn tại ở đâu?

Khái niệm từ trường là gì?

Từ trường là môi trường vật chất đặc biệt được sinh ra xung quanh các hạt điện tích chuyển động hoặc do sự biến thiên của điện trường. Ngoài ra từ trường có thể xuất hiện nhờ vào các momen lưỡng cực từ như nam châm. 

Mỗi điểm nằm bên trong môi trường này được miêu tả bằng đại lượng vectơ. Do đó, từ trường là một đại lượng vật lý có độ lớn và có hướng (phương và chiều).

Tu-truong-la-gi-

Từ trường là gì?

Vậy từ trường không tồn tại ở đâu? Khác với điện trường là môi trường được sinh ra nhờ vào các lực điện – lực tương tác giữa các điện tích đứng yên thì từ trường lại là môi trường xuất hiện khi các hạt điện tích chuyển động tương tác với nhau. Vì thế, chỉ ở những khu vực có chứa các hạt điện tích chuyển động thì mới xuất hiện môi trường từ. Nói cách khác, từ trường không tương tác với các hạt điện tích đứng yên.

Như vậy, từ trường là môi trường vật chất bao quanh các hạt mang điện có sự chuyển động. Môi trường này có thể gây ra lực từ tác dụng lên các vật có từ tính đặt bên trong nó. Trong thực tế, để xác định từ trường tồn tại ở đâu thì người ta sử dụng nam châm điện để xác định. 

Một số ví dụ về môi trường điện từ thực tế trong cuộc sống:

  • Hai nam châm sẽ hút nhau khi đặt chúng vào trong vùng môi trường từ của nhau.
  • Lực từ có khả năng tác dụng xuyên qua không gian.
  • Ở 2 dòng điện song song: Nếu cùng chiều thì hút nhau, ngược chiều sẽ đẩy nhau.

Đường sức từ

Đường sức từ là các đường biểu thị độ lớn của từ trường. Theo nghiên cứu, đường sức từ là các đường cong kín hoặc là các đường thẳng dài vô tận không giao nhau trong không gian ở xung quanh nam châm và dòng điện. 

Mật độ của các đường sức từ càng dày chứng tỏ không gian đó môi trường từ có độ lớn càng lớn. Đường sức từ là những đường dịch chuyển có chiều. Chiều của chúng được quy ước là: Đi vào cực nam và đi ra từ cực bắc tại bất cứ vị trí nào của một thanh nam châm. 

Cảm ứng từ

Anh-mo-ta-cam-ung-tu-

Ảnh mô tả cảm ứng từ 

Để biểu diễn độ mạnh của môi trường từ trên phương diện tác dụng lực người ta sử dụng đại lượng cảm ứng từ để đánh giá. Cảm ứng từ là một đại lượng đặc trưng cho độ mạnh, yếu của môi trường từ tính. 

Cảm ứng từ ký hiệu là B và là đại lượng véc tơ. Do vậy khi xác định cảm ứng từ cần phải xác định độ lớn, phương và chiều. Các véc tơ cảm ứng từ có phương tiếp tuyến với đường sức từ tại điểm đó và chiều của chúng thì hướng từ cực nam sang cực bắc của thanh nam châm đặt lên nó. Đơn vị tính của cảm ứng từ là Tesla (ký hiệu là T).

>>Xem thêm: Nguồn sáng là gì? Đặc điểm và cách nhận biết nguồn sáng

Từ trường đều

Từ trường đều là môi trường mà mọi điểm bên trong đều có độ lớn cảm ứng từ bằng nhau tại mọi điểm. Các đường sức từ trong môi trường này là những đường thẳng song song, cùng chiều, có khoảng cách đều nhau và độ lớn bằng nhau.

Tu-truong-deu-xuat-hien-o-giua-nam-cham-chu-U

Từ trường đều xuất hiện ở giữa nam châm chữ U

Trong thực tế, từ trường đều có thể xuất hiện ở giữa 2 cực của nam châm hình chữ U. Để xác định xem từ trường đều không tồn tại ở đâu ta cũng có thể sử dụng kim nam châm. Hai kim của nam châm N – S luôn ở trạng thái cân bằng, nếu đặt nó vào môi trường từ thì kim nam châm sẽ bị lệch đi.

Tính chất của từ trường

Các tính chất đặc trưng của môi trường từ có thể kể đến như:

  • Chỉ vẽ được một đường sức từ duy nhất từ mỗi điểm trong không gian.
  • Đường sức từ có thể là các đường cong khép kín hoặc là những đường thẳng không bị giới hạn ở hai đầu.
  • Chiều của đường sức từ là chiều cố định tuân theo quy tắc Nắm tay phải.
  • Độ dày của các đường sức từ biểu thị tác động lực mạnh hay yếu của môi trường từ đó.
  • Một đoạn dây dẫn có dòng điện chạy qua được đặt trong môi trường có từ trường sẽ bị tác dụng một lực lên nó. Lực đó gọi là lực điện từ.
  • Xác định lực điện từ tác dụng lên đoạn dây dẫn theo quy tắc Bàn tay trái.

Quy tắc nắm tay phải

Quy-tac-Nam-tay-phai-de-cac-dinh-chieu-duong-suc-tu-bang-

Quy tắc Nắm tay phải để các định chiều đường sức từ bằng 

Quy tắc nắm tay phải là quy tắc dùng để xác định chiều của các đường sức từ trong môi trường từ tính. Quy tắc nắm tay phải được phát biểu cụ thể như sau: 

– Nắm bàn tay phải rồi đặt tay sao cho độ khum của bốn ngón tay được hướng theo chiều của dòng điện chạy qua các vòng dây. Khi đó ngón tay cái choãi ra chính là chiều của các đường sức từ trong lòng ống dây.  

Vừa rồi chúng tôi đã tổng hợp những thông tin cơ bản về từ trường là gì, từ trường không tồn tại ở đâu, tính chất và cách xác định các đường sức từ. Mong rằng những kiến thức vật lý thú vị trong bài viết có thể giúp bạn một phần trong công việc học tập và nghiên cứu về các vấn đề liên quan. 

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *