Bài 19. Từ trường

I. Từ trường (trường từ)

Thí nghiệm nhận biết từ trường của thanh nam châm

Dụng cụ: 

- Một kim nam châm quay tự do quanh trục thẳng đứng trên giá đỡ, đang chỉ hướng nam bắc

- Một thanh nam châm thẳng

Tiến hành:

- Dịch chuyển nhẹ nhàng giá đỡ để đưa kim nam châm đến các vị trí khác nhau gần thanh nam châm, đợ cho kim nam châm nằm yên. Quan sát và so sánh hướng của kim nam châm với hướng ban đầu của nó.

- Ở mỗi vị trí xung quanh thanh nam châm, sau khi kim nam châm đã nằm yên trên giá đỡ, xoay cho nó lệch khỏi hướng vừa xác định. Buông tay và quan sát.

Nhận xét: Kim nam châm đặt gần nam châm sẽ chịu tác dụng của nam châm làm cho kim nằm theo một hướng xác định.

Ta nói, vùng không gian bao quanh nam châm có từ trường.

Thí nghiệm nhận biết từ trường của dây dẫn mang dòng điện

Nhà bác học người Áo Osterd làm một thí nghiệm chứng tỏ xung quanh dòng điện cũng có từ trường.

Bố trí thí nghiệm như hình trên. Khi công tắc K đóng, dây dẫn song song với kim nam châm đang đứng yên. Khi đóng mạch điện, kim nam châm lệch khỏi vị trí ban đầu, chứng tỏ kim nam châm đã chịu tác dụng của lực từ.

➞ Vùng không gian bao quanh dây dẫn mang dòng điện có từ trường.

• Không gian xung quanh nam châm, xung quanh dòng điện tồn tại từ trường (trường từ).

• Từ trường tác dụng lực lên vật liệu từ đặt trong nó.

II. Từ phổ

Đặt một tấm nhựa mỏng lên một thanh nam châm. Rắc đều một lớp mạt sắt lên tấm nhựa, gõ nhẹ tấm nhựa và quan sát.

➞ Hình ảnh các đường mạt sắt xung quanh nam châm tạo ra gọi là từ phổ. Từ phổ cho ta thấy hình ảnh trực quan về từ trường.

• Vùng nào các đường mạt sắt sắp xếp dày thì từ trường ở đó mạnh
• Vùng nào các đường mạt sắt sắp xếp thưa thì từ trường ở đó yếu

• Hình ảnh các đường mạt sắt sắp xếp xung quanh nam châm được gọi là từ phổ.
• Từ phổ cho ta một hình ảnh trực quan về từ trường.

III. Đường sức từ

Dùng bút tô dọc theo các đường mạt sắt nối từ cực nọ sang cực kia của nam châm trên tấm nhựa, ta được các đường gọi là đường sức từ.

Quy ước:

• Mỗi đường sức từ có một chiều xác định. Bên ngoài nam châm, đường sức từ đi ra từ cực bắc, đi vào cực nam.
• Nơi nào từ trường mạnh thì đường sức từ mau (dày), nơi nào từ trường yếu thì đường sức từ thưa.

Nếu đặt một kim nam châm nhỏ trên một đường sức thì kim nam châm sẽ định hướng theo đường sức của từ trường.

• Các đường sức từ cho phép mô tả từ trường.
• Hướng của đường sức từ tại một vị trí nhất định được quy ước là hướng nam - bắc của kim la bàn đặt tại vị trí đó.