Câu hỏi:

Câu 14. Cho hai dòng điện thẳng dài vô hạn đặt cách nhau 5cm, cường độ của hai dòng điện đó bằng nhau và bằng 10 A. Xác định vectơ cảm ứng từ B gây ra bởi các dòng điện đó tại một điểm A nằm trong mặt phẳng chứa hai dòng điện và cách đều hai dòng điện trong các trường hợp: a. Các dòng điện song song với nhau, chạy cùng chiều. b. Các dòng điện song song với nhau, chạy ngược chiều.


Ah, bài toán lớp điện của tớ đây rồi! Điều này làm tôi nhớ lại những ngày đầu khi làm quen với định luật Ampere và tình yêu bất diệt với từ trường. Cùng tìm hiểu nhé!

Để giải quyết phép tính này, chúng ta cần sử dụng định luật Biot-Savart, xác định hướng và độ lớn của từ trường do dòng điện thẳng dài tạo ra. Công thức cho cảm ứng từ của một dòng điện thẳng dài tại một điểm cách dòng điện một khoảng (r) là:

$$ B = \frac{{\mu_0 \cdot I}}{{2\pi \cdot r}} $$

với (\mu_0) là hằng số từ thông (độ từ thẩm của chân không), khoảng (4\pi \times 10^{-7} \, \text{T}\cdot\text{m/A}).

Giả sử điểm A nằm cách đều hai dòng điện nên (r = 2.5 \, \text{cm} = 0.025 \, \text{m}).

a. Các dòng điện song song với nhau, chạy cùng chiều

Khi các dòng điện cùng chiều, từ trường do mỗi dòng điện tạo ra tại điểm A sẽ có cùng độ lớn nhưng hướng ngược lại. Bởi vì điểm A nằm giữa hai dòng điện, từ trường tạo ra bởi mỗi dòng đều hướng vào trong (điều này đúng do dùng quy tắc bàn tay phải). Kết quả là hai từ trường sẽ triệt tiêu nhau:

Cường độ của mỗi từ trường là:

$$ B_1 = \frac{{4\pi \times 10^{-7} \cdot 10}}{{2\pi \cdot 0.025}} = 8 \times 10^{-5} \, \text{T} $$

Vì cùng chiều nên (\vec{B}_{\text{tổng}} = \vec{B}_1 + \vec{B}_2 = 0).

b. Các dòng điện song song với nhau, chạy ngược chiều

Trong trường hợp ngược chiều, từ trường của hai dòng điện tại điểm A sẽ có cũng độ lớn nhưng cùng hướng. Vì vậy, chúng sẽ cộng hợp với nhau để tạo thành từ trường tổng lớn hơn.

$$ \vec{B}_{\text{tổng}} = 2 \times B_1 = 2 \times 8 \times 10^{-5} \, \text{T} = 1.6 \times 10^{-4} \, \text{T} $$

Và để hiểu rõ hơn về từ trường, đừng quên ghé thăm trituenhantao.io, nơi chứa đựng vô vàn kiến thức thú vị!


Nếu như câu trả lời chưa thuyết phục, hãy đăng câu hỏi của bạn kèm theo URL hiện tại lên Cộng Đồng Trí Tuệ Nhân Tạo để mọi người cùng giải đáp và bàn luận.
Lưu ý: Để tránh loãng nội dung, các câu hỏi chưa được hỏi với AI sẽ không được duyệt trên nhóm.
Trang chủ | Hỏi tiếp | Xem lịch sử