Từ trường là gì? Tính chất, cách nhận biết và ứng dụng của từ trường

4 Tháng Sáu, 2021 0 lượt xem 0 Tuyen TB

Từ trường là một trong những thuật ngữ quan trọng và phổ biến trong Vật lý. Hãy cùng muahangdambao.com tìm hiểu từ trường là gì và các thông tin liên quan trong bài viết sau đây nhé!

Từ trường là gì? tồn tại ở đâu?

Từ trường tiếng Anh là magnetic field, là môi trường vật chất bao quanh các hạt mang điện tích và có sự chuyển động như nam châm, dòng điện… gây ra lực từ và tác động lên vật có từ tính đặt trong nó.

Từ trường bao quanh các hạt có điện tích chuyển động

Từ trường bao quanh các hạt có điện tích chuyển động

Vậy thì từ trường không tồn tại ở đâu? Từ trường không tương tác với các điện tích đứng yên và không tồn tại xung quanh đó.

Ví dụ:

  • Từ trường của nam châm: hai nam châm hút nhau khi chúng được đặt trong vùng từ trường của nhau.
  • Tương tác từ giữa hai dòng điện song song cùng chiều sẽ hút nhau, còn ngược chiều sẽ đẩy nhau.
  • Từ trường Trái Đất: được tạo ra do tính chất từ của các vật chất trên Trái Đất, tồn tại từ trong lòng Trái Đất đến không gian rộng lớn xung quanh. Từ trường Trái Đất ảnh hưởng đến hàng chục ngàn km trong vũ trụ gọi là từ quyển. Từ quyển cùng với khí quyển có tác dụng ngăn chặn các dòng hạt tích điện, bảo vệ sự sống của con người và sinh vật trên Trái Đất.
Từ trường của Trái Đất

Từ trường của Trái Đất

Cảm ứng từ là gì?

Cảm ứng từ là đại lượng vật lý diễn tả độ lớn của từ trường, có đơn vị là Tesla (T). Vectơ cảm ứng từ tại một điểm có phương tiếp tuyến với đường sức từ tại điểm đó theo chiều từ cực Nam đến cực Bắc của nam châm đặt tại điểm đó.

Cảm ứng từ diễn tả độ lớn của từ trường

Cảm ứng từ diễn tả độ lớn của từ trường

Đường sức từ là gì?

Đường sức từ là đường cong kín hoặc thẳng, dài vô hạn không cắt nhau được vẽ trong không gian xung quanh dòng điện hoặc nam châm.

Chiều của đường sức từ được quy ước là chiều đi ra từ cực Bắc đi vào từ cực Nam của kim nam châm tại một điểm xem xét.

 

Các loại từ trường hiện có

  • Từ trường đều

Là từ trường có đặc tính giống nhau tại mọi thời điểm. Trong đó, đường sức từ là các đường thẳng song song, cùng chiều và cách đều nhau. Loại từ trường này có thể được tạo ra giữa 2 cực của nam châm hình chữ U.

Từ trường đều giữa 2 cực của nam châm hình chữ U

Từ trường đều giữa 2 cực của nam châm hình chữ U

Hiện nay, chưa tìm ra từ trường tĩnh nên chưa có khái niệm này.

  • Từ trường xoáy

Hay còn gọi là từ trường biến thiên, từ trường quay, là từ trường do nam châm vĩnh cửu đứng yên sinh ra.

Từ trường xoáy có đường sức từ là những đường cong kín. Từ trường của dòng điện luôn xoáy vì từ trường xung quanh dòng điện thẳng dài luôn là đường cong kín. Nếu điện trường tại một nơi biến thiên theo thời gian thì nơi đó xuất hiện từ trường xoáy.

  • Điện trường là gì?

Từ trường và điện trường là hai khái niệm luôn song hành cùng nhau. Môi trường xung quanh các điện tích tồn tại một lực tĩnh điện đó chính là điện trường.

  • Điện từ trường là gì?

Hay còn gọi là từ trường của dòng điện, là một trường thống nhất, bao gồm 2 phần biến thiên theo thời gian và liên quan mật thiết với nhau, là điện trường biến thiên và từ trường biến thiên.

Điện từ trường liên quan đến thuyết điện từ Maxwell. Trong đó, từ trường biến đổi theo thời gian sẽ sinh ra điện trường xoáy. Còn điện trường biến đổi theo thời gian sẽ sinh ra từ trường.

Tính chất, cách nhận biết và ứng dụng của từ trường

Từ trường có tính chất gì?

Tính chất cơ bản nhất của từ trường là tác dụng lực từ lên dòng điện hoặc nam châm đặt trong nó.

Từ trường không thể nhìn thấy bằng mắt thường, cho nên cách nhận biết từ trường cũng không hề đơn giản. Để kiểm tra từ trường tồn tại xung quanh một vật thì hãy thử đưa vật đó đến gần một vật có tính từ.

Các cách xác định từ trường

Hiện nay, nam châm là công cụ thông dụng nhất để xác định từ trường. Thông thường, kim nam châm sẽ luôn ở trạng thái cân bằng theo hướng N-B. Tuy nhiên, nếu xuất hiện từ trường, kim sẽ bị lệch hướng, giúp người dùng dễ dàng nhận biết.

Hoặc để xác định từ trường tồn tại xung quanh dây dẫn mang dòng điện, chúng ta có 3 cách như sau:

  • Tác dụng lực lên một dòng điện khác đặt cạnh
  • Tác dụng lực lên một hạt mang điện đang chuyển động dọc theo
  • Tác dụng lực lên một kim nam châm đặt cạnh

Ứng dụng của từ trường:

  • Máy điện quay như máy phát điện, động cơ điện hoặc một số thiết bị tương tự
  • Máy điện tĩnh như máy biến áp, tụ điện…
  • Các dụng cụ đo đạc, thăm dò và phát tín hiệu sử dụng từ trường như micro, loa, bộ cảm biến đo độ rung…
  • Nam châm điện trong cần cẩu sắt, cuộn dây rơ le…
  • Đệm từ trường trong tàu cao tốc, bộ cản dịu trong đồng hồ đo độ đặc,…
Ứng dụng của từ trường trong máy phát điện

Ứng dụng của từ trường trong máy phát điện

Ngoài ra, từ trường có ảnh hưởng đến sức khỏe con người theo hướng tích cực như từ trường có tác dụng trị liệu trong các bệnh lý sau đây:

  • Giảm đau do viêm khớp, căng cơ, hội chứng sau bại liệt và các tình trạng đau cơ xương khác
  • Giảm đau mỏi và các triệu chứng đau cơ xơ hóa khác
  • Đảo ngược ảnh hưởng của lão hóa
  • Điều trị ung thư, AIDS
  • Giảm tình trạng mệt mỏi, căng thẳng, cải thiện sức mạnh và sức chịu đựng
  • Kích thích hệ thống miễn dịch
  • Điều trị nhiễm trùng, giảm viêm
  • Điều trị chứng mất ngủ
  • Điều trị bệnh đa xơ cứng
  • Tăng cường lưu thông tuần hoàn máu
  • Giảm đau thần kinh do tổn thương như bệnh lý tiểu đường
  • Ngăn ngừa tình trạng buồn nôn, ói mửa
  • Cải thiện vết thương
Ứng dụng của từ trường trong lĩnh vực y tế

Ứng dụng của từ trường trong lĩnh vực y tế

 

 

Trên đây là tổng hợp kiến thức về từ trường Vật lý 11. Hy vọng qua những chia sẻ này có thể giúp các bạn học sinh nắm chắc phần lý thuyết này để thực hành tốt các bài tập liên quan nhé!

Bài viết liên quan