Dây dẫn mang dòng điện không tương tác với?

1. Dây dẫn mang dòng điện không tương tác với?

Câu hỏi: Dây dẫn mang dòng điện không tương tác với…?

A. Các điện tích chuyển động

B. Nam châm đứng yên

C. Các điện tích đứng yên

D. Nam châm chuyển động

Đáp án C

Dây dẫn dòng điện không tương tác với các điện tích đứng yên. Dây điện là một vật hoặc một loại vật liệu cho phép dòng điện di chuyển qua một hoặc nhiều hướng khác nhau. Trong vật liệu, các hạt tích điện có khả năng chuyển đổi. tạo ra dòng điện gọi là electron.

Giải thích

Dòng Điện và Cấu Tạo Dây Dẫn Điện

Dòng điện là chuyển động có hướng của các hạt mang điện. Trong mạch điện, dòng điện thường được tạo ra do sự chuyển động của các electron dọc theo dây dẫn. Tuy nhiên, các hạt tích điện cũng có thể là ion hoặc chất điện li, và trong plasma, cả ion và electron đều đóng vai trò này.

Trong vật liệu, các hạt điện có khả năng biến đổi để tạo ra dòng điện. Trong kim loại, một loại chất dẫn điện thông dụng, các hạt mang điện dương không thể chuyển động, chỉ có các hạt mang điện tích âm mới có khả năng chuyển động tự do trong vùng dẫn, do đó, trong kim loại, các electron là các hạt mang điện.

Dòng điện thường được định nghĩa là dòng chuyển động có hướng của các điện tích dương. Do đó, trong mạch điện có dây dẫn bằng kim loại, các electron âm thanh chuyển đổi theo hướng ngược lại với dây trong dây dẫn.

Dây điện là vật liệu hoặc loại vật liệu cho phép dòng điện đi qua một hoặc nhiều hướng khác nhau và dây dẫn này không tương tác với dòng điện tĩnh.

Cấu tạo của dây dẫn điện thường bao gồm ba phần chính:

Dây lõi: Thành phần chính và được làm bằng kim loại mềm như nhôm hoặc đồng nguyên chất với tỷ lệ lớn nhất là 99,99%. Đây là một trong những thành phần chính của dây điện.

Chất cách điện: Chất liệu này thường là nhựa dẻo như PVC hoặc PE, có thể là nhựa XLPE. Dây dẫn điện dân dụng thường sử dụng PVC làm chất cách điện vì nó có đặc tính dẫn điện tốt, mềm dẻo.

Vỏ bọc dây: Lớp này có chức năng bảo vệ lõi dây bên trong và thường có thông tin về lõi dây, nhà sản xuất, ngày sản xuất, loại dây và đường kính dây.

Dây dẫn có vai trò cực kỳ quan trọng trong việc truyền tải điện năng trong hệ thống điện. Nó giúp truyền tải điện từ các trạm biến áp đến các thiết bị tiêu dùng và được xem như là một “huyết mạch” của hệ thống điện.

2. Tóm tắt lý thuyết: Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt:

Từ trường của dòng diện chạy trong dây dẫn thẳng dài

– Đường sức từ là những đường tròn nằm trong mặt phẳng vuông góc với dòng điện có tâm trên dây dẫn.

– Chiều đường sức từ được xác định theo quy tắc bàn tay phải.

– Độ lớn cảm ứng từ tại điểm cách dây dẫn một khoảng r:

B=2.10−7.I/r

– Lưu ý: Quy tắc nắm tay phải: “tay phải nắm vòng dây sao cho ngón cái xòe ra để chỉ chiều dòng điện, khí đó các ngón tay trỏ chỉ hướng theo chiều của Đường sức từ”

Từ trường của dòng điện chạy trong dây theo một vòng tròn

– Đường sức từ đi qua tâm O của vòng tròn là đường thẳng vô hạn ở hai đầu, các đường còn lại là đường cong đi từ mặt Nam ra mặt Bắc của dòng điện tròn đó.

– Độ lớn cảm ứng từ tâm O của vòng dây: B=2 .10−7.N.I/R

Từ trường của dòng điện chạy trong ống hình trụ

– Trong ống dây, các đường sức từ là những đường thẳng song song, cùng chiều và cách đều nhau.

– Cảm ứng từ trong lòng ống dây: B=4 .10−7.nI=4 .10−7.N/l . I

Từ trường của nhiều dòng điện

Vectơ cảm ứng từ một điểm gây ra nhiều dòng điện do tổng các vectơ cảm ứng từ mỗi dòng điện cảm ứng tại điểm đó gây ra.

3. Bài tập vận dụng:

Bài 1: Cảm ứng từ trong từ trường của dòng điện phụ thuộc vào những yếu tố nào sau đây?

Hướng dẫn giải:

Cảm ứng từ trong từ trường của dòng điện phụ thuộc vào cường độ dòng điện gây ra từ trường, hình dạng hình học của dây dẫn, vị trí khảo sát và môi trường xung quanh dòng điện.

Bài 2: Độ lớn của cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường của dòng điện thẳng dài thay đổi như thế nào khi điểm ấy dịch chuyển:

a) song song với dây?

b) vuông góc với dây?

c) theo một đường sức từ xung quanh dây?

Hướng dẫn giải

a) Độ lớn cảm ứng tại một điểm trong trường của dòng điện dài không thay đổi khi điểm ấy dịch chuyển song song với dây.

B=2,10−7.I/r khi r không thay đổi thì B cũng không thay đổi.

b) Độ lớn cảm ứng từ một điểm trong trường của dòng điện thẳng sẽ tăng nếu dịch chuyển trở lại đường đi vừa rồi và giảm nếu di chuyển ra xa dây dẫn khi dịch chuyển vuông góc với dây.

B=2.10−7.I/r, khi r tăng thì B giảm và ngược lại.

c) Độ lớn cảm ứng tại một điểm trong trường của dòng điện dài không thay đổi khi chuyển động dọc theo đường sức quanh dây.

B=2.10−7.I/r , khi r không đổi thì B cũng không đổi. Nhưng ở đây phương của vectơ cảm ứng từ luôn thay đổi.

Bài 3: Một dây dẫn có chiều dài 10m đặt trong từ trường đều B=5.10-2T. Cho dòng điện cường độ 10A chạy qua dây dẫn.

a/ xác định lực từ tác dụng lên dây dẫn khi dây dẫn đặt vuông góc với

b/ Nếu lực từ tác dụng có độ lớn bằng 2,  N. Xác định góc giữa và chiều dòng điện.

Đáp án:

Bài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điện

a/ F=B.I.l.sin90o=5N

b/ F=B.I.l.sina =2,   => a=60o.

4. Một số câu hỏi ôn tập:

Bài 1: Dòng điện cường độ 10A chạy qua khung dây dẫn tam giác vuông MNP theo chiều MNPM như hình vẽ. Biết MN=30cm, NP=40cm. Từ trường đều B=0,01T vuông góc với mặt phẳng khung dây. Hãy tính lực từ tác dụng lên các cạnh của khung dây, vẽ hình minh họa.

Bài 2: Treo dây MN = 5cm khối lượng 5g bằng hai dây không giãn khối lượng không đáng kể. Độ lớn cảm ứng từ 0,5T phương vuông góc với đoạn dây, chiều từ trên xuống (như hình vẽ). Hãy tính góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng khi đoạn dây MN nằm cân bằng biết cường độ dòng điện qua đoạn dây MN là 2A, lấy g=10m/s2.

Bài 3: Dòng điện 6A chạy qua đoạn dây dẫn dài 5m đặt trong từ trường đều có B=3.10-2T. Hãy tính lực từ tác dụng lên dây dẫn trong các trường hợp sau:

a/ Dây dẫn đặt vuông góc với các đường sức từ.

b/ Dây dẫn đặt song song với các đường sức từ.

c/ Dây dẫn hợp với các đường sức từ một góc 45o

Bài 4: Dòng điện 10A chạy qua khung dây tam giác vuông cân MNP theo chiều MNPM có MN=NP=10cm đặt trong từ trường đều. Cảm ứng từ B=10-2T song song với NP như hình vẽ. Hãy tính lực từ tác dụng lên các cạnh của khung dây.

Bài 5: Hai thanh ray nằm ngang song song cách nhau 0,3cm. Một thanh kim loại đặt lên hay thanh ray. Cho dòng điện 50A chay qua thanh kim loạt đặt lên hay thanh ray. Biết hệ số ma sát giữa thanh kim loại và thanh ray là µ=0,2 và khối lượng thanh kim loại là 0,5kg. Hãy tìm điều kiện về độ lớn của cảm ứng từ B (có phương vuông góc với mặt phẳng hai thanh ray) để thanh kim loại có thể chuyển động.

Bài 6: Một dây dẫn có dạng nửa đường tròn bán kính 20cm được đặt trong mặt phẳng vuông góc với cảm ứng từ của từ trường đều B=0,4T. Cho dòng điện I=5A đi qua đoạn dây. Hãy tính lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn.

Bài 7: Một đoạn dây MN dài 6cm có dòng điện 5A đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ 0,5T. Lực từ tác dụng lên đoạn dây có độ lớn F = 7,5.10-2N. Hãy cho biết góc hợp bởi dây MN và đường cảm ứng từ là bao nhiêu?

Bài 8: Thanh kim loại CD chiều dài L = 20cm khối lượng m = 100g đặt vuông góc với 2 thanh ray song song nằm ngang và nối với nguồn điện như hình. Hệ thống đặt trong từ trường đều có B = 0,2T phương chiều như hình vẽ. Biết hệ số ma sát giữa CD và thanh ray là   = 0,1. Bỏ qua điện trở của các thanh ray, điện trợ tại nơi tiếp xúc và dòng điện cảm ứng trong mạch.

a/ Biết thanh ray trượt sang trái với gia tốc a = 3m/s2. Xác định chiều và độ lớn của dòng điện qua CD.

b/ nâng 2 đầu thanh AB của ray lên để hợp với mặt phẳng ngang góc 30o. Tìm hướng và gia tốc chuyển động của thanh bắt đầu trượt với vận tốc ban đầu bằng 0.