Lực điện từ là gì? Công thức và đặc điểm của lực điện từ

Lực điện từ có phạm vi ứng dụng phổ biến trong đời sống hiện nay. Vậy lực điện từ là gì, chúng thường xuất hiện trong trường hợp nào? Các công thức có liên quan đến loại lực này là gì? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu để biết thêm những kiến thức bổ ích nhé.

Khát quát về lực điện từ

Định nghĩa

Lực điện từ (hay còn được gọi là lực từ) là khái niệm được dùng chỉ lực từ trường tác dụng vào các hạt mang điện tích chuyển động (vòng dây, đoạn dây, khung dây tròn thường mang điện).

Lực điện từ là lực mà điện từ trường tác dụng lên các hạt mang điện tích và được tổng hợp bởi 2 lực là lực điện và lực từ trong đó lực điện do điện trường gây ra và lực từ trường do từ trường gây ra.

Trong đó:

• Lực từ là lực của từ trường tác dụng vào dây dẫn mang dòng điện.
• Lực điện là lực tác dụng lên điện tích chuyển động.

Đặc điểm của lực điện từ

Đây là một loại lực nằm trong bản chất và các dạng cơ bản của hầu hết các loại lực mà các bạn hiện nay có thể dễ dàng quan sát hoặc bắt gặp ở bất kì đâu trong cuộc sống hằng ngày (ngoại trừ  một lực là lực hấp dẫn của trái đất). Hầu hết mọi tương tác của các nguyên tử ta đều có thể quy chúng về được thành lực điện từ giữa proton và electron nằm bên trong.

Chiều của lực điện từ tác dụng lên vòng dây dẫn phụ thuộc vào chiều dòng điện chạy trong vòng dây và chiều của đường sức từ. Chiều của lực điền từ có thể được xác định bằng quy tắc bàn tay trái (hoặc quy tắc bàn tay phải).

Quy tắc bàn tay trái

Quy tắc bàn tay trái (hay còn gọi là quy tắc Fleming) là một quy tắc định hướng của lực do một từ trường tác dụng lên một đoạn mạch, vòng dây có dòng điện chạy qua và đặt trong môi trường từ trường.

Cách thực hiện

Xác định hướng của đường sức từ. Đưa bàn tay trái sao cho những đường sức từ có chiều hướng vào lòng bàn tay. Chiều từ cổ tay ra đến các ngón tay hướng theo chiều của dòng điện thì ngón tay cái để choãi ra tạo với bàn tay một góc 90 độ thì đó chính là chiều của lực điện từ cần tìm.

Công thức tính

Quy tắc Fleming được dựa trên cơ sở lực điện từ tác động lên dây điện theo biểu thức  F = Idl.B

Trong đó:

• F: lực điện từ
• I: cường độ dòng điện
• dl: là vectơ có độ dài bằng với độ dài của đoạn dây điện và có chiều hướng theo chiều của dòng điện
• B: vectơ cảm ứng từ trường

Qua biểu thức trên, ta thấy được phương của lực điện từ F chính là phương của tích giữa hai vectơ dl và B, qua đó có thể xác định được như quy tắc bàn tay trái ở trên.

Lưu ý

• Nếu cuộn dây dẫn đặt song song với đường sức từ thì sẽ không có lực từ nào tác dụng lên cuộn dây.
• Lực từ thường có tác dụng làm quay khung dây hoặc làm cho khung dây bị kéo dãn hoặc bị nén lại.

Quy tắc bàn tay phải

Bên cạnh quy tắc nắm bàn tay trái, ta có thể thực hiện quy tắc bàn tay phải để xác định lực điện từ chạy trong ống dây như sau nắm bàn tay phải đặt tay sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều của dòng điện chạy qua các vòng dây sau đó choãi ngón tay cái ra, ta sẽ thu được chiều của đường sức từ trong lòng ống dây.

Độ lớn của lực điện từ

Độ lớn của lực điện từ tuân theo định luật Ampe

Công thức F = llB. sin hoặc tuân theo định luật Lo-ren-xơ.

So sánh lực từ và lực điện

Định nghĩa

• Lực từ: là lực tương tác giữa hai dây dẫn mang dòng điện, hoặc giữa dây dẫn mang dòng điện và nam châm hoặc giữa các nam châm với nhau.
• Lực điện: là lực tương tác giữa hai điện tích đứng yên. Lực điện đặt trong điện trường đều là lực không đổi

Điểm đặt

• Lực từ: trung điểm dây dẫn đó
• Lực điện: trên điện tích đó

Phương

• Lực từ: lực điện từ có phương vuông góc với mặt phẳng chứa vectơ I và vectơ B
• Lực điện: cùng phương với điện trường vectơ E

Chiều

• Lực điện từ: Chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái (cách xác định như trên)
• Lực điện: Cùng chiều với vectơ E nếu điện tích dương

Ngược chiều với vectơ E nếu điện tích âm

Độ lớn

• Lực từ tác dụng lên dây dẫn: F = llB.sin hoặc tuân theo định luật Lo-ren-xơ
• Lực điện tác dụng lên điện tích: F là tổng hợp của nhiều lực

Ứng dụng của lực điện từ trong cuộc sống

Trong cuộc sống hiện đại,được dùng phổ biến trong mọi lĩnh vực hằng ngày. Cụ thể là:

• Trong lĩnh vực thông tin liên lạc, lực điện từ được sử dụng trong điện thoại, wifi, wireless, tín hiệu Morse,..
• Trong lĩnh vực thông tin vũ trụ thì có vệ tinh truyền thông.
• Trong y học, lực điện từ được dùng trong từ trường trị liệu, tác dụng dòng điện xung, điện di thuốc trị liệu,…

Trên đây là những thông tin cơ bản. Bài viết đã cung cấp cho các bạn những kiến thức cần thiết liên quan đến chủ đề này, giúp người đọc hiểu về định nghĩa, đặc điểm và các cách xác định phương, chiều cũng như công thức tính tổng quát. Hy vọng rằng những kiến thức bổ ích này sẽ giúp đỡ các bạn trong cuộc sống. Chúc các bạn học tập thật tốt!

Nguồn:https://auvietco.vn/

Cập nhật lúc 10:27 – 27/12/2022