Bài giảng môn Kỹ thuật điện: Mạch điện

ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG MÔN KĨ THUẬT ĐIỆN Chương1: MẠCH ĐIỆN 1.1. Kết cấu hình học của mạch điện. 1.1.1. Phụ tải Phụ tải (tải) là các thiết bị điện tiêu thụ điện năng để biến đổi thành các dạng năng lượng khác như cơ năng (động cơ điện), nhiệt năng (bàn là điện, bếp điện), quang năng (đèn điện)… 1.1.2. Mạch điện Mạch điện là tập hợp các thiết bị điện (nguồn, tải, dây dẫn) nối với nhau trong đó dòng điện có thể chạy qua (hình 1.6) Mạch điện phức tạp có nhiều nhánh, nhiều mạch vòng và nhiều nút. 1.Nhánh. Nhánh là bộ phận của mạch điện gồm có các phần tử nối tiếp nhau trong đó có cùng dòng điện chạy qua. 2.Nút. Nút là chỗ gặp nhau của các nhánh (từ 3 nhánh trở lên) 3.Mạch vòng. Mạch vòng là lối đi khép kín qua các nhánh. Máy phát (MF) cung cấp điện cho đèn (Đ) và động cơ điện (ĐC) gồm có 3 nhánh (1,2,3), 2 nút (A,B) và 3 mạch vòng (a,b,c). 1.2. Các đại lượng đặc trưng quá trình năng lượng trong mạch điện. 1.2. 1. Dòng điện Dòng điện i có trị số bằng tốc độ biến thiên của điện lượng Q qua tiết diện ngang của vật dẫn. i = dQ (1-1) dt đơn vị là ampe, A Người ta quy ước chiều của dòng điện chạy trong vật dẫn ngược với chiều chuyển động của điện tử j A jB I U AB Hình 1.8 1.2. 2. Điện áp Tại mỗi điểm trong mạch điện có một điện thế j. Hiệu điện thế giữa 2 điểm gọi là điện áp U, đơn vị là von, V. Điện áp giữa 2 điểm A và B (hình 1.8) là: UAB = jA - jB (1-2) Chiều điện áp quy ước là chiều từ điểm có điện thế cao đến điểm có điện thế thấp. Điện áp giữa 2 cực của nguồn điện khi hở mạch ngoài (dòng điện I = 0) được gọi là sức điện động E. 1.2. 3. Công suất Công suất của nguồn sức điện động là: P = EI (1-3) Công suất của mạch ngoài là: P = UI (1-4) Đơn vị của công suất là oát, W. 1.3. Mô hình mạch điện – các thông số. Khi tính toán, mạch điện thực được thay thế bằng một sơ đồ gọi là mô hình mạch điện, trong đó các phần tử được thay thế bằng các phần tử lý tưởng E, J, R. 1.3.1. Sức điện động E. E - + U Hình 1.9 Sức điện động E là phần tử lý tưởng, có trị số bằng điện áp U đo được giữa 2 cực của nguồn khi hở mạch ngoài. Chiều của sức điện động quy ước từ điện thế thấp đến điện thế cao (cực âm tới cực dương) (hình 1.9) Chiều của điện áp quy ước từ điện thế cao đến điện thế thấp, do đó nếu chiều vẽ như hình 1.9 thì: U = E (1-5) 1.3.2. Nguồn dòng điện J Nguồn dòng điện J là phần tử lý tưởng có trị số bằng dòng điện ngắn mạch giữa 2 cực của nguồn (hình 1.10) J 1.3.3. Điện trở R Điện trở R đặc trưng cho một vật dẫn về mặt cản trở dòng điện chạy qua. Về hiện tượng năng lượng, điện trở R đặc trưng cho tiêu tán, biến đổi điện năng tiêu thụ thành các dạng năng lượng khác như nhiệt năng, quang năng…(hình 1.11). Công suất của điện trở P = RI2 (1-6) 1.3.4. Thiết kế lập mô hình mạch điện a. Nguồn điện Sơ đồ thay thế của nguồn điện gồm sức điện động E nối tiếp với điện trở trong Rn (hình 1.12) Khi giải mạch điện có các phần tử tranzito, nhiều khi nguồn điện có sơ đồ thay thế là nguồn dòng điện J =  n E mắc song song với điện trở R Rn  (hình 1.13). b. Sơ đồ thay thế tải - Các tải như động cơ điện một chiều, acquy ở chế độ nạp điện được thay thế bằng sơ đồ gồm sức điện động E nối tiếp với điện trở trong Rn (hình 1.14) trong đó chiều E ngược chiều với I. - Các tải như bàn là điện, bếp điện, bóng đèn… được thay thế bằng điện trở R của chúng (hình 1.15) 1.4. Các định luật của mạch điện Các định luật của mạch điện đã học ở vật lý, ở đây nhấn mạnh áp dụng và thực hành và vận dụng các biểu thức vào tính toán mạch điện. 1.4. 1. Định luật Ôm. a. Nhánh thuần điện trở R R I R U Hình 1.18 U Hình 1.19 Xét nhánh thuần điện btrở (hình 1.18) Biểu thức tính điện áp trên điện trở: U = RI (1-7) Biểu thức tính dòng điện qua điện trở: I = U (1-8) R U - tính bằng V I - tính bằng A R - tính bằng W b. Nhánh có sức điện động E và điện trở R I I Xét nhánh có E, R (hình 1.20) Biểu thức tính điện áp U: U = U1 + U2 + U3 + U4 = R1I - E1 + R2I + E2 = (R1 + R2) I - (E1 - E2) Vậy: U = (SR) I - SE (1-9) Trong biểu thức (1-9), quy ước dấu như sau: Sức điện động E và dòng điện I có chiều trùng với chiều điện áp U sẽ láy dấu dương, ngược lại sẽ lấy dấu âm. Biểu thức tính dòng điện: I = U + å E å R  (1-10) Trong biểu thức (1-10) quy ước dấu như sau: Sức điện động E và điện áp U có chiều trùng với chiều dòng điện sẽ lấy dấu dương, ngược lại sẽ lấy dấu âm. 1.4. 2. Định luật kiếchôp. a. Định luật Kiêcshôp 1 Định luật này cho ta quan hệ giữa các dòng điện tại một nút, được phát biểu như sau: Tổng đại số những dòng điện ở một nút bằng không. Trong đó quy ước dòng điện đi tới nút lấy dấu dương, dòng điệ n rời khỏi nút lấy dấu âm (hình 1.22) SInút = 0 (1-11) ở hình 1.22 thì: I1 + (-I2) + (-I3) = 0 b. Định luật Kiêcshôp 2 Định luật này cho ta quan hệ giữa sức điện động, dòng điện và điện trở trong một mạch vòng khép kín, được phát biểu như sau: Đi theo một mạch vòng khép kín theo một chiều tuỳ ý chọn, tổng đại số những sức điện động bằng tổng đại số các điện áp rơi trên các điện trở của mạch vòng. SRI = SE (1-12) Quy ước dấu: các sức điện động, dòng điện có chiều trùng chiều mạch vòng lấy dấu dương, ngược lại lấy dấu âm I2 I1 I3 E1 I1 R1 R2 R3 I3 E2 I2 E3 Hình 1.23 Ở mạch vòng hình 1.23: R1I1 - R2I2 + R3I3 = E1 + E2 - E3 1.4.3 Định luật Jun – Len xơ Nhiệt lượng tỏa ra trên một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật, với bình phương cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua vật Q = RI 2 t 1.5 Các biến đổi tương đương. Biến đổi tương đương nhằm mục đích đưa mạch điện phức tạp về dạng đơn giản hơn. Khi biến đổi tương đương, dòng điện, điện áp tại các bộ phận không bị biến đổi vẫn giữ nguyên. Dưới đây đưa ra một số biến đổi tương đương thường gặp. Các điện trở mắc nối tiếp Điện trở tương đương Rtđ của các điện trở R1, R2, Rn mắc nối tiếp (hình 1.25) là: Rtđ = R1 + R2 + …Rn (1-13) Các điện trở mắc song song Điện trở tương đương Rtđ của các điện trở R1, R2…Rn mắc song song (hình 1.26) tính như sau: 1 Rtd = 1 + 1 R1 R2 + ... + 1 Rn  (1-14) Khi chỉ có 2 điện trở R1, R2 mắc song song điện trở tương đương của chúng. R .R Rtđ = 1 2 R1 + R2 (1-15) Biến đổi sao (Y) thành tam giác (D) và ngược lại. a. Biến đổi sao thành tam giác Y ® D Giả thiết có 3 điện trở R1, R2, R3 nối hình sao. Biến đổi hình sao thành các điện trở đấu tam giác (hình 1.28) 12 1 2 Công thức tính các điện trở nối hình tam giác là: R = R + R + R1 .R2 R3 23 2 3 R = R + R + R2 .R3 R1 31 3 1 R = R + R + R3 .R1 R2 Khi hình sao đối xứng: R1 = R2 = R3 = R thì ta có: R12 = R23 = R31 = 3R b. Biến đổi tam giác thành sao D ® Y Giả thiết có 3 điện trở R12, R23, R31 nối hình tam giác. Biến đổ hình tam giác thành hình sao (hình 1.29), điện trở các cạnh hình sao tính là: R R R1 = 12 31 R12 + R23 + R31 R R R2 = 23 12 R12 + R23 + R31 R R R3 = 31 23 R12 + R23 + R31 R Khi hình tam giác đối xứng R12 = R23 = R31 = R thì R1 = R2 = R3 = 3 C 1.6 Nguyên lý xếp chồng Đây là tính chất cơ bản của mạch điện tuyến tính. Trong mạch điện tuyến tính nhiều nguồn, dòng điện qua mỗi nhánh bằng tổng đại số các dòng điện qua nhánh do tác dụng riêng rẽ của từng sức điện động (lúc đó các sức điện động khác coi bằng không). Nguyên lý xếp chồng được ứng dụng nhiều để nghiên cứu mạch điện có nhiều nguồn tác dụng: Tính bằng phương pháp xếp chồng, thực hiện theo các bước sau: Bước 1: Thiết lập sơ đồ điện chỉ có một nguồn tác động. Bước 2: Tính dòng điện và điện áp trong mạch chỉ có một nguồn tác động. Bước 3: Thiết lập sơ đồ mạch điện cho nguồn tiếp theo, lặp lại các bước 1 và 2 cho mỗi nguồn tác động. Bước 4: Xếp chồng (cộng đại số) các kết quả tính dòng điện, điện áp của mỗi nhãnh do các nguồn tác dụng riêng rẽ. 1.7. Các phương pháp giải mạch điện Giải mạch điện là tính dòng điện, điện áp, công suất của các nhánh, các phần tử. Dòng điện trong các nhánh còn chưa biết, vì thế ta tuỳ ý chọn chiều dòng điện (gọi là chiều dương) trong các nhánh. Kết quả tính toán, nếu dòng điện dương I > 0, chiều (thực) dòng điện trong nhánh trùng với chiều dương đã chọn. Nếu I < 0 chiều dòng điện ngược vói chiều đã chọn. Chúng ta xét 3 phương pháp cơ bản dưới đây: 1.7.1 Phương pháp dòng điện nhánh Đây là phương pháp cơ bản để giải mạch điện. ẩn số là dòng điện các nhánh. Phương pháp này ứng dụng trực tiếp 2 định luật kiếcshốp 1 và 2, và thực hiện theo các bước sau B1: Xác định số nút n = ….,xác định số nhánh: m = …..Số ẩn của hệ bằng số nhánh m B2: Vẽ chiều dòng điện trong nhánh(tùy ý). B3: Viết phương trình kiếcshốp 1 cho (n-1) nút đã chọn B4: Viết phương trình kiếcshốp 2 (m-(n-1)) = (m-n+1) mạch vòng độc lập B5: Giải hệ thống m phương trình đã thiết lập. 1.7.2 Phương pháp dòng điện vòng Ẩn số trong hệ phương trình là một dòng điện mạch vòng. Các bước giải như sau: B1: Xác định (m-n+1)mạch vòng độc lập và tùy ý vẽ chiều dòng điện mạch vòng, thông thường nên chọn chiều các mạch vòng giống nhau, thuận tiện cho lập hệ phương trình. B2: Viết phương trình Kiếcshốp 2 cho mỗi mạch vòng theo các dòng điện mạch vòng đã chọn B3: Giải hệ phương trình vừa thiết lập ta có dòng điện mạch vòng. B4: Tính dòng điện các nhánh theo dòng điện mạch vòng như sau: Dòng điện mỗi nhánh = tổng dòng điện mạch vòng chạy qua nhánh ấy. Ví dụ:áp dụng phương pháp dòng vòng cho vòng a và b của mạch: Ta có hệ ìZ1 I va + Z 2 (I va - I vb ) = E1 í îZ 2 (I vb - I va ) + Z 3 I vb = -E3 Từ hệ này giải được Iva, Ivb. Sau đó ta lại có: I1 = Iva I3 = Ivb I2= Iva- Ivb Thay số ta được kết quả tương tự phương pháp dòng nhánh: I1 =  220 3  2 ; I 2 =  440 3  2 ; I1 =  - 220 2 3 1.7.3 Phương pháp điện thế nút. Phương pháp này sử dụng ẩn số trung gian là điện thế các nút để thiết lập hệ phương trình Biết điện thế các nút ta dễ dàng tính dòng điện các nhánh · Cơ sở của phương pháp: Theo định luật Kiếchốp 2: - uab + iab.Rab = ± eab ® iab.Rab = Uab ± eab Mà uab = ja - jb Nên:  I i = j a - jb ± eab ab R ab Xét mạch điện như hình vẽ: Tùy chọn trước điện thế một điểm coi là biết trước, thường lấy điện thế điểm ấy bằng 0. - Ở đây chọn điện thế điểm C bằng 0: jC = 0 Ta có dòng điện trong các nhánh: R 1 2 I I = E1 - j A ; R 1 I = j A ; 2 j A - j B = 4 3 R ; 3 I = j B ; 4 E5 + j B R = 5 R 5 Theo kiếc hốp 1 tại nút A: I1 – I2 – I3 = 0 E1 - j A - j A - j A - j B = 0 R1 R2 æ 1 1 1 ö R3 æ 1 ö  æ 1 ö = E ç + + ÷j A - ç ÷jB ç ÷ 1 è R1 R2 R3 ø è R3 ø è R1 ø Tương tự đối với nút B: I3 – I4 – I5 = 0. Thay vào ta được: æ 1 ö  æ 1 1 1 ö  æ 1 ö E ç - ÷j A +ç + + ÷j B = -ç ÷ 5 è R3 ø è R3 R4 R5 ø è R5 ø Gọi: æ 1 1 G = A ç + 1 ö + ÷ - Tổng dẫn của các nhánh đối với nút A è R1 R2 R3 ø æ 1 1 GB =ç +  1 ö + ÷ - Tổng dẫn của các nhánh đối với B è R3 R4 R5 ønút æ 1 ö GAB =ç ÷  - Tổng dẫn chung giữa 2 nút A và B è R3 ø æ 1 ö G1 =ç ÷ - Điện dẫn nhánh có nguồn 1 è R1 ø æ 1 ö G5 =ç ÷  - Điện dẫn nhánh có nguồn 5 è R5 ø Vậy hệ phương trình điện thế nút sẽ là: GAj A - GABj B = G1 E1 - GABj A + GBj B = -G5 E5 Giải hệ phương trình táex có điện thế các nút, và từ đó tính được dòng điện các nhánh Bài tập áp dụng (bài tập trang 23,24,25- Sách giáo trình kĩ thuật điện) Câu hỏi ôn tập và bài tập 1.1. Nguồn điện là gì? Tải là gì? Hãy cho các ví dụ về nguồn điện và tải. 1.2. Phát biểu định luật Ôm. 1.3. Phát biểu định luật Kiêcshôp. 1.4. Các bước giải mạch điện bằng phương pháp dòng điện nhánh. 1.5. Các bước giải mạch điện bằng phương pháp điện thế điểm nút. 1.6. Cho E = 100V; R = 10W; I = 5A. Tính điện áp U trong 2 sơ đồ hình B1.6a và hình B1.6b. Đáp số: a. UAB = 150V b. UBA = 50V 1.7. Cho E = 50V; R = 5W; U = 40V. Tính dòng điện 1 trong 2 sơ đồ hình B1.7a và B1.7b. Đáp số: a. I = 18A b. I = 2A 1.8. Một tải có điện trở R = 19W đấu vào nguồn điện một chiều có E = 100V, điện trở trong Rtr = 1W. Tính dòng điện I, điện áp U và công suất P của tải. Đáp số: I = 5A; U = 95V; P = 475W 1.9. Cho một nguồn điệnb một chiều có sức điện động E = 50V; điện trở trong Rtr = 0,1W. Nguồn điện cung cấp điện cho tải có điện trở R. Biết công suất tổn hao trong nguồn điện là 10W. Tính dòng điện I, điện áp U giữa 2 cực của nguồn điện, điện trở R và công suất P tải tiêu thụ. Đáp số: I = 10A; U = 49V; R = 4,9W; P = 490W. 1.10. Một nguồn điện có sức điện động E và điện trở trong Rtr = 0,5W, cung cấp điện cho tải có điện trở R. Biết điện áp của tải U = 95V; công suất tải tiêu thụ P = 950W. Tính E, R. Đáp số: E = 100V; R = 9,5W 1.11. Bốn điện trở R1, R2, R3, R4 mắc nối tiếp dầu vào nguồn điện áp U = 12V (điện trở trong bằng không). Dòng điện trong mạch I = 25mA, điện áp trên các điện trở R1, R2, R3 là 2,5V; 3V; 4,5V. Vẽ sơ đồ cách đấu dây, cách mắc ampe kế, vôn kế để đo các đại lượng trên. Tính điện áp U4 trên điện trở R4. Tính điện trở R1, R2, R3, R4. Đáp số: U4 = 2V; R1 = 100W; R2 = 120W; R3 = 180W; R4 = 80W 1.12. Biết số chỉ của một số ampe kế trên hình B1.12. Xác định số chỉ của ampe kế A1 và A2. Đáp số: IA1 = 3,5A; IA2 = 2,5A 1.13. Để có điện trở (tương đương) 150W, người ta đấu song song hai điện trở R1 = 330W và R2. Tính R2. Đáp số: R2 = 275W 1.14. Hai điện trở R1 = 100W và R2 = 47W đấu song song, biết dòng điện ở mạch chính I = 100mA. Tính dòng điện qua các điện trở R1, R2. Đáp số: I1 = 32mA; I2 = 68mA. 1.15. Dùng phép biến đổi tương đương, tính đường dòng điện trong các nhánh trên sơ đồ hình B1.15. Tính công suất nguồn và công suất trên các điện trở. Cho U = 80V; R = 1,25W; R1 = 6W; R2 = 10W Đáp số: I1 = 10A; I2 = 6A; I = 16A; P = UI = 1280W; PR = 320W PR1 = 600W; PR2 = 360W Ta thấy P = PR + PR1 + PR2 1.16. Tính dòng điện I và công suất nguồn trong sơ đồ hình B1.16. Cho U = 120V; R1 = R2 = R3 = 2W; R4 = R5 = R6 = 6W. Đáp số: I = 60A; P = 7,2W 1.17. Cho mạch điện trên sơ đồ hình B.17. Hãy giải mạch điện trên bằng 2 phương pháp sau: a. Phương pháp dòng điện nhánh. b. Phương pháp điện thế các nút (chọn điểm nút B có điện thế bằng không). Cho E1 = 200V; R1 = 2W; E2 = 170V; R2 = 10W; R3 = 20W Đáp số: Chọn chiều dòng điện nhánh như hình B1.17 a. I1 = 10A; I3 = 9A; I2 = -1A (chiều dòng điện I2 (nhánh 2) ngược với chiều đã vẽ). b. Lập phương trình điện thế nút A, giải ra jA = 180V; Từ đó có UAB = jA - jB = 180 - 0 = 180V. áp dụng định luật Ôm cho các nhánh ta có: I1 = 10A; I2 = -1A; I3 = 9A. Chương 2: TỪ TRƯỜNG – CẢM ỨNG TỪ 2.1 . Khái niệm cơ bản về từ trường 2.1.1. Từ trường của dòng điện Một trong những đặc tính quan trọng nhất của dòng điện là tạo ra từ trường, nó biểu hiện ở chỗ: - Khi đặt kim nam châm ở gần dòng điện kim lệch khỏi vị trí ban đầu. Khi dòng điện không còn kim lại về vị trí cũ. - Hai dây dẫn có dòng điện sẽ hút hoặc đẩy nhau tùy theo dòng điện trong chúng cùng chiều hay ngược chiều. Như vậy: Xung quanh dây dẫn mang dòng điện sẽ luôn tồn tại điện trường mà biểu hiện của nó là lực tác dụng lên kim nam châm hay dây dẫn mang dòng điện khác. Lực đó gọi là lực điện từ Từ trường là một dạng vật chất đặc biệt, nó chỉ tồn tại ở những nơi có dòng điện hay điện tích chuyển động. Ngược lại, những nơi có dòng điện luôn tồn tại từ trường. Do từ trường không nhìn thấy được nên để biểu diễn từ trường bằng hình ảnh người ta dùng các đường sức, đó là các đường cong vẽ trong từ trường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó trùng với kim nam châm đặt tại điểm đó Tập hợp các đường sức từ gọi là từ phổ. Để vẽ được từ phổ ta có thể rắc mạt sắt trên tấm bìa đặt trong từ trường sau đó gõ nhẹ, khi đó mạt sắt nhiễm từ trở thành kim nam châm và sắp xếp theo đường sức từ. * Tính chất cơ bản của từ trường là: gây ra lực từ tác dụng lên một nam châm hay một dòng điện trong nó. Từ trường dòng điện không những phụ thuộc vào độ lớn dòng điện mà còn phụ thuộc vào hình dạng dây dẫn mang chúng 2.1.2. Chiều từ trường của một số dây dẫn mang dòng điện. - Từ trường của một số dây dẫn thẳng mang dòng điện: Đường sức từ của từ trường của dây dẫn thẳng là các đường tròn đồng tâm nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục dây dẫn, tâm của các đường tròn nằm trên trục dây dẫn. Chiều của các đường sức từ được xác định theo quy tắc vặn nút trai: Cho cái vặn nút chai tiến theo chiều dòng điện thì chiều quay của tay vặn nút chai chỉ chiều của đường sức từ. - Từ trường của vòng dây tròn mang dòng điện(sgk- 53) Đường sức từ của dòng điện trong vòng dây tròn là các đường cong bao quanh dây dẫn, trên mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng dây dẫn. Tại tâm vòng tròn đường sức từ là đường thẳng. - Từ trường của ống dây hình trụ mang dòng điện: Nếu chiều dài ống dây đủ lớn so với đường kính ống dây thì đường sức từ trong lòng ống dây là những đường thẳng song song với nhau và với trục ống dây. Chiều của đường sức xác định theo quy tắc vặn nút chai như với vòng dây. - Từ trường của nam châm vĩnh cửu – từ trường đều: Đường sức từ là những đường cong đi từ cực bắc tới cực nam Nếu hai cực nam châm là mặt phẳng và đặt gần nhau thì các đường sức từ là các đường thẳng song song cách đều nhau, từ trường đó gọi là từ trường đều 2.2. Các đại lượng từ cơ bản. 2.2.1. Sức từ động (lực từ hóa) Dòng điện là nguồn gây ra từ trường. Khả năng gây từ của dòng điện gọi là sức từ động (s.t.đ) hay lực từ hóa của dây dẫn mang dòng điện, kí hiệu là F Xét nguồn từ đặc trưng là cuộn dây lõi thép có dòng điện chạy qua - Cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây là I - Số vòng cuộn dây là W Ta thấy nếu cường độ dòng điện qua cuộn dây càng lớn thì s.t.đ càng lớn. Đồng thời cuộn dây có W vòng thì s.t.đ sẽ lớn gấp W lần so với cuộn dây một vòng có cùng cường độ dòng điện. Nghĩa là s.t.đ tỷ lệ với cường độ dòng điện và số vòng của cuộn dây từ hóa Ta có công thức: F = I.W Chiều của s.t.đ trùng với chiều đường sức từ trong lòng cuộn dây, do đó nó được xác định theo quy tắc vặn nút chai Trong mạch điện s.t.đ được biểu diễn bằng mũi tên giống suất điện động 2.2.2. Cường độ từ trường. Để biểu diễn từ trường người ta dùng đường sức từ. Khi đó s.t.đ được phân bố dọc theo đường sức từ Tỷ số giữa lực từ hóa và độ dài đường sức từ gọi là cường độ từ trường, kí hiệu là H, nó đặc trưng cho độ mạnh yếu của từ trường tại điểm đang xét. Cường độ từ trường là đại lượng véc tơ có: - Phương trùng với phương tiếp tuyến với đường đường sức từ tại điểm xét. - Chiều trùng với chiều đường sức từ qua điểm xét - Trị số cường độ từ trường tỷ lệ với dòng điện từ hoá, phụ thuộc vào hình dáng dây dẫn mang dòng điện và vị trí điểm xét. Gọi chiều dài đường sức từ là l, đơn vị là mét(m) S.t.đ của nguồn là F, đơn vị là ampe (A) Ta có cường độ là: [H ] = [F ] = ampe = A / m [l ] met Như vậy, đơn vị của cường độ từ trường là ampe/met. Ví dụ: Tính cường độ từ trường tại một điểm cách trục dây dẫn thẳng một khoảng r, biết dòng điện qua dây dẫn có cường độ là I. Giải: Chiều dòng điện như hình vẽ, ta có chiều đường sức xác định theo quy tắc vặn nút chai như hình vẽ. Chiều dài đường sức đi qua điểm A là: I = Cường độ từ trường tại điểm A là: 2p r  H = F I  = I / W 2p r  = I 2pr Phương và chiều của H xác định như hình vẽ Trong từ trường đều, vec tơ cường độ từ trường bằng nhau ở mọi điểm(cùng phương, chiều, trị số) 2.2.3. Từ áp Tượng tự điện áp trong điện trường, từ áp giữa 2 điểm a, b trong từ trường là một số đại số, được đo bằng tích hình chiếu vec tơ cường độ từ trường lên đoạn ab và độ dài đoạn ab. - Xét các trường hợp sau: a. Từ trường xét là từ trường đều, đoạn ab trùng với đường sức từ(hình a) a H a I b a) b) c) Khi đó điện áp giữa hai điểm ab là: UM = Hl Với l là khoảng cách giữa hai điểm a,b. H là cường độ từ trường b. Từ trường xét là từ trường đều nhưng đoạn ab không trùng với đường sức từ(h.b). Góc giữa véc tơ cường độ từ trường và đoạn ab là a , H1 là hình chiếu của vec tơ H lên đoạn ab, chiều dài ab là l, ta có: U M = H1l = H cosal c. Từ trường xét là từ trường không đều, đoạn ab là đường cong bất kì (h.c) ta chia đoạn ab thành những đoạn vô cùng bé dl, từ trường trong khoảng đó coi như là đều, từ áp tương ứng trên đoạn dl là dUM= H1.dl. Vì vậy từ áp trên cả đoạn ab là: U