Là người sành sỏi về kiến thức kỹ thuật, bạn không thể không biết những quy luật chung trong toán học và vật lý, đó là quy tắc nắm tay phải. Dành cho những bạn chưa hiểu rõ quy tắc áp dụng và sử dụng nguyên tắc cầm tay phải thì hãy tìm hiểu ngay trong bài viết này nhé!
Quy tắc nắm tay phải là gì?
Các nhà vật lý dùng phương pháp tay phải để ghi nhớ chiều của các đường sức từ bên trong dây dẫn được định nghĩa như sau: “Giữ tay phải và đặt sao cho bốn ngón tay chỉ vào chiều dòng điện chạy trong vòng dây còn lại”. dây điện. “Ngón tay cái chỉ hướng của đường sức từ bên trong ống.
Quy tắc nắm tay phải dựa trên cơ sở vật lý cơ bản liên quan đến từ trường và đường sức từ, đây là cách dễ nhớ.
Từ trường
Từ trường là lực tác dụng lên một điện tích như nam châm hay dòng điện, nó còn phụ thuộc vào vị trí, tốc độ và hướng của nó. Không giống như điện trường mô tả lực tác dụng lên một điện tích đứng yên, từ trường mô tả thành phần của lực tỷ lệ thuận với tốc độ và hướng của các hạt tích điện.
Đường sức từ
Đường sức từ là những đường trực quan được sử dụng để biểu thị từ trường. Các đường sức từ mô tả hướng của lực từ lên cực bắc tại một vị trí nhất định. Nói một cách đơn giản, các đường sức từ thể hiện mối quan hệ chặt chẽ giữa các đơn cực từ và điện tích.
Ứng dụng quy tắc nắm tay phải
Xác định dòng chạy của dòng điện
Nếu dòng điện có thể tạo ra từ trường thì dòng điện cũng có thể được tạo ra bởi từ trường.
Bạn có thể sử dụng quy tắc nắm tay phải để xác định hướng của từ trường do dòng điện tạo ra. Giữ tay phải của bạn và chỉ ngón tay cái của bạn lên. Nếu từ trường là ngón tay của bạn thì hướng của dòng điện là ngón tay cái của bạn.
Quy tắc nắm tay phải đặc biệt hữu ích trong việc giải các bài toán liên quan đến dây dẫn dòng điện hoặc cuộn dây điện từ. Trong cả hai trường hợp, quy tắc nắm tay phải áp dụng cho cả hai ứng dụng của định luật Ampère, liên hệ từ trường sinh ra xung quanh một vòng kín với dòng điện chạy qua mặt phẳng của vòng kín.
Công thức:
B = 2 x 10-7 x I/r
Trong đó:
- B: độ lớn cảm ứng từ
- I: Cường độ dòng điện
- r: Khoảng cách từ điểm cần xác định đến dây dẫn m
Xác định từ trường trong dây dẫn điện tròn
Bạn xét hai phần tử dòng điện nhỏ ngược chiều nhau có đường kính trên một dây tròn. Các đường sức từ bị nén bên trong vòng tròn vì vòng tròn chứa tất cả các vòng tròn khép kín vẽ ra bên ngoài. Sự nén của các đường sức từ này đạt cực đại ở tâm.
Trong hình ở đây, chúng ta coi cuộn dây tròn nằm trong mặt phẳng nằm ngang. Các đường sức từ vuông góc với các phần tử dòng điện nằm trong mặt phẳng của hình.
Đây là trường hợp của bất kỳ cặp phần tử hiện tại nào khác. Điều này có nghĩa là các đường sức từ đi qua trục mặc dù được gia cố bởi tất cả các cặp phần tử dòng điện ngược chiều có đường kính như vậy. Do đó, từ trường sinh ra bởi dòng điện trong dây tròn có hướng gần trục.
Nhận xét trên là cơ sở của quy tắc nắm tay phải đối với dòng điện trong dây dẫn tròn. Nếu chúng ta hướng nắm tay phải sao cho các ngón tay cong theo chiều dòng điện trong dây tròn thì ngón tay cái duỗi ra sẽ chỉ theo hướng của từ trường ở tâm của nó.
Quy tắc ngón tay cái bên phải cho dây thẳng và dây tròn có ký hiệu ngược lại. Độ cong của bàn tay biểu thị từ trường trong trường hợp dây thẳng, trong khi nó biểu thị dòng điện trong trường hợp dây tròn. Tương tự, ngón tay cái mở rộng tượng trưng cho dòng điện trong trường hợp dây thẳng, trong khi nó tượng trưng cho từ trường trong trường hợp dây tròn.
Có một cách đơn giản khác để tìm hướng của từ trường dọc trục ở tâm. Chỉ cần nhìn thẳng vào vòng tròn. Nếu dòng điện đi theo chiều kim đồng hồ thì từ trường sẽ hướng về phía bạn, nếu dòng điện đi ngược chiều kim đồng hồ thì từ trường sẽ hướng về phía bạn.
Công thức:
B = 2. 10-7. π. N. tôi/r
Trong đó:
- B: là độ lớn cảm ứng từ tại điểm cần tính
- N: Số vòng dây điện
- I: Cường độ dòng điện (A)
- r: bán kính vòng dây (m)
- π = 3,14
Đối với dây dẫn điện hình trụ, các đường sức từ là những đường thẳng song song. Bạn áp dụng quy tắc cầm bài bằng tay phải để xác định từ trường bằng cách: Giữ tay phải sao cho cả 4 viên bi của tay đều hướng theo chiều dòng điện. , ngón tay cái chỉ theo hướng của đường sức từ. Trong trường hợp này, các đường sức từ đi vào từ phía nam và đi ra từ phía bắc của dây.
Công thức
B = 4. 10-7. π. Không có
Trong đó:
- B: là độ lớn cảm ứng từ tại điểm cần tính
- N: Số vòng dây điện
- I: Cường độ dòng điện (A)
- r: bán kính vòng dây (m)
- l: là chiều dài của ống kim loại hình trụ (m)
- π = 3,14
Cách sử dụng quy tắc nắm tay phải
Dùng thước bên phải xác định hướng của nam châm và chiều tương tác của dây
Xác định hướng nam châm
Như đã nói ở trên, tôi sử dụng quy tắc nắm tay phải để xác định chiều của từ trường khi có chiều dòng điện và ngược lại từ đó suy ra được các cực của nam châm thử.
Xác định chiều tương tác ống dây
Đối với một ống kim loại hình trụ tròn, bạn sử dụng quy tắc nắm tay phải để xác định hướng của các đường sức từ, sau đó xác định được hướng bắc nam của ống kim loại. Vậy chiều tương tác của ống kim loại được xác định khi nam châm hút hoặc đẩy ống kim loại ra phía ngoài, nam châm hút ống kim loại khi hai hướng khác nhau và đẩy khi cả hai hướng giống nhau.
Quy tắc nắm tay phải được sử dụng rộng rãi trong vật lý. Hy vọng bài viết này sẽ giúp ích cho bạn!.
