Tóm tắt nội dung
Quy tắc bàn tay phải là một trong những kiến thức cơ bản của chương trình vật lý lớp 11. Bài viết dưới đây sẽ làm rõ quy tắc này cũng như các ứng dụng vào thực tế.
Quy tắc bàn tay phải là gì?
Quy tắc bàn tay phải hay còn được gọi là quy tắc nắm tay phải. Đây là một trong các quy tắc phổ biến được dùng trong toán học và vật lý. Nó có tác dụng nhận biết các quy ước ký hiệu vectơ trong 3 chiều. Theo đó, có một vài nguyên tắc bàn tay phải khác nhau. Từ đó, dễ hình dung các vật chất, được ứng dụng trong từng trường hợp và mục đích khác nhau.
Quy tắc nắm tay phải xác định chiều dòng điện cảm ứng ở một dây dẫn chuyển động trong một từ trường. Ta nắm bàn tay phải rồi đặt sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây. Lúc này thì ngón cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây.
Quy tắc bàn tay phải dựa vào những nguyên tắc nào?
Ứng dụng quy tắc bàn tay phải
Xác định từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài
Với dòng điện chạy qua dây dẫn thẳng dài thì đường sức từ chính là những đường tròn. Nó có tâm nằm trên dây dẫn điện và vuông góc với dòng điện.
Khi đó, ta sử dụng quy tắc này để xác định chiều của đường sức từ như sau:
Nắm bàn tay phải lại sao cho ngón cái choãi ra ngoài nằm dọc theo dây dẫn I. Khi đó, ngón cái sẽ chỉ theo chiều dòng điện về đến điểm Q. Các ngón tay còn lại khum theo chiều các đường sức từ trên đường tròn tâm O. Và O cũng nằm trên dây dẫn I.
Công thức để tính độ lớn cảm ứng từ:
B = 2. 10-7. I/r
Trong đó:
- B là độ lớn cảm ứng từ ở điểm cần xác định
- I là cường độ dòng điện của dây dẫn thẳng dài
- r là khoảng cách từ điểm cần xác định tới dây dẫn thẳng dài (theo đơn vị m)
Dòng điện chạy qua dây dẫn chính là đường sức từ
Xác định từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn
Đường sức từ khi một dòng điện đi qua đường dẫn uốn thành vòng tròn được chia thành 2 loại:
Đường sức từ đi qua tâm (O) của vòng tròn dây dẫn điện là một đường thẳng dài vô hạn. Những đường sức từ còn lại là những đường cong hướng đi vào từ mặt nam. Đồng thời, hướng đi ra từ mặt bắc của dòng điện tròn đó.
Công thức tính độ lớn cảm ứng từ tại tâm O của vòng dây dẫn như sau:
B = 2. 10-7. π. N. I/r
Trong đó ta có:
- B là độ lớn cảm ứng từ ở điểm ta cần tính
- N là số vòng dây dẫn điện
- I là cường độ của dòng điện (đơn vị A)
- r là bán kính của vòng dây dẫn (đơn vị m)
Quy tắc bàn tay phải xác định từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ
Dây dẫn điện được quấn quanh ống dây hình trụ. Ở ống dây, các đường sức từ sẽ là các đường thẳng song song. Lúc này, chiều của đường sức từ sẽ được xác định theo quy tắc nắm bàn tay phải như sau:
Nắm bàn tay phải lại rồi đặt sao cho chiều khum bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện quấn trên ống dây dẫn hình trụ. Ngay lúc này, ngón cái choãi ra chỉ hướng của đường sức từ. Đường sức từ sẽ đi vào từ mặt nam và đi ra ở mặt bắc của ống dây đó.
Dây dẫn điện được quấn quanh ống trụ
Công thức tính độ lớn cảm ứng từ ở lòng ống dây dẫn hình trụ:
B = 4. 10-7. π. N. I/l
Trong đó:
- B là độ lớn cảm ứng từ ở điểm cần tính
- N là số vòng của dây dẫn điện
- I là cường độ dòng điện (đơn vị A)
- r là bán kính vòng dây (đơn vị m)
- l là chiều dài của ống dây dẫn hình trụ (m)
Sử dụng quy tắc nắm bàn tay phải với mục đích xác định các chiều
Xác định được hướng của nam châm thử
Quy tắc bàn tay phải sử dụng với mục đích xác định chiều của từ trường. Với trường hợp khi đã biết chiều của dòng điện. Hoặc ngược lại xác định chiều dòng điện cảm ứng khi biết trước chiều của từ trường. Theo đó ta có thể suy ra các cực của nam châm thử.
Xác định chiều tương tác của ống dây dẫn với nam châm thử nhỏ
Sử dụng quy tắc nắm bàn tay phải giúp xác định chiều của đường sức từ. Nó chạy trong ống dây dẫn hình trụ có dây điện quấn xung quanh. Từ đó, xác định được chiều nam bắc của ống dây dẫn. Nam châm bị ống dây dẫn hút vào khi phần tiếp xúc của dây và nam châm có chiều trái nhau. Và ngược lại sẽ đẩy nam châm khi có chiều cực cùng nhau.
Mong rằng với nội dung bài viết trên, bạn sẽ biết cách áp dụng quy tắc này trong các bài tập vật lý ứng dụng.
