Hướng dẫn chi tiết cách áp dụng quy tắc bàn tay phải

Quy tắc bàn tay phải là một trong những quy tắc được sử dụng rất nhiều trong việc giải các bài toán vật lý hiện nay. Đây được coi là một phép ghi nhớ để có thể xác định một cách dễ dàng hướng của dòng điện được tạo ra. Nếu bạn muốn hiểu kỹ hơn về quy tắc này thì hãy cùng chúng tôi đến với những thông tin được chia sẻ trong bài viết sau.

Khái niệm quy tắc bàn tay phải

Quy tắc bàn tay phải thường được dùng trong việc xác định chiều của các đường sức từ tại lòng ống dây nơi có dòng điện chạy qua. Ngoài ra, nó còn được sử dụng để xác định chiều của dòng điện cảm ứng trong một dây dẫn được đặt trong môi trường có từ trường.

Nội dung quy tắc này được phát biểu như sau: “Nắm bàn tay phải sao cho ngón cái choãi ra ngoài nằm dọc theo dây dẫn, khi đó, ngón cái sẽ chỉ theo chiều dòng điện, các ngón tay còn khum lại theo chiều đường sức từ.” Để hiểu rõ hơn về quy tắc này thì bạn cần phải nắm thêm 2 khái niệm sau:

• Từ trường: Đây chính là một dạng vật chất có trong không gian. Một biểu hiện của từ trường đó là sự tác dụng của lực từ tác dụng lên nam châm hoặc một dòng điện ở trong nó. Hướng của từ trường tại một điểm trùng với hướng của nam châm nhỏ khi nó được nằm cân bằng tại chính điểm đó.
• Đường sức từ: đây là những đường vẽ sao cho hướng của đường sức từ trùng với tiếp tuyến ở mỗi điểm của nó. Như vậy, có thể dễ kết luận rằng chiều của đường sức từ sẽ trùng với đường sức từ tại mỗi điểm.

Nguồn gốc của quy tắc bàn tay phải

Quy tắc này được phát hiện bởi một nhà vật lý học nổi tiếng có tên là John Ambrose Fleming vào khoảng cuối thế kỷ 19. Nó như một cách để giúp xác định được chiều của các đại lượng vật lý một cách dễ dàng hơn mà điển hình là các quy ước ký hiệu vectơ trong 3 chiều.

Khi áp dụng quy tắc này bạn có thể tìm ra hướng của bất kỳ vecto nào trong bộ 3 vecto. Với trường hợp đã xác định được hướng của 2 vectơ bất kỳ thì dựa vào đó bạn có thể dễ dàng tìm ra được hướng của vectơ còn lại. Người ta thường sử dụng quy tắc này trong việc thiết kế máy phát điện.

Thông tin cơ bản về quy tắc bàn tay phải

Như đã đề cập, quy tắc bàn tay phải giúp bạn có thể dễ dàng xác định được chiều của dòng điện cảm ứng được đặt trong cuộn dây dẫn chuyển động tại một từ trường hoặc ngược lại. Từ đó bạn có thể dễ dàng suy ra được chính xác các cực của nam châm thử.

Hiện nay, có rất nhiều dạng bài tập giải toán vật lý đòi hỏi bạn cần phải nắm thật chắc những kiến thức có liên quan đến quy tắc này. Khi áp dụng quy tắc này thì bạn cần hiểu rõ khái niệm và cách thức đặt tay sao cho đúng để việc xác định thêm chính xác hơn. Chiều của dòng điện sẽ được biểu diễn bằng dấu chấm nếu từ trường B đi từ trong ra ngoài. Ngược lại, nó sẽ được biểu diễn bằng dấu cộng trong trường hợp từ trường B đi từ ngoài vào trong.

Ứng dụng quy tắc bàn tay phải xác định chiều dòng điện

Người ta thường sẽ ứng dụng quy tắc này để xác định được chiều của dòng điện trong các trường hợp sau:

Ứng dụng trong dây dẫn thẳng dài

Với những dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài thì đường sức từ của nó sẽ có hình dạng là đường tròn và có tâm nằm trên dây dẫn và có hướng vuông góc với dòng điện. Khi áp dụng quy tắc tay phải thì bạn cần phải nắm bàn tay sao cho những ngón tay cái choãi ra trùng với dây dẫn và nó chỉ theo chiều dòng điện. Còn những ngón tay còn lại sẽ khum theo chiều của đường sức từ. Tại đây, công thức tính cảm ứng từ sẽ được tính bằng: B=2.10^-7.I/r.

Xác định từ trường trong dây dẫn đã được uốn thành hình tròn

Với trường hợp xác định từ trường trong những dây dẫn được uốn thành hình tròn sẽ chia làm 2 loại. Nếu đường sức từ đi xuyên qua tâm O của vòng tròn dây dẫn điện thì sẽ có đặc điểm là những đường thẳng dài vô hạn. Còn những đường sức từ khác sẽ đi vào từ cực nam và đi ra từ cực bắc của dòng điện sẽ là những đường cong. Với cảm ứng từ tại tâm O của vòng dây sẽ có công thức tính là: B = 2. 10-7. π. N. I/r.

Từ trường trong ống dây dẫn có hình trụ

Khi sử dụng bàn tay phải chúng ta cũng có thể xác định được từ trường bên trong những ống dây dẫn có hình trụ. Đường sức từ bên trong ống dây thông thường là những đường thẳng song song. Khi áp dụng quy tắc tay phải để xác định hướng của các lực thì bạn sẽ cần nắm tay phải sao cho chiều nắm tay trùng với chiều dòng điện quấn quanh ống dây và ngón cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ. Bạn sẽ áp dụng công thức sau để tính cảm ứng từ: B = 4. 10-7. π. N. L/l

Cách sử dụng quy tắc bàn tay phải để giải bài tập

Để có thể áp dụng quy tắc này trong quá trình giải bài tập thì nó đòi hỏi bạn cần phải nắm chắc bản chất của nó. Thông thường, để áp dụng đúng cách quy tắc này bạn sẽ phải thực hiện qua những bước sau:

Bước 1: Xác định hướng của kim nam châm thử

Ở bước này, trước khi tìm được hướng của kim nam châm thử thì bạn cần phải xác định được đúng chiều của dòng điện trong ống dây. Cùng với đó là xác định thêm chiều của đường sức từ. Lúc này, bạn sẽ tiến hành choãi ngón tay cái ra dọc theo chiều của dây dẫn I. Như vậy, ngón tay cái lúc này sẽ chỉ theo hướng dòng điện về Q. Còn hướng của đường sức từ sẽ trùng với chiều khum của những ngón tay còn lại.

Bước 2: Xác định được lực tương tác giữa ống dây và nam châm

Sau khi sử dụng quy tắc bàn tay phải  thì để xác định được chiều của đường sức từ chạy trong ống dây hình trụ thì từ đó bạn có thể biết được các cực nam, bắc của ống dây dẫn. Nếu nam châm bị ống hút trong trường hợp nam châm và vị trí tiếp xúc của ống dây có cùng cực. Ngược lại, chúng sẽ đẩy nhau nếu như vị trí tiếp xúc của ống dây và nam châm trái cực.

Lợi ích khác của quy tắc bàn tay phải trong các lĩnh vực

Ngoài việc sử dụng để xác định chiều của dòng điện trong trường hợp đã xác định được chiều của cảm ứng từ ở lĩnh vực vật lý thì quy tắc này còn có nhiều lợi ích trong các lĩnh vực khác. Ví dụ như: Trong toán học, người ta thường áp dụng quy tắc này vào việc xác định hướng cảm sinh của những đường cong biên trong quá trình áp dụng định lý Stokes. Để áp dụng thì bạn sẽ cần nắm bàn tay phải sao cho ngón tay cái choãi ra trùng với chiều của vectơ pháp tuyến. Như vậy, 4 ngón tay còn lại sẽ cho ta biết cảm sinh của đường cong biên.

Kết luận

Với những nội dung được chúng tôi mang đến trong bài viết trên chắc hẳn đã giúp bạn hiểu thêm về cách áp dụng cũng như lợi ích mà quy tắc bàn tay phải mang lại. Hy vọng, sau bài viết này bạn đã có thể thành thạo trong việc xác định chiều dòng điện cảm ứng, đường sức từ… Nếu như bạn có bất cứ thắc mắc nào liên quan đến nội dung bài viết thì hãy để lại câu hỏi ở phía dưới nhé!