Contents [hide]
BẠN QUAN TÂM
Nội dung bài viết
Cùng với quy tắc tay phải, quy tắc nắm bàn tay trái cũng là một phần lý thuyết quan trọng được ứng dụng trong vật lý và toán học. Có thể anh em đã biết quy tắc tay phải là để xác định chiều dòng điện và đường sức từ, vậy quy tắc nắm tay trái dùng để xác định điều gì trong vật lý? Ứng dụng và quy tắc sử dụng của quy tắc nắm bàn tay trái sẽ được anh em tìm thấy trong bài viết này.
Quy tắc nắm tay trái là gì?
Trước khi hiểu được quy tắc nắm tay trái là gì, anh em cần nắm được khái niệm từ trường và lực điện từ:
→ Từ trường là gì?
Từ trường có thể được xác định theo một số cách, tùy thuộc vào ngữ cảnh. Tuy nhiên, về mặt tổng thể, nó là một trường vô hình tác dụng lực từ lên các chất nhạy cảm với từ tính. Nam châm cũng tác động lực và mômen lên nhau thông qua từ trường mà chúng tạo ra.
Từ trường có thể được tạo ra trong vùng lân cận của nam châm, bởi dòng điện hoặc điện trường thay đổi. Chúng có bản chất lưỡng cực, có nghĩa là chúng có cả cực nam và bắc của nam châm. Đơn vị tiêu chuẩn quốc tế (SI) được sử dụng để đo từ trường là Tesla, trong khi từ trường nhỏ hơn được đo bằng Gauss (1 Tesla = 10.000 Gauss).
Từ trường có thể được biểu thị bằng các đường sức từ liên tục xuất hiện từ các cực từ trường tìm kiếm phía bắc và đi vào các cực tìm kiếm phía nam. Mật độ của các đường biểu thị độ lớn của trường, tập trung nhiều hơn ở các cực (nơi có trường mạnh) và càng ra xa các cực càng nhỏ dần và yếu đi.
→ Lực điện từ
Lực cơ bản liên kết với điện trường và từ trường. Lực điện từ được mang bởi photon và chịu trách nhiệm cho cấu trúc nguyên tử, các phản ứng hóa học, lực hút và lực đẩy liên quan đến điện tích và từ tính, và tất cả các hiện tượng điện từ khác.
Lực điện từ có phạm vi vô hạn và tuân theo định luật nghịch đảo bình phương. Lực điện từ yếu hơn lực hạt nhân mạnh nhưng mạnh hơn lực yếu và lực hấp dẫn.
Lực điện từ được xác định bởi công thức:
F=q ( E+v×B)
Trong trường hợp E là cường độ điện trường, v là vận tốc của hạt, B là cảm ứng từ trường, q là điện tích của hạt mang điện.
Trong đó, phần (E+VxB) là vectơ. Phương trình cho chúng ta biết rằng tổng lực là tổng của điện trường và tích vectơ của vận tốc của hạt và từ trường, tất cả nhân với điện tích của hạt. Tích vectơ tạo ra một lực theo phương vuông góc với cả 2, phù hợp với phần trước.
→ Quy tắc bàn tay trái
Quy tắc bàn tay trái dùng để xác định chiều của lực từ, chiều từ trường và chiều dòng điện đi qua một cuộn dây dẫn đặt trong không gian từ trường nhất định (nam châm).
Để xác định chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có dòng điện ta dùng quy tắc bàn tay trái:
Đặt bàn tay trái sao cho lòng bàn tay có các đường sức từ hướng vào, khi đó chiều dòng điện đi từ cổ tay ra các đầu ngón tay, chiều ngón tay cái trỏ là góc 90 độ là chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện.
Ứng dụng quy tắc nắm tay trái
Quy tắc bàn tay trái ứng dụng để xác định chiều chuyển động động cơ điện.
Trong trường hợp cuộn dây được đặt trong không gian từ trường, khi có có dòng điện chạy qua sẽ có một lực tác động vuông góc với dòng điện và cả từ trường.
Ứng dụng quy tắc bàn tay trái, đặt bàn tay trái giữ thẳng 3 ngón cái, ngón trỏ và ngón giữa, khi đó nón cái chỉ chiều của lực từ, chiều của từ trường là chiều của ngón trỏ, ngón giữa biểu diễn chiều dòng điện.
Quy tắc bàn tay trái dựa trên tác động của lực từ lên dây điện bằng biểu thức:
F = I.dl.B
Trong đó:
- F là lực từ, I là cường động dòng điện
- dl là độ dày đoạn dây hướng theo chiều dòng điện
- B là cảm ứng điện từ
Lưu ý: Chữ in đậm tính theo vectơ
Công thức trên chỉ được thực hiện theo quy ước:
- Hướng của lực cơ học
- Từ trường hướng theo chiều từ bắc đến nam
- Dòng điện hướng theo chiều từ dương sang âm
Mời các bạn xem thêm về video quy tắc bàn tay trái tại video này
Những quy tắc từ bàn tay giúp chúng ta xác định được chiều, hướng đi cũng như độ lớn của các đơn vị trong vật lý một cách dễ dàng, đến hiện tại không chỉ riêng mỗi quy tắc bàn tay trái, tất cả các lý thuyết quan trọng anh em nên nắm thật chắc để có thể vận dụng vào bài toán thực tế. chúc anh em học tập thật tốt.
#Mecsu
