Từ trường là gì? Tính chất? Quy tắc nắm bàn tay phải là gì?

Từ trường là một thuật ngữ rất quen thuộc và với những vai trò cũng như ý nghĩa rất cần thiết trong thực tiễn. Từ trường được biết tới là một môi trường vật chất bao quanh những hạt mang điện với sự đi lại, từ trường cũng sẽ gây ra lực và lực này tác động lên những vật với từ tính đặt trong nó. Vậy, từ trường là gì? những vấn đề liên quan về từ trường? Quy tắc nắm bàn tay phải là gì?

Tư vấn luật trực tuyến miễn phí qua tổng đài điện thoại: 1900.6568

một. Từ trường là gì?

Trước tiên chúng ta hiểu về nam châm như sau:

Ta hiểu nam châm là loại vật liệu với thể hút được sắt vụn gọi là nam châm.

Trên một nam châm, với những miền hút sắt vụn mạnh nhất, đó là những cực của nam châm. Mỗi nam châm với hai cực: Cực Bắc (kí hiệu là N) và cực Nam (kí hiệu là S).

Một kim nam châm nhỏ được đặt tự do và với thể quay xung quanh một trục thẳng đứng đi qua trọng tâm của kim nam châm luôn nằm định hướng theo hướng Nam – Bắc.

Thực nghiệm chứng tỏ rằng, giữa những nam châm với tương tác với nhau thông qua những lực đặt vào những cực: Hai cực của hai nam châm đặt sắp nhau sẽ đẩy nhau lúc chúng cùng tên và hút nhau lúc chúng khác tên.

Thực chất thì lực tương tác đó được gọi là lực từ và những nam châm được gọi là với từ tính.

những loại nam châm phổ biến hiện nay: Nam châm chữ U; Nam châm thẳng; Nam châm tròn; Nam châm điện.

Khái niệm về từ trường:

Xem thêm: Dòng điện định mức là gì? Ký hiệu, công thức và cách tính?

Từ trường được hiểu là một trường vật chất lạ lùng được sinh ra quanh những điện tích đi lại hoặc do sự biến thiên của điện trường hay từ những mô men lưỡng cực từ như là nam châm.

Hai nam châm hút nhau lúc chúng đặt trong vùng từ trường của nhau.

Tương tác giữa hai dòng điện song song cùng chiều sẽ hút nhau, ngược chiều thì đẩy nhau.

Lực từ với thể tác động xuyên ko gian.

Tính chất cơ bản của từ trường đó chính là gây ra lực từ tác dụng lên nam châm hoặc lên dòng điện đặt trong từ trường đó.

Để phát hiện sự tồn tại của từ trường, người ta sử dụng kim nam châm để thông qua đó với thể xác định. Nam châm trong trạng thái cân bằng sẽ luôn chỉ theo hướng Nam – Bắc. Những kim nam châm nhỏ sử dụng để phát hiện từ trường được gọi là nam châm thử.

2. Ứng dụng của từ trường:

Việc tìm ra từ trường mang tới rất nhiều giá trị về cả nghiên cứu khoa học và ứng dụng thực tế trong đời sống:

– Việc tìm ra từ trường đã giúp nghiên cứu ra máy điện quay: động cơ điện, những loại máy phát điện và nhiều loại máy móc tương tự.

Xem thêm: Sóng điện từ là gì? Đặc tính và ứng dụng của Sóng điện từ?

– Việc tìm ra từ trường đã giúp nghiên cứu ra máy điện tĩnh: Máy biến áp (máy biến thế), những  tụ điện,…

– Việc tìm ra từ trường đã giúp nghiên cứu ra những dụng cụ ứng dụng lực từ trường như: nam châm điện trong những cần cẩu thép, dây rơ le, cuộn dây đóng mở những van điện từ…

– Việc tìm ra từ trường đã giúp nghiên cứu ra những dụng cụ trong đo đạc, thăm dò – phát tín hiệu: micro, cuộn dây đóng mở những van điện tử… và những đồ sử dụng tương tự.

– Việc tìm ra từ trường đã giúp nghiên cứu ra ứng dụng về lực đẩy, lực cản của từ trường với những vật thể đi lại: đệm từ trường trong xe lửa cao tốc, bộ cản dịu trong đồng hồ đo đạc…

– lúc tần số của cảm ứng từ lên một mức nhất định, nó sẽ phát ra ăng ten thành sóng điện từ. Từ đó, con người với ứng dụng Radio, TV, điện thoại sản phẩm điện thoại,…

3. Phân biệt từ trường với điện trường:

– Ta hiểu điện trường là một mô hình tưởng tượng trong điện từ học để nói về môi trường vật chất lạ lùng bao quanh những điện tích. Điện trường sẽ tác dụng lực lên tất cả những hạt mang điện tích đặt trong nó, lực này gọi là lực điện.

– Còn như phân tích ở trên thì từ trường là môi trường vật chất lạ lùng sinh ra quanh những điện tích đi lại hay hình thành do sự biến thiên của điện trường, hoặc từ những momen lưỡng cực từ.

Ta nhận thấy, điện trường biến thiên sinh ra từ trường và ngược lại, một từ trường biến thiên sẽ sinh ra điện trường. Ta thấy hai trường biến thiên này với quan hệ mật thiết với nhau. Xét về mặt bản chất, điện trường cùng với từ trường là những biểu hiện riêng rẽ của một trường thống nhất gọi là điện từ trường.

Xem thêm: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là gì? Nguyên nhân và công thức?

Nói cách khác, điện từ trường là một trường thống nhất gồm hai thành phần điện trường biến thiên và từ trường biến thiên.

Từ trường trong tiếng Anh là: Magnetic

4. những khái niệm liên quan tới từ trường:

Đường sức từ được hiểu như sau:

Đường sức từ được hiểu là những đường cong kín hoặc thẳng dài vô hạn nhưng chúng ko bao giờ cắt nhau trong ko gian xung quanh dòng điện và nam châm. Đường sức từ là đường biểu diễn mật độ của từ trường. Ta với: lúc đường sức từ càng dày, sự cân đối của từ trường càng lớn và người lại.

Quy ước: Tại một điểm bất kỳ trong từ trường của nam châm, chiều của đường sức từ theo hướng đi ra từ cực Bắc và đi vào ở cực Nam.

Người ta sử dụng thử nghiệm từ phổ để quan sát hình dạng của đường sức từ.

Từ trường đều được hiểu như sau:

Từ trường đều được hiểu là một từ trường với những đường sức từ song song, cùng chiều với nhau và khoảng cách đều nhau. Vì thế, trong một từ trường đều thì sự cân đối cảm ứng từ sẽ luôn bằng nhau ở mọi điểm.

Cảm ứng từ được hiểu như sau:

Cảm ứng từ được hiểu là một đại lượng vật lý đặc trưng cho tác dụng của lực từ trong một từ trường nào đó. Nói cách khác, cảm ứng từ là đại lượng biểu diễn cho sự cân đối của từ trường, đơn vị của cảm ứng từ là Tesla (kí hiệu T).

một Vectơ cảm ứng từ với phương tiếp tuyến với đường sức từ tại một điểm thì với chiều từ Nam sang Bắc của nam châm đặt lên nó.

5. Từ trường của nam châm và từ trường của dòng điện:

Từ trường của nam châm bao gồm:

– Từ trường của nam châm thẳng:

Ở mặt ngoài nam châm thẳng, đường sức từ là những đường cong đối xứng nhau qua trục của thanh nam châm, chiều của những đường sức từ này đi ra từ cực Bắc và đi vào từ cực Nam.

Càng về sắp đầu của thanh nam châm, đường sức từ càng mau hơn (từ trường càng mạnh hơn).

– Từ trường của nam châm chữ U:

Bên ngoài thanh nam châm chữ U, đường sức từ là những đường cong đối xứng qua trục thanh nam châm, đi ra từ cực Bắc và đi vào từ cực Nam.

Càng về sắp đầu thanh nam châm chữ U, đường sức từ càng mau hơn (từ trường càng mạnh hơn).

Đường sức từ của từ trường trong khoảng giữa hai cực nam châm chữ U là những đường thẳng song song cách đều nhau, đây chính là vùng từ trường đều.

Từ trường của dòng điện bao gồm:

– Từ trường của dòng điện thẳng:

+ những đường sức từ của dòng điện thẳng là những đường nằm trong những mặt phẳng vuông góc với dòng điện, với tâm nằm trên dòng điện.

+ Chiều của đường sức từ được xác định bằng quy tắc bàn tay phải: Để bàn tay phải sao cho ngón chiếc nằm dọc theo chiều dây dẫn và chỉ theo đúng chiều dòng điện, những ngón khác khum lại (nắm lại) chính là biểu thị cho chiều của những đường sức từ.

– Từ trường của dòng điện tròn:

+ những đường sức từ của dòng điện tròn với chiều đi vào một mặt và đi ra ở mặt kia của dòng điện tròn đó.

Đường sức từ ở tâm dòng điện tròn là một đường thẳng vuông góc với mặt dòng điện tròn đó.

Quy ước: mặt Nam của dòng điện tròn là mặt lúc ta nhìn vào sẽ thấy dòng điện chạy theo chiều kim đồng hồ, ngược lại là mặt Bắc.

+  những đường sức từ của dòng điện tròn với chiều đi vào ở mặt Nam và đi ra từ mặt Bắc.

Ta xác định chiều của đường sức từ tại tâm dòng điện tròn thông qua quy tắc nắm bàn ta phải: Khum bàn tay phải sao cho chiều từ cổ tay tới ngón tay chỉ chiều dòng điện tròn, ngón tay chiếc choãi ra sẽ cho thấy chiều của đường sức từ qua tâm dòng điện tròn.

6. Tìm hiểu về quy tắc bàn tay phải:

Quy tắc bàn tay phải (tiếng Anh: right-hand rule) cũng được gọi là quy tắc nắm tay phải, đây thực chất chính là một quy tắc phổ biến được sử dụng trong toán học và vật lý cho việc nhận biết những quy ước ký hiệu vectơ trong 3 chiều. Trên thực tế thì với một vài nguyên tắc bàn tay phải khác nhau để dễ nghĩ tới những vật chất, được ứng dụng trong từng trường hợp, mục đính khác nhau.

– Quy tắc nắm tay phải xác định chiều dòng điện cảm ứng trong một dây dẫn đi lại trong một từ trường: Nắm bàn tay phải rồi đặt sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua những vòng dây thì ngón chiếc choãi ra chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây

– ko kể uy tắc nắm tay phải thì là uy tắc nắm tay trái: quy tắc bàn tay trái (còn gọi là quy tắc Fleming) là quy tắc định hướng của lực do một từ trường tác động lên một đoạn mạch với dòng điện chạy qua và đặt trong từ trường. Đặt bàn tay trái sao cho những đường cảm ứng từ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay tới ngón tay giữa hướng theo chiều dòng điện thì ngón tay chiếc choãi ra 90° chỉ chiều của lực điện từ