Quy tắc Ngón cái Phải và Trái của Fleming được Giải thích

Trường dữ liệu: Điện Cơ Bản

China

Định luật tay trái và tay phải của Fleming là gì?

Bất cứ khi nào một dây dẫn có dòng điện nằm trong một trường từ, sẽ có một lực tác dụng lên dây dẫn. Hướng của lực này có thể được xác định bằng Định luật tay trái của Fleming (còn được gọi là 'định luật tay trái của Fleming cho động cơ').

Tương tự, nếu một dây dẫn bị đưa vào một trường từ bằng cách ép buộc, sẽ có một dòng điện cảm ứng trong dây dẫn đó. Hướng của lực này có thể được xác định bằng Định luật tay phải của Fleming.

Trong cả hai định luật tay trái và tay phải của Fleming, có mối quan hệ giữa trường từ, dòng điện và lực. Mối quan hệ này được xác định theo hướng bởi Định luật tay trái và Định luật tay phải của Fleming tương ứng.

Các quy tắc này không xác định độ lớn mà thay vào đó chỉ ra hướng của bất kỳ ba tham số nào (trường từ, dòng điện, lực) khi biết hướng của hai tham số còn lại.

Định luật tay trái của Fleming chủ yếu áp dụng cho động cơ điện và Định luật tay phải của Fleming chủ yếu áp dụng cho máy phát điện.

Định luật tay trái của Fleming là gì?

Đã phát hiện rằng mỗi khi một dây dẫn có dòng điện được đặt trong một trường từ, một lực sẽ tác dụng lên dây dẫn theo hướng vuông góc với cả hai hướng của dòng điện và trường từ.

Trong hình dưới đây, một đoạn dây dẫn có độ dài 'L' được đặt thẳng đứng trong một trường từ đồng nhất theo chiều ngang có cường độ 'H', được tạo ra bởi hai cực từ N và S. Nếu dòng điện 'I' đang chảy qua dây dẫn này, thì độ lớn của lực tác dụng lên dây dẫn là:

Giơ tay trái ra với ngón trỏ, ngón giữa và ngón cái vuông góc với nhau. Nếu ngón trỏ biểu thị hướng của trường từ và ngón giữa biểu thị hướng của dòng điện, thì ngón cái sẽ cho hướng của lực.

Khi dòng điện chảy qua dây dẫn, một trường từ được cảm ứng xung quanh nó. Trường từ có thể được tưởng tượng bằng cách xem xét nhiều đường sức từ đóng kín xung quanh dây dẫn.

Hướng của các đường sức từ có thể được xác định bằng quy tắc ốc vít Maxwell hoặc quy tắc nắm tay phải.

Theo các quy tắc này, hướng của đường sức từ (hoặc flux) là theo chiều kim đồng hồ nếu dòng điện chảy ra khỏi người xem, tức là nếu hướng của dòng điện qua dây dẫn là vào từ mặt phẳng tham chiếu như được hiển thị trong hình vẽ.

Bây giờ, nếu một trường từ magnetic field nằm ngang được áp dụng bên ngoài cho dây dẫn, hai trường từ này, tức là trường quanh dây dẫn do current qua nó và trường từ được áp dụng bên ngoài sẽ tương tác với nhau.

Chúng ta quan sát thấy rằng đường sức từ của trường từ bên ngoài đi từ cực N đến cực S, tức là từ trái sang phải.

Đường sức từ của trường từ bên ngoài và đường sức từ do dòng điện trong dây dẫn có cùng hướng trên dây dẫn, và chúng có hướng ngược lại dưới dây dẫn.

Do đó, sẽ có số lượng lớn hơn các đường sức từ cùng hướng trên dây dẫn so với dưới dây dẫn.

Kết quả là, sẽ có sự tập trung lớn hơn của đường sức từ trong không gian nhỏ trên dây dẫn. Do đường sức từ không còn là đường thẳng, chúng bị căng như các dải cao su bị kéo.

Kết quả là, sẽ có một lực sẽ có xu hướng di chuyển conductor từ trường từ tập trung nhiều hơn sang ít hơn, tức là từ vị trí hiện tại xuống dưới.

Bây giờ, nếu bạn quan sát hướng của dòng điện, lực và trường từ trong giải thích trên, bạn sẽ thấy rằng các hướng tuân theo quy tắc tay trái của Fleming.

Quy tắc tay phải của Fleming là gì?

Theo định luật cảm ứng điện từ của Faraday, bất cứ khi nào một dây dẫn di chuyển trong trường từ, sẽ có dòng điện cảm ứng trong nó. Nếu dây dẫn này được di chuyển mạnh mẽ trong trường từ, sẽ có mối quan hệ giữa hướng lực tác dụng, trường từ và dòng điện.

Mối quan hệ giữa ba hướng này được xác định bởi quy tắc tay phải của Fleming.

Quy tắc này nêu rõ “Giơ tay phải ra với ngón trỏ, ngón giữa và ngón cái vuông góc với nhau. Nếu ngón trỏ đại diện cho hướng của đường lực, ngón cái chỉ hướng di chuyển hoặc lực tác dụng, thì ngón giữa sẽ chỉ hướng của dòng điện cảm ứng”.

Ai đã phát minh ra Quy tắc ngón cái tay trái và tay phải?

Quy tắc ngón cái tay trái và tay phải được thành lập bởi John Ambrose Fleming vào cuối thế kỷ 19.

John đã phát hiện ra cả hai quy tắc này và đặt tên chúng theo tên của mình. Các quy tắc này hiện nay được biết đến rộng rãi là quy tắc tay trái và tay phải của Fleming.