오른손 법칙

적용하는 상황에 따라 손의 배치와 각 손가락이 나타내는 물리량은 달라진다. 앙페르의 오른손 법칙은 전류와 그 주위 자기장의 관계를 다루고, 플레밍의 오른손 법칙은 도체의 운동과 자기장으로부터 유도 기전력 또는 전류의 방향을 정한다.^[1][4][5]

오른손 법칙은 벡터곱의 방향을 정하는 관례이기도 하다. 예를 들어 각운동량, 자기력, 토크처럼 두 벡터가 놓인 평면에 수직인 방향을 갖는 물리량의 방향을 표현할 때 쓰이며, 오른손 좌표계의 축 방향을 정하는 데에도 적용된다.^[3][5]

전류가 흐르는 직선 도선 주위에는 도선을 둘러싸는 원형 자기장이 생긴다. 오른손 엄지를 전류 방향으로 향하게 하면, 나머지 손가락이 감기는 방향이 자기장의 방향을 나타낸다.^[2][3]

전류 방향을 반대로 바꾸면 자기장 방향도 반대로 바뀐다. 나침반을 전선 가까이에 두고 전류를 흘렸을 때 바늘이 움직이며, 전선 연결을 반대로 하면 바늘의 움직임도 반대로 나타나는 사례가 이를 보여준다.^[2]

전류가 강해질수록 도선 주위 자기장도 강해진다. 전류가 흐르는 전선 옆에서 나침반이 움직이는 현상은 1820년 외르스테드가 전기와 자기의 연관성을 발견한 계기가 되었다.^[2]

플레밍의 오른손 법칙은 자기장 안에서 도체가 움직일 때 생기는 유도 기전력이나 전류의 방향을 정하는 데 쓰인다. 오른손 엄지는 도체의 운동 방향, 검지는 자기장 방향, 중지는 유도 기전력 또는 전류 방향을 가리킨다.^[1][4]

예를 들어 자기장을 통과하는 발전기 권선에서는 도체의 운동과 자기장 방향을 손가락에 맞추어 유도 전류의 방향을 알아볼 수 있다. 이 법칙은 도체의 운동 에너지가 전기 에너지로 변환되는 발전기의 원리를 설명할 때 활용된다.^[1][4]

이 규칙은 전류가 흐르는 도선이 자기장 안에서 받는 힘의 방향을 찾는 플레밍의 왼손 법칙과 구별된다. 오른손 법칙은 운동에 따른 유도 방향을 다루며, 왼손 법칙은 전류와 자기장에 따른 힘의 방향을 나타낸다.^[4][5]

두 벡터의 벡터곱은 두 벡터가 이루는 평면에 수직인 방향을 갖는다. 그 수직 방향은 평면의 양쪽 가운데 어느 쪽인지 정해야 하며, 오른손 법칙은 그 방향을 일관되게 고르는 관례다.^[3]

오른손을 첫 번째 벡터에서 두 번째 벡터 쪽으로 손가락이 감기게 두면, 엄지가 벡터곱의 방향을 가리킨다. 반대 순서로 벡터를 결합하면 방향도 반대가 된다.^[3]

이 방법은 입자의 운동 평면에 수직인 각운동량, 전하의 속도와 자기장에 의해 정해지는 자기력, 힘과 지레팔에 의해 정해지는 토크의 방향을 파악하는 사례에 적용된다.^[3]

오른손 법칙은 3차원 직교 좌표계에서 축의 방향을 정하는 기준으로도 쓰인다. 엄지와 검지를 서로 직각인 두 축의 양의 방향에 맞추면, 중지가 세 번째 축의 양의 방향을 나타낸다.^[3][5]

예를 들어 검지와 중지를 각각 x축과 y축의 양의 방향에 맞추는 배치에서는 엄지가 z축의 양의 방향을 가리킨다. 이렇게 손가락과 좌표축을 대응시키면 벡터와 축 사이의 공간적 방향 관계를 시각화할 수 있다.^[3][5]

• 앙페르의 오른손 법칙
• 플레밍의 왼손 법칙
• 전자기 유도

^[1] Rradioactive.hsc.ac.kr(새 탭에서 열림)

^[2] Rradio.kasi.re.kr(새 탭에서 열림)

^[3] Wwww.physicsbook.gatech.edu(새 탭에서 열림)

^[4] Wwww.ktword.co.kr(새 탭에서 열림)

^[5] Uunisquads.io(새 탭에서 열림)