DÉTERMINATION DE LA DIRECTION DES LIGNES DE CHAMP MAGNÉTIQUE
RÈGLE GILMET
pour un conducteur droit avec courant
— sert à déterminer la direction des lignes magnétiques (lignes d'induction magnétique)
autour d’un conducteur droit transportant du courant.
Si la direction du mouvement de translation de la vrille coïncide avec la direction du courant dans le conducteur, alors le sens de rotation de la poignée de la vrille coïncide avec la direction des lignes de champ magnétique du courant.
Disons que le conducteur porteur de courant est situé perpendiculairement au plan de la tôle :
1. e-mail d'orientation. courant de notre part (dans le plan de la feuille)
Selon la règle de la vrille, les lignes du champ magnétique seront dirigées dans le sens des aiguilles d’une montre.
Ensuite, selon la règle de la vrille, les lignes du champ magnétique seront dirigées dans le sens inverse des aiguilles d’une montre.
RÈGLE DE LA MAIN DROITE
pour un solénoïde (c'est-à-dire une bobine avec du courant)
- sert à déterminer la direction des lignes magnétiques (lignes d'induction magnétique) à l'intérieur du solénoïde.
Si vous saisissez le solénoïde avec la paume de votre main droite de manière à ce que quatre doigts soient dirigés le long du courant dans les tours, le pouce étendu indiquera la direction des lignes de champ magnétique à l'intérieur du solénoïde.
1. Comment 2 bobines avec courant interagissent-elles entre elles ? 
2. Comment les courants dans les fils sont-ils dirigés si les forces d'interaction sont dirigées comme sur la figure ?
3. Deux conducteurs sont parallèles l’un à l’autre. Indiquez le sens du courant dans le conducteur de la LED.
J'attends avec impatience des solutions au prochain cours à "5" !
On sait que les supraconducteurs (substances qui ont une résistance électrique pratiquement nulle à certaines températures) peuvent créer des champs magnétiques très puissants. Des expériences ont été menées pour démontrer des champs magnétiques similaires. Après avoir refroidi le supraconducteur en céramique avec de l’azote liquide, un petit aimant a été placé à sa surface. La force répulsive du champ magnétique du supraconducteur était si élevée que l'aimant s'est élevé, a plané dans l'air et a plané au-dessus du supraconducteur jusqu'à ce que le supraconducteur, en chauffant, perde ses propriétés extraordinaires.
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UN CHAMP MAGNÉTIQUE
- il s'agit d'un type particulier de matière à travers laquelle se produit une interaction entre des particules en mouvement chargées électriquement.
PROPRIÉTÉS DU CHAMP MAGNÉTIQUE (STATIONNAIRE)
Permanent (ou stationnaire) Un champ magnétique est un champ magnétique qui ne change pas dans le temps.
1. Champ magnétique est créé particules et corps chargés en mouvement, conducteurs porteurs de courant, aimants permanents.
2. Champ magnétique valide sur des particules et des corps chargés en mouvement, sur des conducteurs sous courant, sur des aimants permanents, sur un cadre sous courant.
3. Champ magnétique vortex, c'est à dire. n'a aucune source.
- ce sont les forces avec lesquelles les conducteurs porteurs de courant agissent les uns sur les autres.
. 
est la force caractéristique du champ magnétique.
Le vecteur induction magnétique est toujours orienté de la même manière qu’une aiguille magnétique en rotation libre est orientée dans un champ magnétique.
Unité SI d'induction magnétique :
LIGNES À INDUCTION MAGNÉTIQUE
- ce sont des droites tangentes auxquelles en tout point se trouve le vecteur induction magnétique.
Champ magnétique uniforme- il s'agit d'un champ magnétique dans lequel en tout point le vecteur induction magnétique est constant en amplitude et en direction ; observé entre les plaques d'un condensateur plat, à l'intérieur d'un solénoïde (si son diamètre est beaucoup plus petit que sa longueur) ou à l'intérieur d'une bande magnétique.
Champ magnétique d’un conducteur droit transportant du courant :
où est la direction du courant dans le conducteur vers nous perpendiculairement au plan de la tôle,
- la direction du courant dans le conducteur éloigné de nous est perpendiculaire au plan de la tôle.
Champ magnétique du solénoïde :
Champ magnétique d'une bande magnétique :
- similaire au champ magnétique d'un solénoïde.
PROPRIÉTÉS DES LIGNES À INDUCTION MAGNÉTIQUE
- avoir une direction ;
- continu ;
-fermé (c'est-à-dire que le champ magnétique est vortex) ;
- ne se croisent pas ;
— leur densité est utilisée pour juger de l'ampleur de l'induction magnétique.
DIRECTION DES LIGNES D'INDUCTION MAGNÉTIQUE
- déterminé par la règle de la vrille ou la règle de la main droite.
Règle de vrille (principalement pour un conducteur droit transportant du courant) :
Règle de la main droite (principalement pour déterminer la direction des lignes magnétiques)
à l'intérieur du solénoïde) :
Il existe d'autres applications possibles des règles de la vrille et de la main droite.
est la force avec laquelle un champ magnétique agit sur un conducteur porteur de courant.
Le module ampère-force est égal au produit de l'intensité du courant dans le conducteur par l'amplitude du vecteur induction magnétique, la longueur du conducteur et le sinus de l'angle entre le vecteur induction magnétique et la direction du courant dans le conducteur. .
La force Ampère est maximale si le vecteur induction magnétique est perpendiculaire au conducteur.
Si le vecteur induction magnétique est parallèle au conducteur, alors le champ magnétique n'a aucun effet sur le conducteur parcouru par le courant, c'est-à-dire La force d'Ampère est nulle.
La direction de la force Ampère est déterminée par règle de la main gauche:
Si la main gauche est positionnée de manière à ce que la composante du vecteur d'induction magnétique perpendiculaire au conducteur pénètre dans la paume et que 4 doigts étendus soient dirigés dans la direction du courant, alors le pouce plié à 90 degrés indiquera la direction de la force agissant sur le conducteur porteur de courant.
ou 
EFFET DE CHAMP MAGNÉTIQUE SUR UN CADRE AVEC COURANT
Un champ magnétique uniforme oriente le cadre (c'est-à-dire qu'un couple est créé et le cadre tourne vers une position où le vecteur d'induction magnétique est perpendiculaire au plan du cadre).
Un champ magnétique non uniforme oriente + attire ou repousse le cadre porteur de courant.
Ainsi, dans le champ magnétique d'un conducteur droit avec courant (il est non uniforme), le cadre avec courant est orienté le long du rayon de la ligne magnétique et est attiré ou repoussé par le conducteur droit avec courant, selon la direction de les courants.
Rappelez-vous le sujet « Phénomènes électromagnétiques » pour la 8e année :
Règle de la main droite
Lorsqu'un conducteur se déplace dans un champ magnétique, un mouvement dirigé d'électrons s'y crée, c'est-à-dire un courant électrique, dû au phénomène d'induction électromagnétique.
Pour déterminer direction du mouvement des électrons Utilisons la règle de gauche que nous connaissons.
Si, par exemple, un conducteur situé perpendiculairement au dessin (Figure 1) se déplace avec les électrons qu'il contient de haut en bas, alors ce mouvement d'électrons sera équivalent à un courant électrique dirigé de bas en haut. Si le champ magnétique dans lequel se déplace le conducteur est dirigé de gauche à droite, alors pour déterminer la direction de la force agissant sur les électrons, nous devrons placer notre main gauche avec la paume vers la gauche pour que les lignes de force magnétiques entrez dans la paume, et avec quatre doigts vers le haut (à contre-sens du conducteur de mouvement, c'est-à-dire dans le sens du « courant ») ; alors la direction du pouce nous montrera que les électrons du conducteur seront soumis à une force dirigée de nous vers le dessin. Par conséquent, le mouvement des électrons se produira le long du conducteur, c'est-à-dire de nous vers le dessin, et le courant d'induction dans le conducteur sera dirigé du dessin vers nous.
Image 1. Le mécanisme de l'induction électromagnétique. En déplaçant un conducteur, nous déplaçons avec le conducteur tous les électrons qu'il contient, et lors du déplacement de charges électriques dans un champ magnétique, une force agira sur elles selon la règle de gauche.
Cependant, la règle de gauche, que nous avons appliquée uniquement pour expliquer le phénomène d’induction électromagnétique, s’avère peu pratique en pratique. En pratique, la direction du courant d'induction est déterminée selon la règle de la main droite(Figure 2).
Figure 2. Règle de la main droite. La main droite est tournée avec la paume vers les lignes de force magnétiques, le pouce est dirigé dans le sens de déplacement du conducteur et quatre doigts indiquent dans quelle direction circulera le courant induit.
Règle de la main droite est-ce, si vous placez votre main droite dans un champ magnétique de manière à ce que les lignes de force magnétiques pénètrent dans la paume et que le pouce indique la direction du mouvement du conducteur, alors les quatre autres doigts indiqueront la direction du courant induit apparaissant dans le conducteur.
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Une explication simple de la règle de la vrille
Explication du nom
La plupart des gens se souviennent d’en avoir parlé dans un cours de physique, à savoir la section électrodynamique. Cela s'est produit pour une raison, car ce mnémonique est souvent donné aux étudiants pour simplifier leur compréhension de la matière. En fait, la règle de la vrille est utilisée à la fois en électricité, pour déterminer la direction du champ magnétique, et dans d'autres domaines, par exemple, pour déterminer la vitesse angulaire.
Une vrille est un outil permettant de percer des trous de petit diamètre dans des matériaux souples ; pour une personne moderne, il serait plus courant d'utiliser un tire-bouchon comme exemple.
Important! On suppose que la vrille, la vis ou le tire-bouchon ont un filetage à droite, c'est-à-dire que le sens de rotation une fois serré est dans le sens des aiguilles d'une montre, c'est-à-dire À droite.
La vidéo ci-dessous fournit la formulation complète de la règle du vrille, assurez-vous de la regarder pour comprendre tout l'intérêt :
Quel est le lien entre le champ magnétique et la vrille et les mains ?
Dans les problèmes de physique, lors de l'étude des grandeurs électriques, on est souvent confronté à la nécessité de trouver la direction du courant à partir du vecteur induction magnétique et vice versa. Ces compétences seront également requises pour résoudre des problèmes complexes et effectuer des calculs impliquant des systèmes de champs magnétiques.
Avant de commencer à examiner les règles, je tiens à vous rappeler que le courant circule d'un point avec un potentiel plus élevé vers un point avec un potentiel plus faible. On peut dire plus simplement : le courant passe du plus au moins.
La règle de la vrille a la signification suivante : lorsque la pointe de la vrille est vissée dans le sens du courant, la poignée tournera dans la direction du vecteur B (le vecteur des lignes d'induction magnétique).
La règle de la main droite fonctionne comme ceci :
Placez votre pouce comme si vous affichiez « cool ! », puis tournez votre main pour que le sens du courant et celui du doigt coïncident. Ensuite, les quatre doigts restants coïncideront avec le vecteur champ magnétique.
Une analyse visuelle de la règle de la main droite :
Pour voir cela plus clairement, faites une expérience - dispersez des copeaux de métal sur du papier, faites un trou dans la feuille et enfilez un fil, après y avoir appliqué du courant, vous verrez que les copeaux se regrouperont en cercles concentriques.
Champ magnétique dans un solénoïde
Tout ce qui précède est vrai pour un conducteur droit, mais que se passe-t-il si le conducteur est enroulé en bobine ?
Nous savons déjà que lorsque le courant circule autour d'un conducteur, un champ magnétique est créé, une bobine est un fil enroulé plusieurs fois en anneaux autour d'un noyau ou d'un mandrin. Le champ magnétique augmente dans ce cas. Le solénoïde et la bobine sont, en principe, la même chose. La principale caractéristique est que les lignes de champ magnétique se déroulent de la même manière que dans le cas d'un aimant permanent. Le solénoïde est un analogue contrôlé de ce dernier.
La règle de la main droite pour le solénoïde (bobine) nous aidera à déterminer la direction du champ magnétique. Si vous tenez la bobine dans votre main avec quatre doigts orientés dans la direction dans laquelle le courant circule, votre pouce pointera vers le vecteur B au milieu de la bobine.
Si vous tournez une vrille le long des virages, toujours dans le sens du courant, c'est-à-dire de la borne «+» à la borne «-» du solénoïde, alors l'extrémité pointue et la direction du mouvement correspondent au vecteur induction magnétique.
En termes simples, partout où vous tournez la vrille, les lignes de champ magnétique ressortent. Il en va de même pour un tour (conducteur circulaire)
Déterminer la direction du courant avec une vrille
Si vous connaissez la direction du vecteur B - induction magnétique, vous pouvez facilement appliquer cette règle. Déplacez mentalement la vrille dans la direction du champ dans la bobine avec la partie pointue vers l'avant, respectivement, la rotation dans le sens des aiguilles d'une montre le long de l'axe de mouvement montrera où le courant circule.
Si le conducteur est droit, faites tourner la poignée du tire-bouchon le long du vecteur indiqué, de sorte que ce mouvement se fasse dans le sens des aiguilles d'une montre. Sachant qu'il a un filetage à droite - le sens dans lequel il est vissé coïncide avec le courant.
Qu'est-ce qui est lié à la main gauche
Ne confondez pas la vrille et la règle de la main gauche : elle est nécessaire pour déterminer la force agissant sur le conducteur. La paume redressée de la main gauche est située le long du conducteur. Les doigts pointent dans la direction du courant I. Les lignes de champ traversent la paume ouverte. Le pouce coïncide avec le vecteur force - c'est le sens de la règle de la main gauche. Cette force est appelée force Ampère.
Vous pouvez appliquer cette règle à une particule chargée individuelle et déterminer la direction des 2 forces :
Imaginez qu'une particule chargée positivement se déplace dans un champ magnétique. Les lignes du vecteur induction magnétique sont perpendiculaires à la direction de son mouvement. Vous devez placer votre paume gauche ouverte avec vos doigts dans le sens du mouvement de la charge, le vecteur B doit pénétrer dans la paume, puis le pouce indiquera la direction du vecteur Fa. Si la particule est négative, les doigts pointent dans le sens inverse de la charge.
Si un point ne vous semble pas clair, la vidéo montre clairement comment utiliser la règle de gauche :
Il est important de le savoir ! Si vous avez un corps et qu'une force agit sur lui qui tend à le faire tourner, tournez la vis dans cette direction et vous déterminerez où est dirigé le moment de force. Si nous parlons de vitesse angulaire, alors la situation ici est la suivante : lorsque le tire-bouchon tourne dans le même sens que la rotation du corps, il se vissera dans le sens de la vitesse angulaire.
Il est très simple de maîtriser ces méthodes de détermination de la direction des forces et des champs. De telles règles mnémotechniques en électricité facilitent grandement la tâche des écoliers et des étudiants. Même une théière pleine peut gérer une vrille si elle a ouvert du vin avec un tire-bouchon au moins une fois. L’essentiel est de ne pas oublier où passe le courant. Je répète que l'utilisation d'une vrille et de la main droite est le plus souvent utilisée avec succès en génie électrique.
Vous ne le savez probablement pas :
Règles des mains gauche et droite
La règle de la main droite est une règle utilisée pour déterminer le vecteur d’induction du champ magnétique.
Cette règle est également appelée « règle de la vrille » et « règle de la vis », en raison de la similitude du principe de fonctionnement. Il est largement utilisé en physique, car il permet de déterminer les paramètres les plus importants - vitesse angulaire, moment de force, moment cinétique - sans utiliser d'instruments ou de calculs spéciaux. En électrodynamique, cette méthode permet de déterminer le vecteur d'induction magnétique. 
Règle de la vrille
Règle de la vrille ou de la vis : si la paume de la main droite est placée de manière à coïncider avec le sens du courant dans le conducteur étudié, alors la rotation vers l'avant de la poignée de la vrille (pouce de la paume) va directement indiquer le vecteur d’induction magnétique.
En d'autres termes, vous devez visser une perceuse ou un tire-bouchon avec votre main droite pour déterminer le vecteur. Il n'y a pas de difficultés particulières à maîtriser cette règle.
Il existe une autre variante de cette règle. Le plus souvent, cette méthode est simplement appelée « règle de la main droite ».
Cela ressemble à ceci : pour déterminer la direction des lignes d'induction du champ magnétique créé, vous devez prendre le conducteur avec votre main de manière à ce que votre pouce gauche à 90 degrés indique la direction du courant qui le traverse. 
Il existe une option similaire pour le solénoïde.
Dans ce cas, vous devez saisir l'appareil de manière à ce que les doigts de votre paume coïncident avec la direction du courant dans les virages. Dans ce cas, le pouce qui dépasse montrera d'où viennent les lignes de champ magnétique.
Règle de la main droite pour déplacer le conducteur
Cette règle sera également utile dans le cas de conducteurs se déplaçant dans un champ magnétique. Seulement ici, vous devez agir un peu différemment.
La paume ouverte de la main droite doit être positionnée de manière à ce que les lignes de champ y pénètrent perpendiculairement. Le pouce étendu doit pointer dans la direction du mouvement du conducteur. Avec cette disposition, les doigts étendus coïncideront avec la direction du courant d'induction.
Comme nous pouvons le constater, le nombre de situations dans lesquelles cette règle est réellement utile est assez important.
Première règle de la main gauche
Il est nécessaire de placer la paume gauche de manière à ce que les lignes d'induction du champ y pénètrent à angle droit (perpendiculaire). Les quatre doigts tendus de la paume doivent coïncider avec la direction du courant électrique dans le conducteur. Dans ce cas, le pouce étendu de la paume gauche indiquera la direction de la force agissant sur le conducteur. 
En pratique, cette méthode permet de déterminer la direction dans laquelle un conducteur traversé par un courant électrique, placé entre deux aimants, va commencer à s'écarter.
Deuxième règle de la main gauche
Il existe d'autres situations dans lesquelles vous pouvez utiliser la règle de gauche. En particulier, pour déterminer les forces avec une charge en mouvement et un aimant fixe.
Une autre règle de la main gauche dit : La paume de la main gauche doit être positionnée de manière à ce que les lignes d'induction du champ magnétique créé y pénètrent perpendiculairement. La position des quatre doigts étendus dépend de la direction du courant électrique (dans le sens du mouvement des particules chargées positivement ou contre celles chargées négativement). Le pouce saillant de la main gauche indiquera dans ce cas la direction de la force Ampère ou de la force de Lorentz.
Les avantages des règles de droite et de gauche sont précisément qu'elles sont simples et vous permettent de déterminer avec précision des paramètres importants sans utiliser d'instruments supplémentaires. Ils sont utilisés à la fois pour mener diverses expériences et tests, et dans la pratique lorsqu'il s'agit de conducteurs et de champs électromagnétiques.
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Règle de la main gauche
Fil droit avec courant. Le courant (I) circulant dans un fil crée un champ magnétique (B) autour du fil.
Règle de la main droite
Règle de la vrille: « Si le sens du mouvement de translation d'une vrille (vis) avec un filetage à droite coïncide avec le sens du courant dans le conducteur, alors le sens de rotation de la poignée de la vrille coïncide avec la direction du vecteur d'induction magnétique. »
Déterminer la direction du champ magnétique autour d'un conducteur
Règle de la main droite: "Si le pouce de la main droite est positionné dans le sens du courant, alors la direction de la saisie du conducteur avec quatre doigts indiquera la direction des lignes d'induction magnétique."
Pour solénoïde il est formulé comme suit : « Si vous saisissez le solénoïde avec la paume de votre main droite de manière à ce que quatre doigts soient dirigés le long du courant dans les spires, alors le pouce étendu indiquera la direction des lignes de champ magnétique à l'intérieur du solénoïde.
Règle de la main gauche
Pour déterminer la direction de la force Ampère, on utilise généralement règle de la main gauche: "Si vous positionnez votre main gauche de manière à ce que les lignes d'induction pénètrent dans la paume et que les doigts tendus soient dirigés le long du courant, alors le pouce en abduction indiquera la direction de la force agissant sur le conducteur."
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Découvrez ce qu'est la « règle de la main gauche » dans d'autres dictionnaires :
RÈGLE DE MAIN GAUCHE, voir RÈGLES DE FLEMING... Dictionnaire encyclopédique scientifique et technique
règle de la main gauche- - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Dictionnaire anglais-russe de génie électrique et de génie électrique, Moscou, 1999] Thèmes de génie électrique, concepts de base EN Règle de Flemingrègle de la main gaucheRègle de Maxwell ... Guide du traducteur technique
règle de la main gauche- kairės Rankos taisyklė statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. la règle de Fleming ; règle de la main gauche vok. Linke Hand Regel, f rus. règle de la main gauche, n ; La règle de Fleming, n pranc. règle de la main gauche, f … Fizikos terminų žodynas
Fil droit avec courant. Le courant (I) circulant dans un fil crée un champ magnétique (B) autour du fil. La règle de la vrille (également la règle de la main droite) est une règle mnémonique permettant de déterminer la direction du vecteur vitesse angulaire caractérisant la vitesse... Wikipédia
Jarg. école Plaisanterie. 1. Règle de la main gauche. 2. Toute règle non apprise. (Enregistré en 2003) ... Grand dictionnaire de dictons russes
Détermine la direction de la force qui agit sur un conducteur porteur de courant situé dans un champ magnétique. Si la paume de la main gauche est positionnée de manière à ce que les doigts étendus soient dirigés le long du courant et que les lignes de champ magnétique pénètrent dans la paume, alors... ... Grand dictionnaire encyclopédique
Pour déterminer la direction de la mécanique forces, au paradis agit sur celles situées dans l'aimant. conducteur de champ avec courant : si vous positionnez votre paume gauche de manière à ce que les doigts tendus coïncident avec la direction du courant, et les lignes du champ magnétique. les champs sont entrés dans la paume, puis... ... Encyclopédie physique
Grâce au didacticiel vidéo d'aujourd'hui, nous allons apprendre comment un champ magnétique est détecté par son effet sur un courant électrique. Rappelons la règle de la main gauche. Grâce à l'expérience, nous apprenons comment un champ magnétique est détecté par son effet sur un autre courant électrique. Étudions quelle est la règle de la main gauche.
Dans cette leçon, nous aborderons la question de la détection d'un champ magnétique par son effet sur un courant électrique et nous familiariserons avec la règle de gauche.
Passons à l'expérience. La première expérience de ce type visant à étudier l'interaction des courants a été réalisée par le scientifique français Ampère en 1820. L'expérience était la suivante : un courant électrique passait à travers des conducteurs parallèles dans une direction, puis l'interaction de ces conducteurs était observée dans différentes directions.
Riz. 1. L'expérience d'Ampère. Les conducteurs codirectionnels transportant du courant s'attirent, les conducteurs opposés se repoussent
Si vous prenez deux conducteurs parallèles à travers lesquels le courant électrique passe dans la même direction, alors dans ce cas, les conducteurs s'attireront. Lorsque le courant électrique circule dans des directions différentes dans les mêmes conducteurs, les conducteurs se repoussent. Ainsi, on observe l’effet de force d’un champ magnétique sur un courant électrique. Ainsi, nous pouvons dire ceci : un champ magnétique est créé par un courant électrique et est détecté par son effet sur un autre courant électrique (force d'Ampère).
Lorsqu'un grand nombre d'expériences similaires ont été réalisées, une règle a été obtenue qui relie la direction des lignes magnétiques, la direction du courant électrique et l'action de la force du champ magnétique. Cette règle s'appelle règle de la main gauche. Définition : la main gauche doit être positionnée de manière à ce que les lignes magnétiques entrent dans la paume, quatre doigts étendus indiquent le sens du courant électrique – puis le pouce plié indiquera le sens du champ magnétique.
Riz. 2. Règle de la main gauche
Attention : on ne peut pas dire que partout où est dirigée la ligne magnétique, le champ magnétique y agit. Ici, la relation entre les quantités est un peu plus compliquée, nous utilisons donc règle de la main gauche.
Rappelons que le courant électrique est le mouvement directionnel des charges électriques. Cela signifie qu’un champ magnétique agit sur une charge en mouvement. Et dans ce cas, nous pouvons également utiliser la règle de gauche pour déterminer la direction de cette action.
Jetez un œil à l'image ci-dessous pour les différentes utilisations de la règle de gauche et analysez chaque cas vous-même.
Riz. 3. Diverses applications de la règle de gauche
Enfin, un autre fait important. Si le courant électrique ou la vitesse d'une particule chargée est dirigé le long des lignes du champ magnétique, il n'y aura aucun effet du champ magnétique sur ces objets.
Liste de la littérature supplémentaire :
Aslamazov L.G. Mouvement des particules chargées dans les champs électriques et magnétiques // Quantique. - 1984. - N° 4. - P. 24-25. Myakishev G.Ya. Comment fonctionne un moteur électrique ? // Quantique. - 1987. - N° 5. - P. 39-41. Manuel de physique élémentaire. Éd. G.S. Landsberg. T. 2. - M., 1974. Yavorsky B.M., Pinsky A.A. Fondamentaux de la physique. T.2. - M. : Fizmatlit, 2003.
Des cours de physique expérimentale, nous pouvons conclure qu'un champ magnétique affecte les particules chargées en mouvement et, par conséquent, les conducteurs porteurs de courant. La force d'un champ magnétique agissant sur un conducteur porteur de courant est appelée force ampère, et sa direction vectorielle établit la règle de gauche.
La force de l'Ampère est directement proportionnelle à l'induction du champ magnétique, à l'intensité du courant dans le conducteur, à la longueur du conducteur et à l'angle du vecteur champ magnétique par rapport au conducteur. L'écriture mathématique de cette relation s'appelle la loi d'Ampère :
F A = B*I*l*sinα
Sur la base de cette formule, nous pouvons conclure qu'à α=0° (position parallèle du conducteur) la force F A sera nulle, et à α=90° (direction perpendiculaire du conducteur) elle sera maximale.
Les propriétés de la force agissant sur un conducteur avec un courant électrique dans un champ magnétique ont été décrites en détail dans les travaux de A. Ampère.
Si la force Ampère agit sur l'ensemble du conducteur avec un courant qui passe (flux de particules chargées), alors une particule individuelle chargée positivement en mouvement est sous l'influence de la force de Lorentz. La force de Lorentz peut être exprimée par F A en divisant cette valeur par le nombre de charges en mouvement à l'intérieur du conducteur (concentration de porteurs de charge).
Dans un champ magnétique, sous l'influence de la force de Lorentz, la charge se déplace en cercle, à condition que la direction de son mouvement soit perpendiculaire aux lignes d'induction.
La force de Lorentz est calculée à l'aide de la formule suivante :
F L = q*v*B*sinα
Ayant réalisé une série d'expériences physiques utilisant des pôles magnétiques comme source d'un champ magnétique uniforme. et des cadres avec courant, on peut observer un changement dans le comportement du cadre (il est poussé ou tiré dans la zone de propagation du champ magnétique) lorsque non seulement la direction des particules chargées change, mais aussi lorsque l'orientation des pôles changements. Ainsi, le vecteur induction magnétique, le vecteur vitesse des particules chargées (direction du courant) et le vecteur force sont en interaction étroite et sont mutuellement perpendiculaires.
Pour déterminer la direction de travail des forces de Lorentz et d'Ampère, vous devez utiliser la règle de la main gauche : « Si la paume de la main gauche est tournée de manière à ce que les lignes de champ magnétique y pénètrent à angle droit et que les doigts tendus soient situé dans la direction du courant électrique (la direction du mouvement des particules chargées positivement), alors la direction de la force sera indiquée par le pouce déplacé perpendiculairement.
Cette formulation simplifiée permet de déterminer rapidement et précisément la direction de tout vecteur inconnu : lignes d'induction de force, de courant ou de champ magnétique.
La règle de la main gauche s’applique lorsque :
- la direction de la force sur les particules chargées positivement est déterminée (pour les particules chargées négativement, la direction sera opposée) ;
- les lignes d'induction du champ magnétique et le vecteur vitesse des particules chargées forment un angle différent de zéro (sinon la force n'agira pas sur le conducteur).
Dans un champ magnétique uniforme, le cadre porteur de courant est positionné de manière à ce que les lignes de champ magnétique traversent son plan à angle droit.
Si un champ magnétique se forme autour d'un conducteur linéaire avec du courant, il est alors considéré comme inhomogène (variable dans le temps et dans l'espace). Dans un tel champ, le cadre porteur de courant sera non seulement orienté d'une certaine manière, mais sera également attiré vers le conducteur porteur de courant ou poussé au-delà des limites du champ magnétique. Le comportement du châssis est déterminé par la direction des courants dans le conducteur et le châssis. Le cadre avec courant tourne toujours le long du rayon des lignes d'induction du champ magnétique inhomogène.
Si nous considérons deux conducteurs dont les courants se déplacent dans la même direction, alors en utilisant la règle de la main gauche, nous pouvons établir que la force agissant sur le conducteur droit sera dirigée vers la gauche, tandis que la force agissant sur le conducteur gauche sera dirigée vers le droite. Par conséquent, il s’avère que les forces agissant sur les conducteurs sont dirigées les unes vers les autres. C'est cette conclusion qui explique l'attraction des conducteurs à courants unidirectionnels.
Si le courant dans deux conducteurs parallèles circule dans des directions opposées, les forces agissant seront alors dirigées dans des directions différentes. Cela amènera les deux conducteurs à se repousser.
Un cadre porteur de courant placé dans un champ magnétique non uniforme est soumis à des forces dans différentes directions, le faisant tourner. Le principe de fonctionnement du moteur électrique repose sur ce phénomène.
L'application de la règle de gauche est d'une grande importance pratique et est le résultat d'expériences répétées qui révèlent la nature du champ magnétique.
Vidéo sur la règle de la main gauche
En utilisant les règles des mains gauche et droite, vous pouvez facilement trouver et déterminer les directions du courant, des lignes magnétiques et d’autres grandeurs physiques.
Vrille et règle de la main droite
La règle de la vrille a été formulée pour la première fois par le célèbre physicien Peter Buravchik. Il est pratique de l'utiliser pour déterminer la direction de la tension. Ainsi, la formulation de la règle est la suivante : dans le cas où une vrille, se déplaçant en translation, est vissée dans le sens du courant électrique, la direction de la poignée de la vrille elle-même doit coïncider avec la direction du champ magnétique. Cette règle peut être appliquée avec un solénoïde : on saisit le solénoïde, nos doigts doivent pointer dans le même sens que le courant, c'est-à-dire montrer le trajet du courant dans les spires, puis on sort le pouce de notre main droite, il indique le chemin souhaité des lignes d’induction magnétique.
La règle de la main droite est utilisée selon les statistiques beaucoup plus souvent que la règle de la vrille, en partie à cause d'une formulation plus compréhensible, elle dit : nous saisissons l'objet avec notre main droite, tandis que les doigts serrés du poing doivent montrer la direction des lignes magnétiques et le pouce dépassant d'environ 90 degrés devraient indiquer la direction du courant électrique. S'il y a un conducteur en mouvement : la main doit être tournée de manière à ce que les lignes de force de ce champ soient perpendiculaires à la paume (90 degrés), le pouce saillant doit pointer vers la trajectoire de mouvement du conducteur, puis 4 doigts pliés le feront indiquer le chemin du courant d’induction.
Règle de la main gauche
La règle de gauche a deux formulations. La première formulation stipule : la main doit être positionnée de manière à ce que les doigts recourbés restants de la main indiquent le chemin du courant électrique dans un conducteur donné, les lignes d'induction doivent être perpendiculaires à la paume et le pouce étendu de la main gauche indique le force exercée sur un conducteur donné. La formulation suivante se lit comme suit : les quatre doigts pliés de la main, en plus du pouce, sont situés précisément en fonction du mouvement du courant électrique chargé négativement ou positivement, et les lignes d'induction doivent être dirigées perpendiculairement (90 degrés) dans la paume. , dans ce cas, le pouce exposé doit indiquer les forces ampèremétriques du flux ou les forces de Lorentz.