WYZNACZANIE KIERUNKU LINII POLA MAGNETYCZNEGO

ZASADA GILMETA
dla prostego przewodnika z prądem

— służy do wyznaczania kierunku linii magnetycznych (linii indukcji magnetycznej)
wokół prostego przewodnika, w którym płynie prąd.

Jeżeli kierunek ruchu translacyjnego świdra pokrywa się z kierunkiem prądu w przewodniku, wówczas kierunek obrotu rękojeści świdra pokrywa się z kierunkiem linii pola magnetycznego prądu.

Załóżmy, że przewodnik z prądem znajduje się prostopadle do płaszczyzny arkusza:
1. e-mail kierunkowy. prąd od nas (do płaszczyzny blachy)

Zgodnie z zasadą świdra linie pola magnetycznego będą skierowane zgodnie z ruchem wskazówek zegara.

Wtedy zgodnie z zasadą świdra linie pola magnetycznego będą skierowane przeciwnie do ruchu wskazówek zegara.

ZASADA PRAWEJ RĘKI
dla elektromagnesu (czyli cewki z prądem)

- służy do wyznaczania kierunku linii magnetycznych (linii indukcji magnetycznej) wewnątrz elektrozaworu.

Jeśli chwycisz elektromagnes dłonią prawej ręki tak, aby cztery palce były skierowane wzdłuż prądu w zwojach, wówczas wysunięty kciuk wskaże kierunek linii pola magnetycznego wewnątrz elektromagnesu.

1. Jak 2 cewki z prądem oddziałują na siebie?

2. Jak kierowane są prądy w przewodach, jeśli siły oddziaływania są skierowane jak na rysunku?

3. Dwa przewodniki są do siebie równoległe. Wskaż kierunek prądu w przewodniku LED.

Z niecierpliwością czekam na rozwiązania na kolejnej lekcji w „5”!

Wiadomo, że nadprzewodniki (substancje, które w określonych temperaturach mają praktycznie zerowy opór elektryczny) mogą wytwarzać bardzo silne pola magnetyczne. Przeprowadzono eksperymenty w celu wykazania podobnych pól magnetycznych. Po ochłodzeniu nadprzewodnika ceramicznego ciekłym azotem na jego powierzchni umieszczono mały magnes. Siła odpychająca pola magnetycznego nadprzewodnika była tak duża, że ​​magnes uniósł się, unosił w powietrzu i unosił się nad nadprzewodnikiem, aż nadprzewodnik nagrzewając się, stracił swoje niezwykłe właściwości.

class-fizika.narod.ru

POLE MAGNETYCZNE

- jest to szczególny rodzaj materii, poprzez który zachodzi interakcja pomiędzy poruszającymi się elektrycznie naładowanymi cząstkami.

WŁAŚCIWOŚCI (STANOWIEGO) POLA MAGNETYCZNEGO

Stałe (lub stacjonarne) Pole magnetyczne to pole magnetyczne, które nie zmienia się w czasie.

1. Pole magnetyczne jest tworzone poruszające się naładowane cząstki i ciała, przewodniki przewodzące prąd, magnesy trwałe.

2. Pole magnetyczne ważny na poruszających się naładowanych cząstkach i ciałach, na przewodnikach z prądem, na magnesach trwałych, na ramie z prądem.

3. Pole magnetyczne wir, tj. nie ma źródła.

- są to siły, z którymi działają na siebie przewodniki z prądem.

.

jest charakterystyką siły pola magnetycznego.

Wektor indukcji magnetycznej jest zawsze skierowany w taki sam sposób, jak swobodnie obracająca się igła magnetyczna jest zorientowana w polu magnetycznym.

Jednostka SI indukcji magnetycznej:

LINIE INDUKCJI MAGNETYCZNEJ

- są to linie styczne, do których w dowolnym punkcie znajduje się wektor indukcji magnetycznej.

Jednolite pole magnetyczne- jest to pole magnetyczne, w którym w dowolnym punkcie wektor indukcji magnetycznej jest stały pod względem wielkości i kierunku; obserwowane pomiędzy okładkami płaskiego kondensatora, wewnątrz cewki (jeżeli jej średnica jest znacznie mniejsza niż długość) lub wewnątrz magnesu paskowego.

Pole magnetyczne prostoliniowego przewodnika, w którym płynie prąd:

gdzie jest kierunek prądu w przewodniku w naszą stronę prostopadły do ​​płaszczyzny blachy,
- kierunek prądu w przewodniku od nas jest prostopadły do ​​płaszczyzny blachy.

Pole magnetyczne cewki:

Pole magnetyczne magnesu taśmowego:

- podobne do pola magnetycznego solenoidu.

WŁAŚCIWOŚCI LINII INDUKCJI MAGNETYCZNEJ

- mieć kierunek;
- ciągły;
-zamknięte (tj. pole magnetyczne jest wirowe);
- nie przecinają się;
— ich gęstość służy do oceny wielkości indukcji magnetycznej.

KIERUNEK LINII INDUKCJI MAGNETYCZNEJ

- określone przez regułę świdra lub regułę prawej ręki.

Reguła świdra (głównie dla prostego przewodnika przewodzącego prąd):

Reguła prawej dłoni (głównie do wyznaczania kierunku linii magnetycznych
wewnątrz elektromagnesu):

Istnieją inne możliwe zastosowania reguł świdra i prawej ręki.

jest siłą, z jaką pole magnetyczne działa na przewodnik z prądem.

Moduł siły amperowej jest równy iloczynowi natężenia prądu w przewodniku przez wielkość wektora indukcji magnetycznej, długość przewodnika i sinus kąta między wektorem indukcji magnetycznej a kierunkiem prądu w przewodniku .

Siła amperowa jest maksymalna, jeśli wektor indukcji magnetycznej jest prostopadły do ​​przewodnika.

Jeżeli wektor indukcji magnetycznej jest równoległy do ​​przewodnika, wówczas pole magnetyczne nie ma wpływu na przewodnik przewodzący prąd, tj. Siła Ampera wynosi zero.

Kierunek siły Ampera jest określony przez reguła lewej ręki:

Jeśli lewa ręka zostanie ustawiona tak, że składowa wektora indukcji magnetycznej prostopadła do przewodnika wchodzi do dłoni, a 4 wyciągnięte palce są skierowane w kierunku prądu, to kciuk zgięty pod kątem 90 stopni będzie wskazywał kierunek działającej siły na przewodniku, przez który płynie prąd.

Lub

WPŁYW POLA MAGNETYCZNEGO NA RAMĘ Z PRĄDEM

Jednorodne pole magnetyczne orientuje ramę (tj. wytwarzany jest moment obrotowy i rama obraca się do położenia, w którym wektor indukcji magnetycznej jest prostopadły do ​​płaszczyzny ramy).

Niejednorodne pole magnetyczne orientuje + przyciąga lub odpycha ramę przewodzącą prąd.

Zatem w polu magnetycznym prostego przewodnika z prądem (jest ono nierównomierne) ramka z prądem jest zorientowana wzdłuż promienia linii magnetycznej i jest przyciągana lub odpychana od prostego przewodnika z prądem, w zależności od kierunku przepływu prądy.

Przypomnij sobie temat „Zjawiska elektromagnetyczne” dla klasy 8:

Reguła prawej ręki

Kiedy przewodnik porusza się w polu magnetycznym, powstaje w nim ukierunkowany ruch elektronów, czyli prąd elektryczny, który wynika ze zjawiska indukcji elektromagnetycznej.

Do ustalenia kierunek ruchu elektronów Skorzystajmy ze znanej nam reguły lewej ręki.

Jeśli np. przewodnik umieszczony prostopadle do rysunku (rys. 1) wraz z zawartymi w nim elektronami przemieszcza się z góry na dół, to ten ruch elektronów będzie równoważny prądowi elektrycznemu skierowanemu z dołu do góry. Jeśli pole magnetyczne, w którym porusza się przewodnik, jest skierowane od lewej do prawej, to aby określić kierunek siły działającej na elektrony, będziemy musieli położyć lewą rękę dłonią po lewej stronie, tak aby linie magnetyczne siły wejdź w dłoń i czterema palcami w górę (w kierunku przeciwnym do przewodnika ruchu, tj. w kierunku „prądu”); wówczas kierunek kciuka pokaże nam, że na elektrony w przewodniku będzie działać siła skierowana od nas do rysunku. W rezultacie ruch elektronów będzie następował wzdłuż przewodnika, tj. Od nas do rysunku, a prąd indukcyjny w przewodniku będzie kierowany od rysunku do nas.

Obrazek 1. Mechanizm indukcji elektromagnetycznej. Poruszając przewodnik, poruszamy wraz z przewodnikiem wszystkie zawarte w nim elektrony, a poruszając ładunki elektryczne w polu magnetycznym, działa na nie siła zgodnie z zasadą lewej ręki.

Jednak reguła lewej ręki, którą zastosowaliśmy jedynie do wyjaśnienia zjawiska indukcji elektromagnetycznej, okazuje się w praktyce niewygodna. W praktyce określa się kierunek prądu indukcyjnego zgodnie z regułą prawej ręki(Rysunek 2).

Rysunek 2. Reguła prawej ręki. Prawa ręka jest zwrócona dłonią w stronę linii sił magnetycznych, kciuk skierowany jest w kierunku ruchu przewodnika, a cztery palce wskazują, w którym kierunku będzie płynął indukowany prąd.

Reguła prawej ręki czy to, jeśli umieścisz prawą rękę w polu magnetycznym tak, aby linie siły magnetycznej dostały się do dłoni, a kciuk wskaże kierunek ruchu przewodnika, wówczas pozostałe cztery palce wskażą kierunek indukowanego prądu powstającego w przewodniku.

www.sxemotehnika.ru

Proste wyjaśnienie zasady świdra

Wyjaśnienie nazwy

Większość ludzi pamięta wzmiankę o tym z kursu fizyki, a mianowicie z części elektrodynamiki. Stało się tak nie bez powodu, ponieważ ten mnemonik jest często podawany uczniom, aby ułatwić im zrozumienie materiału. W rzeczywistości regułę świdra stosuje się zarówno w elektryczności, do określania kierunku pola magnetycznego, jak i w innych sekcjach, na przykład do określania prędkości kątowej.

Świder to narzędzie do wiercenia otworów o małej średnicy w miękkich materiałach; dla współczesnego człowieka częściej jako przykład posłużyłby korkociąg.

Ważny! Przyjmuje się, że świder, śruba lub korkociąg ma gwint prawoskrętny, to znaczy kierunek jego obrotu po dokręceniu jest zgodny z ruchem wskazówek zegara, tj. w prawo.

Poniższy film przedstawia pełne sformułowanie zasady świdra. Koniecznie obejrzyj go, aby zrozumieć cały sens:

Jaki jest związek pola magnetycznego z świdrem i rękami?

W zagadnieniach fizycznych, badając wielkości elektryczne, często spotykamy się z koniecznością znalezienia kierunku prądu na podstawie wektora indukcji magnetycznej i odwrotnie. Umiejętności te będą również wymagane przy rozwiązywaniu złożonych problemów i obliczeń związanych z układami pola magnetycznego.

Zanim zaczniemy rozważać zasady, chcę przypomnieć, że prąd płynie z punktu o wyższym potencjale do punktu o niższym potencjale. Można powiedzieć prościej - prąd płynie od plusa do minusa.

Zasada świdra ma następujące znaczenie: gdy końcówka świdra zostanie wkręcona zgodnie z kierunkiem prądu, rączka będzie się obracać w kierunku wektora B (wektor linii indukcji magnetycznej).

Reguła prawej ręki działa w następujący sposób:

Połóż kciuk tak, jakbyś pokazywał „cool!”, a następnie obróć rękę tak, aby kierunek prądu i palca pokrywały się. Następnie pozostałe cztery palce zbiegną się z wektorem pola magnetycznego.

Wizualna analiza reguły prawej dłoni:

Aby zobaczyć to wyraźniej, przeprowadź eksperyment - rozsyp wióry metalu na papierze, zrób dziurę w blasze i przewlecz drut, po przyłożeniu do niego prądu zobaczysz, że wióry zgrupują się w koncentryczne okręgi.

Pole magnetyczne w elektromagnesie

Wszystko powyższe dotyczy prostego przewodnika, ale co się stanie, jeśli przewodnik zostanie owinięty w cewkę?

Wiemy już, że gdy prąd płynie wokół przewodnika, powstaje pole magnetyczne, cewka to drut zwinięty w pierścienie wokół rdzenia lub trzpienia, wielokrotnie. Pole magnetyczne w tym przypadku wzrasta. Elektromagnes i cewka to w zasadzie to samo. Główną cechą jest to, że linie pola magnetycznego przebiegają w taki sam sposób, jak w przypadku magnesu trwałego. Elektromagnes jest kontrolowanym analogiem tego ostatniego.

Reguła prawej ręki dla elektromagnesu (cewki) pomoże nam określić kierunek pola magnetycznego. Jeśli trzymasz cewkę w dłoni czterema palcami skierowanymi w stronę przepływu prądu, kciuk wskaże wektor B pośrodku cewki.

Jeśli przekręcisz świder wzdłuż zwojów, ponownie w kierunku prądu, tj. od zacisku „+” do zacisku „-” elektromagnesu, wówczas ostry koniec i kierunek ruchu odpowiadają wektorowi indukcji magnetycznej.

Krótko mówiąc, gdziekolwiek przekręcisz świder, pojawią się linie pola magnetycznego. To samo dotyczy jednego zwoju (przewód okrągły)

Wyznaczanie kierunku prądu za pomocą świdra

Jeśli znasz kierunek wektora B – indukcja magnetyczna, możesz łatwo zastosować tę zasadę. Mentalnie przesuń świder wzdłuż kierunku pola w cewce ostrą częścią odpowiednio do przodu, obrót zgodnie z ruchem wskazówek zegara wzdłuż osi ruchu wskaże, gdzie płynie prąd.

Jeśli przewodnik jest prosty, obróć korkociąg wzdłuż wskazanego wektora, tak aby ruch ten był zgodny z ruchem wskazówek zegara. Wiedząc, że ma gwint prawoskrętny - kierunek wkręcania jest zgodny z prądem.

Co jest związane z lewą ręką

Nie myl świdra z regułą lewej ręki; konieczne jest określenie siły działającej na przewodnik. Wyprostowana dłoń lewej ręki znajduje się wzdłuż przewodnika. Palce wskazują w kierunku przepływu prądu I. Linie pola przechodzą przez otwartą dłoń. Kciuk pokrywa się z wektorem siły - takie jest znaczenie reguły lewej ręki. Siła ta nazywana jest siłą Ampera.

Możesz zastosować tę regułę do pojedynczej naładowanej cząstki i określić kierunek 2 sił:

Wyobraź sobie, że dodatnio naładowana cząstka porusza się w polu magnetycznym. Linie wektora indukcji magnetycznej są prostopadłe do kierunku jego ruchu. Należy przyłożyć otwartą lewą dłoń palcami w kierunku ruchu ładunku, wektor B powinien penetrować dłoń, następnie kciuk wskaże kierunek wektora Fa. Jeśli cząstka jest ujemna, palce są skierowane w kierunku przeciwnym do ładunku.

Jeśli któryś punkt był dla Ciebie niejasny, film wyraźnie pokazuje, jak korzystać z reguły lewej ręki:

Ważne jest, aby wiedzieć! Jeśli masz ciało i działa na nie siła, która ma tendencję do jego obracania, przekręć śrubę w tym kierunku, a określisz, gdzie skierowany jest moment siły. Jeśli mówimy o prędkości kątowej, to sytuacja wygląda następująco: gdy korkociąg obraca się w tym samym kierunku, w którym obraca się ciało, to będzie kręcił się w kierunku prędkości kątowej.

Opanowanie tych metod wyznaczania kierunku sił i pól jest bardzo proste. Takie mnemoniczne zasady dotyczące elektryczności znacznie ułatwiają zadania uczniom i studentom. Nawet pełny czajniczek poradzi sobie ze świdrem, jeśli chociaż raz otworzył wino korkociągiem. Najważniejsze, aby nie zapomnieć, gdzie płynie prąd. Powtarzam, że użycie świdra i prawej ręki jest najczęściej z powodzeniem stosowane w elektrotechnice.

Prawdopodobnie nie wiesz:

Zasady lewej i prawej ręki

Reguła prawej dłoni jest regułą służącą do wyznaczania wektora indukcji pola magnetycznego.

Reguła ta nazywana jest także „regułą świdra” i „regułą śrubową” ze względu na podobieństwo zasady działania. Jest szeroko stosowana w fizyce, gdyż pozwala wyznaczyć najważniejsze parametry – prędkość kątową, moment siły, moment pędu – bez użycia specjalnych przyrządów i obliczeń. W elektrodynamice metoda ta pozwala wyznaczyć wektor indukcji magnetycznej.

Zasada Gimleta

Zasada świdra lub śruby: jeśli dłoń prawej ręki zostanie umieszczona tak, aby pokrywała się z kierunkiem prądu w badanym przewodniku, wówczas obrót rączki świdra do przodu (kciuk dłoni) będzie bezpośrednio wskazać wektor indukcji magnetycznej.

Innymi słowy, aby wyznaczyć wektor, musisz prawą ręką wkręcić wiertło lub korkociąg. Nie ma szczególnych trudności w opanowaniu tej zasady.

Istnieje inna odmiana tej zasady. Najczęściej tę metodę nazywa się po prostu „regułą prawej ręki”.

Brzmi to tak: aby określić kierunek linii indukcyjnych wytworzonego pola magnetycznego, należy chwycić przewodnik ręką tak, aby kciuk pozostawiony pod kątem 90 stopni wskazywał kierunek przepływającego przez niego prądu.

Podobna opcja jest dostępna dla elektromagnesu.

W takim przypadku należy chwycić urządzenie tak, aby palce dłoni pokrywały się z kierunkiem prądu w zwojach. Wystający kciuk w tym przypadku pokaże, skąd pochodzą linie pola magnetycznego.

Reguła prawej ręki dotycząca poruszającego się przewodnika

Zasada ta będzie pomocna również w przypadku przewodników poruszających się w polu magnetycznym. Tylko tutaj musisz działać trochę inaczej.

Otwartą dłoń prawej ręki należy ułożyć tak, aby linie pola wchodziły w nią prostopadle. Wyciągnięty kciuk powinien być skierowany w kierunku ruchu przewodnika. Przy takim układzie wysunięte palce będą pokrywać się z kierunkiem prądu indukcyjnego.

Jak widać, liczba sytuacji, w których ta zasada naprawdę pomaga, jest dość duża.

Pierwsza zasada lewej ręki

Lewą dłoń należy ułożyć tak, aby linie indukcji pola wchodziły w nią pod kątem prostym (prostopadłym). Cztery wyciągnięte palce dłoni powinny pokrywać się z kierunkiem prądu elektrycznego w przewodniku. W takim przypadku wyciągnięty kciuk lewej dłoni wskaże kierunek siły działającej na przewodnik.

W praktyce metoda ta pozwala określić kierunek, w którym zacznie się odchylać przewodnik, przez który przepływa prąd elektryczny, umieszczony pomiędzy dwoma magnesami.

Druga zasada lewej ręki

Istnieją inne sytuacje, w których można zastosować regułę lewej ręki. W szczególności do określenia sił działających na poruszający się ładunek i nieruchomy magnes.

Inna zasada lewej ręki mówi: Dłoń lewej ręki powinna być tak ułożona, aby linie indukcji wytworzonego pola magnetycznego wchodziły w nią prostopadle. Położenie czterech wysuniętych palców zależy od kierunku prądu elektrycznego (wzdłuż ruchu cząstek naładowanych dodatnio lub w stosunku do cząstek ujemnych). Wystający kciuk lewej ręki w tym przypadku będzie wskazywał kierunek siły Ampera lub siły Lorentza.

Zaletami reguł prawej i lewej ręki jest właśnie to, że są proste i pozwalają na dokładne określenie ważnych parametrów bez użycia dodatkowych przyrządów. Wykorzystuje się je zarówno przy przeprowadzaniu różnorodnych eksperymentów i testów, jak i w praktyce przy przewodnikach i polach elektromagnetycznych.

solo-project.com

Reguła lewej ręki

Przewód prosty z prądem. Prąd (I) przepływający przez drut wytwarza pole magnetyczne (B) wokół drutu.

Reguła prawej ręki

Zasada Gimleta: „Jeżeli kierunek ruchu postępowego świdra (śruby) z gwintem prawoskrętnym pokrywa się z kierunkiem prądu w przewodniku, to kierunek obrotu uchwytu świdra pokrywa się z kierunkiem wektora indukcji magnetycznej. ”

Wyznaczanie kierunku pola magnetycznego wokół przewodnika

Reguła prawej ręki: „Jeśli kciuk prawej ręki zwrócony jest w kierunku prądu, to kierunek obejmowania przewodnika czterema palcami będzie wskazywał kierunek linii indukcji magnetycznej.”

Do elektromagnesu formułuje się go w następujący sposób: „Jeśli chwycisz elektromagnes dłonią prawej ręki w taki sposób, że cztery palce będą skierowane wzdłuż prądu w zwojach, wówczas wysunięty kciuk wskaże kierunek linii pola magnetycznego wewnątrz elektromagnesu”.

Reguła lewej ręki

Aby określić kierunek, zwykle używa się siły Ampera reguła lewej ręki: „Jeśli ułożysz lewą rękę tak, aby linie indukcyjne wchodziły w dłoń, a wyciągnięte palce były skierowane wzdłuż prądu, wówczas odwiedziony kciuk wskaże kierunek siły działającej na przewodnik”.

Fundacja Wikimedia. 2010.

Zobacz, czym jest „Reguła lewej ręki” w innych słownikach:

REGUŁA LEWEJ RĘKI, zobacz ZASADY FLEMINGA... Naukowy i techniczny słownik encyklopedyczny

reguła lewej ręki- - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Angielsko-rosyjski słownik elektrotechniki i energetyki, Moskwa, 1999] Zagadnienia elektrotechniki, podstawowe pojęcia EN Reguła Fleminga Reguła lewej ręki Reguła Maxwella ... Przewodnik tłumacza technicznego

reguła lewej ręki- kairės rankos taisyklė statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. reguła Fleminga; reguła lewej ręki vok. Linke Hand Regel, f rus. reguła lewej ręki, n; Reguła Fleminga, n pranc. règle de la main gauche, f … Fizikos terminų žodynas

Przewód prosty z prądem. Prąd (I) przepływający przez drut wytwarza pole magnetyczne (B) wokół drutu. Reguła świdra (również reguła prawej ręki) to mnemoniczna reguła określająca kierunek wektora prędkości kątowej charakteryzującej prędkość ... Wikipedia

Jarga. szkoła Żartuję. 1. Reguła lewej ręki. 2. Każda niewyuczona zasada. (Nagrano 2003) ... Duży słownik rosyjskich powiedzeń

Określa kierunek siły działającej na przewodnik z prądem znajdujący się w polu magnetycznym. Jeśli dłoń lewej ręki ułoży się tak, że wyciągnięte palce będą skierowane wzdłuż prądu, a linie pola magnetycznego wejdą do dłoni, to... ... Wielki słownik encyklopedyczny

Aby określić kierunek mechaniczny siły, aby raj działał na te znajdujące się w magnesie. przewodnik polowy z prądem: jeśli ułożysz lewą dłoń tak, aby wyciągnięte palce pokrywały się z kierunkiem prądu i liniami pola magnetycznego. pola weszły w palmę, a potem... ... Encyklopedia fizyczna

Dzięki dzisiejszemu samouczkowi wideo dowiemy się, jak wykrywane jest pole magnetyczne poprzez jego wpływ na prąd elektryczny. Pamiętajmy o zasadzie lewej ręki. Poprzez eksperyment dowiemy się, w jaki sposób pole magnetyczne jest wykrywane poprzez jego wpływ na inny prąd elektryczny. Przyjrzyjmy się, czym jest reguła lewej ręki.

Na tej lekcji omówimy kwestię wykrywania pola magnetycznego na podstawie jego wpływu na prąd elektryczny i zapoznamy się z regułą lewej ręki.

Przejdźmy do doświadczenia. Pierwszy taki eksperyment mający na celu zbadanie interakcji prądów przeprowadził francuski naukowiec Ampere w 1820 roku. Eksperyment przebiegał następująco: prąd elektryczny przepuszczano przez równoległe przewodniki w jednym kierunku, następnie obserwowano oddziaływanie tych przewodników w różnych kierunkach.

Ryż. 1. Doświadczenie Ampera. Przewodniki współkierunkowe, w których płynie prąd, przyciągają się, przeciwne przewodniki odpychają

Jeśli weźmiesz dwa równoległe przewodniki, przez które prąd elektryczny przepływa w jednym kierunku, wówczas w tym przypadku przewodniki będą się przyciągać. Kiedy prąd elektryczny płynie w różnych kierunkach w tych samych przewodnikach, przewodniki odpychają się. W ten sposób obserwujemy wpływ siły pola magnetycznego na prąd elektryczny. Możemy więc powiedzieć, co następuje: pole magnetyczne jest wytwarzane przez prąd elektryczny i jest wykrywane poprzez jego wpływ na inny prąd elektryczny (siła Ampera).

Po przeprowadzeniu dużej liczby podobnych eksperymentów uzyskano regułę łączącą kierunek linii magnetycznych, kierunek prądu elektrycznego i działanie siły pola magnetycznego. Zasada ta nazywa się reguła lewej ręki. Definicja: lewa ręka musi być ułożona tak, aby linie magnetyczne wchodziły w dłoń, cztery wyciągnięte palce wskazywały kierunek prądu elektrycznego - wtedy zgięty kciuk wskaże kierunek pola magnetycznego.

Ryż. 2. Reguła lewej ręki

Uwaga: nie możemy powiedzieć, że gdziekolwiek skierowana jest linia magnetyczna, tam działa pole magnetyczne. Tutaj związek między ilościami jest nieco bardziej skomplikowany, więc używamy reguła lewej ręki.

Pamiętajmy, że prąd elektryczny to kierunkowy ruch ładunków elektrycznych. Oznacza to, że pole magnetyczne działa na poruszający się ładunek. I w tym przypadku możemy również skorzystać z reguły lewej ręki, aby określić kierunek tego działania.

Spójrz na poniższy obrazek, aby zobaczyć różne zastosowania reguły lewej ręki i samodzielnie przeanalizuj każdy przypadek.

Ryż. 3. Różne zastosowania reguły lewej ręki

Na koniec jeszcze jeden ważny fakt. Jeśli prąd elektryczny lub prędkość naładowanej cząstki zostanie skierowany wzdłuż linii pola magnetycznego, wówczas pole magnetyczne nie będzie oddziaływać na te obiekty.

Lista dodatkowej literatury:

Asłamazow L.G. Ruch naładowanych cząstek w polu elektrycznym i magnetycznym // Kwant. - 1984. - nr 4. - s. 24-25. Myakishev G.Ya. Jak działa silnik elektryczny? // Kwantowy. - 1987. - nr 5. - s. 39-41. Podręcznik do fizyki elementarnej. wyd. G.S. Landsberga. T. 2. - M., 1974. Yavorsky B.M., Pinsky A.A. Podstawy fizyki. T.2. - M.: Fizmatlit, 2003.

Z zajęć z fizyki eksperymentalnej możemy wywnioskować, że pole magnetyczne oddziałuje na poruszające się naładowane cząstki, a co za tym idzie, na przewodniki przewodzące prąd. Siła pola magnetycznego działająca na przewodnik z prądem nazywana jest siłą amperową, a jej kierunek wektora określa reguła lewej ręki.

Siła ampera jest wprost proporcjonalna do indukcji pola magnetycznego, natężenia prądu w przewodniku, długości przewodnika i kąta wektora pola magnetycznego względem przewodnika. Matematyczny zapis tej zależności nazywa się prawem Ampera:

F A =B*I*l*sinα

Na podstawie tego wzoru można stwierdzić, że przy α=0° (równoległe położenie przewodnika) siła F A będzie wynosić zero, a przy α=90° (prostopadły kierunek przewodnika) będzie maksymalna.

Właściwości siły działającej na przewodnik z prądem elektrycznym w polu magnetycznym zostały szczegółowo opisane w pracach A. Ampere'a.

Jeśli siła Ampera działa na cały przewodnik z przepływającym prądem (przepływem naładowanych cząstek), to pojedyncza poruszająca się dodatnio naładowana cząstka znajduje się pod wpływem siły Lorentza. Siłę Lorentza można wyrazić poprzez FA, dzieląc tę ​​wartość przez liczbę poruszających się ładunków wewnątrz przewodnika (koncentrację nośników ładunku).

W polu magnetycznym pod wpływem siły Lorentza ładunek porusza się po okręgu, pod warunkiem, że kierunek jego ruchu jest prostopadły do ​​linii indukcyjnych.

Siłę Lorentza oblicza się za pomocą następującego wzoru:

F L =q*v*B*sinα

Po przeprowadzeniu szeregu eksperymentów fizycznych wykorzystujących bieguny magnetyczne jako źródło jednolitego pola magnetycznego. i ramek prądem, można zaobserwować zmianę zachowania ramki (jest ona wpychana lub wciągana w strefę propagacji pola magnetycznego), gdy zmienia się nie tylko kierunek naładowanych cząstek, ale także gdy zmienia się orientacja biegunów zmiany. Zatem wektor indukcji magnetycznej, wektor prędkości naładowanych cząstek (kierunek prądu) i wektor siły pozostają w ścisłym oddziaływaniu i są wzajemnie prostopadłe.

Aby określić kierunek działania sił Lorentza i Ampera, należy skorzystać z reguły lewej ręki: „Jeśli dłoń lewej ręki zostanie obrócona w taki sposób, że linie pola magnetycznego wchodzą w nią pod kątem prostym, a wyciągnięte palce są umiejscowiony w kierunku prądu elektrycznego (kierunek ruchu cząstek o ładunku dodatnim), wówczas kierunek działania siły wskaże prostopadle poruszający się kciuk.”

To uproszczone sformułowanie pozwala szybko i dokładnie wyznaczyć kierunek dowolnego nieznanego wektora: linii indukcji siły, prądu czy pola magnetycznego.

Reguła lewej ręki ma zastosowanie, gdy:

• wyznacza się kierunek siły działającej na cząstki naładowane dodatnio (w przypadku cząstek naładowanych ujemnie kierunek będzie przeciwny);
• linie indukcji pola magnetycznego i wektor prędkości naładowanych cząstek tworzą kąt różny od zera (w przeciwnym razie siła nie będzie działać na przewodnik).

W jednorodnym polu magnetycznym ramę przewodzącą prąd ustawia się tak, aby linie pola magnetycznego przechodziły przez jej płaszczyznę pod kątem prostym.

Jeżeli wokół liniowego przewodnika z prądem tworzy się pole magnetyczne, wówczas uważa się je za niejednorodne (zmienne w czasie i przestrzeni). W takim polu rama przewodząca prąd będzie nie tylko zorientowana w określony sposób, ale także będzie przyciągana do przewodnika z prądem lub wypchnięta poza granice pola magnetycznego. Zachowanie ramy zależy od kierunku prądów w przewodniku i ramie. Rama z prądem zawsze obraca się wzdłuż promienia linii indukcyjnych niejednorodnego pola magnetycznego.

Jeśli weźmiemy pod uwagę dwa przewodniki, w których prąd płynie w tym samym kierunku, to korzystając z reguły lewej ręki, możemy ustalić, że siła działająca na prawy przewodnik będzie skierowana w lewo, natomiast siła działająca na lewy przewodnik będzie skierowana do Prawidłowy. W rezultacie okazuje się, że siły działające na przewodniki są skierowane ku sobie. Ten wniosek wyjaśnia przyciąganie przewodników prądami jednokierunkowymi.

Jeśli prąd w dwóch równoległych przewodnikach płynie w przeciwnych kierunkach, wówczas działające siły będą skierowane w różnych kierunkach. Spowoduje to odpychanie się dwóch przewodników.

Na ramę przewodzącą prąd umieszczoną w nierównomiernym polu magnetycznym działają siły działające w różnych kierunkach, powodując jej obrót. Na tym zjawisku opiera się zasada działania silnika elektrycznego.

Zastosowanie reguły lewej ręki ma ogromne znaczenie praktyczne i jest wynikiem powtarzanych eksperymentów, które odkrywają naturę pola magnetycznego.

Film o regule lewej ręki

Korzystając z praw lewej i prawej ręki, możesz łatwo znaleźć i określić kierunki prądu, linie magnetyczne i inne wielkości fizyczne.

Reguła Gimleta i prawej ręki

Regułę świdra po raz pierwszy sformułował słynny fizyk Peter Buravchik. Jest wygodny w użyciu do określenia kierunku naprężenia. Zatem sformułowanie reguły jest następujące: w przypadku, gdy świder poruszający się translacyjnie jest wkręcany w kierunku prądu elektrycznego, kierunek rączki samego świdra musi pokrywać się z kierunkiem pola magnetycznego. Tę zasadę można zastosować w przypadku elektromagnesu: chwytamy za elektromagnes, palce powinny być skierowane w tę samą stronę, w którą płynie prąd, czyli pokazywać drogę prądu w zwojach, następnie wystawiamy kciuk prawej ręki, wskazuje pożądaną ścieżkę linii indukcji magnetycznej.

Regułę prawej ręki stosuje się według statystyk znacznie częściej niż regułę świdra, po części ze względu na bardziej zrozumiałe sformułowanie, głosi ona: chwytamy przedmiot prawą ręką, natomiast zaciśnięte palce pięści powinny być widoczne kierunek linii magnetycznych, a kciuk wystawał o około 90 stopni, powinien wskazywać kierunek prądu elektrycznego. Jeżeli jest poruszający się przewodnik: dłoń należy obrócić tak, aby linie siły tego pola były prostopadłe do dłoni (90 stopni), wystający kciuk powinien wskazywać tor ruchu przewodnika, wówczas 4 zgięte palce będą wskazują drogę prądu indukcyjnego.

Reguła lewej ręki

Reguła lewej ręki ma dwa sformułowania. Pierwsze sformułowanie głosi: dłoń powinna być tak ułożona, aby pozostałe zwinięte palce dłoni wskazywały drogę prądu elektrycznego w danym przewodniku, linie indukcji powinny być prostopadłe do dłoni, a wyciągnięty kciuk lewej ręki wskazywał drogę prądu elektrycznego w danym przewodniku. siła wywierana na dany przewodnik. Poniższe sformułowanie brzmi: cztery zgięte palce dłoni, oprócz kciuka, są położone dokładnie zgodnie z ruchem ujemnie naładowanego lub dodatnio naładowanego prądu elektrycznego, a linie indukcyjne powinny być skierowane prostopadle (90 stopni) do dłoni w tym przypadku odsłonięty kciuk powinien wskazywać przepływ sił Ampera lub sił Lorentza.