Левая и правая рука физика: Правило левой и правой руки для магнитного поля

Правило левой и правой руки для магнитного поля

В физике часто используют правила:

• правой руки;
• левой руки;
• правого и левого винтов (правило буравчика).

Это, так называемые, мнемонические правила. Мнемоническими называют специальные приемы и способы, которые упрощают процесс запоминания необходимой информации, позволяя образовывать ассоциации, проводя параллели между абстрактными объектами (фактами) и объектами, имеющими визуальные, аудиальные или кинетические представления.

Одним из первых в физике мнемоническое правило предложил П. Буравчик. Его правило дает возможность найти направление вектора, получающегося в результате векторного произведения.

Использование правила правой руки в электродинамике

Если в магнитном поле подвесить на тонком и гибком проводе рамку с током, то она будет поворачиваться и расположится определенным образом. Аналогично поведение магнитной стрелки. Это свидетельствует о векторном характере физической величины, характеризующей магнитное поле.

При этом направление этого вектора будет связано с ориентацией рамки и стрелки. Физической векторной величиной, которая характеризует магнитное поле, стал вектор магнитной индукции ($\vec{B}$).

Это один из главных параметров, описывающих состояние магнитного поля, поэтому необходимо уметь находить его величину и, конечно, направление.

Для определения направления вектора магнитной индукции используют:

• правило правого винта или
• правило правой руки.

Направлением вектора магнитной индукции, в месте локализации рамки с током, считают направление положительного перпендикуляра ($\vec{n}$) к этой рамке. Положительная нормаль ($\vec{n}$) будет иметь направление такое же, как направление поступательного перемещения правого винта, если его головку вращать по току в рамке (рис.1 (a)).

Рисунок 1. Определение направления вектора магнитной индукции. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Так, обладая пробной рамкой с током, помещая ее в исследуемое поле, давая ей свободно вращаться в нем, можно определить, как направлен вектор магнитной индукции в каждой точке поля. Необходимо только дать рамке прийти в положение равновесия, затем использовать правило правого винта.

Готовые работы на аналогичную тему

Теперь обратимся к правилу правой руки. Сожмем правую руку в неплотный кулак (рис.2). Отогнем большой палец на 90°. Руку разместим так, чтобы большой палец указывал направление течения тока, тогда согнутые остальные четыре пальца укажут направление линий магнитной индукции поля, которое создает ток. А мы помним, что касательная в каждой точке поля к силовой линии (линии магнитной индукции) указывает направление $\vec{B}$.

Рисунок 2. Правило правой руки. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Рассмотрим соленоид. Обхватим правой ладонью его так, чтобы четыре пальца совпали с направлением тока в нем, тогда отогнутый на девяносто градусов палец укажет, как направлено магнитное поле, создаваемое у него внутри.

Нам известно, что если в магнитном поле перемещать проводник, то в этом проводнике будет возникать ток индукции. Правило правой руки можно использовать для определения направления течения тока индукции в таких проводниках. При этом:

• линии индукции магнитного поля должны входить в открытую ладонь правой руки,
• палец этой руки отогнуть на девяносто градусов, и направить по скорости перемещения проводника,
• вытянутые четыре пальца будут указывать, как направлен ток индукции.

Правилом правой руки можно воспользоваться при определении направления ЭДС индукции в контуре:

Согнутыми четырьмя пальцами правой руки охватить контур, в котором индуцируется ЭДС при изменении магнитного потока, отогнуть на девяносто градусов большой палец этой руки и направить его по направлению магнитного потока при его увеличении (или против направления магнитного потока при его уменьшении), тогда согнутые пальцы укажут на направление противоположное ЭДС.

Правило левой руки для определения направления силы Ампера

Любой проводник с током в магнитном поле подвергается действию магнитной силы. Данная сила называется силой Ампера. На элементарный проводник ($dl$) с током ($I$), помещенный в магнитное поле с индукцией $\vec{B}$ действует сила Ампера, равная:

$d\vec{F}_{A}=I\left( d\vec{l}\times \vec{B} \right)\left( 1 \right)$.

В правой части выражения (1) мы видим векторное произведение ($ d\vec{l}\times \vec{B} $), из этого следует, что сила Ампера направлена перпендикулярно плоскости в которой лежат векторы $\vec{dl}$ и $\vec{B}$. При этом конкретное направление силы Ампера можно найти, используя правило левой руки:

Раскрытую ладонь левой руки располагают так, чтобы:

• четыре пальца ладони указывали направление течения тока;
• линии магнитной индукции входили в ладонь,

тогда, отогнутый под прямым углом большой палец данной руки, укажет направление силы Ампера (рис.3).

Рисунок 3. Правило левой руки. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Правило левой руки часто применяют, когда необходимо выяснить в какую сторону отклоняется проводник, находящийся в магнитном поле.

Использование правила левой руки для нахождения направления силы Лоренца.

Правило левой руки применимо к силе Лоренца. Так как электрический ток создают перемещающиеся заряженные частицы, следовательно, на движущийся в магнитном поле заряд будет действовать сила.

Определение 1

Силой Лоренца, называют силу, действующую на заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, равную:

$\vec{F}_{L}=q\left( \vec{v}\times \vec{B} \right)\left( 2 \right)$.

где q – заряд частицы; $\vec{v}$ – скорость движения частицы относительно магнитного поля; $\vec{B}$ – магнитная индукция поля, в котором частица перемещается.

В определении (2) мы видим векторное произведение $\vec{v}$ и $\vec{B}$ , это означает, что сила Лоренца будет направлена перпендикулярно плоскости в которой находятся соответствующие векторы.

Для определения направления $\vec{F_L}$ воспользуемся правилом левой руки, при этом расположим открытую ладонь левой руки так, что:

• четыре пальца этой руки укажут направление скорости движения частицы;
• вектор магнитной индукции будет входить в ладонь,

тогда отогнутый на девяносто градусов большой палец этой руки укажет нам направление силы Лоренца, движущейся в магнитном поле, если эта частица несет положительный заряд. Если частица является отрицательной, то большой палец укажет направление противоположное силе, действующей на частицу со стороны магнитного поля.

Правило правой и левой руки в физике: применение в повседневной жизни

Вступив во взрослую жизнь, мало кто вспоминает школьный курс физики. Однако иногда необходимо покопаться в памяти, ведь некоторые знания, полученные в юности, могут существенно облегчить запоминание сложных законов. Одним из таких является правило правой и левой руки в физике. Применение его в жизни позволяет понять сложные понятия (к примеру, определить направление аксиального вектора при известном базисном). Сегодня попробуем объяснить эти понятия, и как они действуют языком, доступным простому обывателю, закончившему учёбу давно и забывшему ненужную (как ему казалось) информацию.

Правило правой руки (буравчика) легко понять, глядя на обычный штопор

Читайте в статье:

Формулировка правила буравчика

Пётр Буравчик – это первый физик, сформулировавший правило левой руки для различных частиц и полей. Оно применимо как в электротехнике (помогает определить направление магнитных полей), так и в иных областях. Оно поможет, к примеру, определить угловую скорость.

Простое и понятное объяснение с наглядным примером

Правило буравчика (правило правой руки) – это название не связано с фамилией физика, сформулировавшего его. Больше название опирается на инструмент, имеющий определённое направление шнека. Обычно у буравчика (винта, штопора) т.н. резьба правая, входит в грунт бур по часовой стрелке. Рассмотрим применение этого утверждения для определения магнитного поля.

Главное – не забыть, в каком направлении течёт ток

Нужно сжать правую руку в кулак, подняв вверх большой палец. Теперь немного разжимаем остальные четыре. Именно они указывают нам направление магнитного поля. Если же говорить кратко, правило буравчика имеет следующий смысл – вкручивая буравчик вдоль направления тока, увидим, что рукоять вращается по направлению линии вектора магнитной индукции.

Правило правой и левой руки: применение на практике

Рассматривая применение этого закона, начнём с правила правой руки. Если известно направление вектора магнитного поля, при помощи буравчика можно обойтись без знания закона электромагнитной индукции. Представим, что винт передвигается вдоль магнитного поля. Тогда направление течения тока будет «по резьбе», то есть вправо.

Ещё одно чёткое и понятное объяснение

Применение правила правой руки для соленоида

Обратим внимание на постоянный управляемый магнит, аналогом которого является соленоид. По своей сути он является катушкой с двумя контактами. Известно, что ток движется от «+» к «-». Опираясь на эту информацию, берём в правую руку соленоид в таком положении, чтобы 4 пальца указывали направление течения тока. Тогда вытянутый большой палец укажет вектор магнитного поля.

Применение правила правой руки для соленоида

Правило левой руки: что можно определить, воспользовавшись им

Не стоит путать правила левой руки и буравчика – они предназначены для совершенно разных целей. При помощи левой руки можно определить две силы, вернее, их направление. Это:

• сила Лоренца;
• сила Ампера.

Попробуем разобраться, как это работает.

Применение для силы Ампера

Правило левой руки для силы Ампера: в чём оно заключается

Расположим левую руку вдоль проводника так, чтобы пальцы были направлены в сторону протекания тока. Большой палец будет указывать в сторону вектора силы Ампера, а в направлении руки, между большим и указательным пальцем будет направлен вектор магнитного поля. Это и будет правило левой руки для силы ампера, формула которой выглядит так:

Правило левой руки для силы Лоренца: отличия от предыдущего

Располагаем три пальца левой руки (большой, указательный и средний) так, чтобы они находились под прямым углом друг к другу. Большой палец, направленный в этом случае в сторону, укажет направление силы Лоренца, указательный (направлен вниз) – направление магнитного поля (от северного полюса к южному), а средний, расположенный перпендикулярно в сторону от большого, – направление тока в проводнике.

Применение для силы Лоренца

Формулу расчёта силы Лоренца можно увидеть на рисунке ниже.

Заключение

Разобравшись один раз с правилами правой и левой руки, уважаемый читатель поймёт, насколько легко ими пользоваться. Ведь они заменяют знание многих законов физики, в частности, электротехники. Главное здесь – не забыть направление течения тока.

При помощи рук можно определить множество различных параметров

Надеемся, что сегодняшняя статья была полезна нашим уважаемым читателям. При возникновении вопросов их можно оставить в обсуждениях ниже. Редакция Seti.guru с удовольствием на них ответит в максимально сжатые сроки. Пишите, общайтесь, спрашивайте. А мы, в свою очередь, предлагаем вам посмотреть короткое видео, которое поможет более полно понять тему нашего сегодняшнего разговора.

Правило правой и левой руки в физике: применение в повседневной жизни

Вступив во взрослую жизнь, мало кто вспоминает школьный курс физики. Однако иногда необходимо покопаться в памяти, ведь некоторые знания, полученные в юности, могут существенно облегчить запоминание сложных законов. Одним из таких является правило правой и левой руки в физике. Применение его в жизни позволяет понять сложные понятия (к примеру, определить направление аксиального вектора при известном базисном). Сегодня попробуем объяснить эти понятия, и как они действуют языком, доступным простому обывателю, закончившему учёбу давно и забывшему ненужную (как ему казалось) информацию.

Формулировка правила буравчика

Пётр Буравчик – это первый физик, сформулировавший правило левой руки для различных частиц и полей. Оно применимо как в электротехнике (помогает определить направление магнитных полей), так и в иных областях. Оно поможет, к примеру, определить угловую скорость.

Правило буравчика (правило правой руки) – это название не связано с фамилией физика, сформулировавшего его. Больше название опирается на инструмент, имеющий определённое направление шнека. Обычно у буравчика (винта, штопора) т.н. резьба правая, входит в грунт бур по часовой стрелке. Рассмотрим применение этого утверждения для определения магнитного поля.

Нужно сжать правую руку в кулак, подняв вверх большой палец. Теперь немного разжимаем остальные четыре. Именно они указывают нам направление магнитного поля. Если же говорить кратко, правило буравчика имеет следующий смысл – вкручивая буравчик вдоль направления тока, увидим, что рукоять вращается по направлению линии вектора магнитной индукции.

Правило правой и левой руки: применение на практике

Рассматривая применение этого закона, начнём с правила правой руки. Если известно направление вектора магнитного поля, при помощи буравчика можно обойтись без знания закона электромагнитной индукции. Представим, что винт передвигается вдоль магнитного поля. Тогда направление течения тока будет «по резьбе», то есть вправо.

Применение правила правой руки для соленоида

Обратим внимание на постоянный управляемый магнит, аналогом которого является соленоид. По своей сути он является катушкой с двумя контактами. Известно, что ток движется от «+» к «-». Опираясь на эту информацию, берём в правую руку соленоид в таком положении, чтобы 4 пальца указывали направление течения тока. Тогда вытянутый большой палец укажет вектор магнитного поля.

Правило левой руки: что можно определить, воспользовавшись им

Не стоит путать правила левой руки и буравчика – они предназначены для совершенно разных целей. При помощи левой руки можно определить две силы, вернее, их направление. Это:

• сила Лоренца,
• сила Ампера.

Попробуем разобраться, как это работает.

Правило левой руки для силы Ампера: в чём оно заключается

Расположим левую руку вдоль проводника так, чтобы пальцы были направлены в сторону протекания тока. Большой палец будет указывать в сторону вектора силы Ампера, а в направлении руки, между большим и указательным пальцем будет направлен вектор магнитного поля. Это и будет правило левой руки для силы ампера, формула которой выглядит так:

Правило левой руки для силы Лоренца: отличия от предыдущего

Располагаем три пальца левой руки (большой, указательный и средний) так, чтобы они находились под прямым углом друг к другу. Большой палец, направленный в этом случае в сторону, укажет направление силы Лоренца, указательный (направлен вниз) – направление магнитного поля (от северного полюса к южному), а средний, расположенный перпендикулярно в сторону от большого, – направление тока в проводнике.

Формулу расчёта силы Лоренца можно увидеть на рисунке ниже.

Заключение

Разобравшись один раз с правилами правой и левой руки, уважаемый читатель поймёт, насколько легко ими пользоваться. Ведь они заменяют знание многих законов физики, в частности, электротехники. Главное здесь – не забыть направление течения тока.

Надеемся, что сегодняшняя статья была полезна нашим уважаемым читателям. При возникновении вопросов их можно оставить в обсуждениях ниже. Редакция Seti.guru с удовольствием на них ответит в максимально сжатые сроки. Пишите, общайтесь, спрашивайте. А мы, в свою очередь, предлагаем вам посмотреть короткое видео, которое поможет более полно понять тему нашего сегодняшнего разговора.

Загрузка…

Правило левой руки – это… Что такое Правило левой руки?

Правило левой руки

Прямой провод с током. Ток (I), протекая через провод, создаёт магнитное поле (B) вокруг провода.

Пра́вило бура́вчика (также, правило правой руки) — мнемоническое правило для определения направления вектора угловой скорости, характеризующей скорость вращения тела, а также вектора магнитной индукции B или для определения направления индукционного тока.

Правило правой руки

Правило буравчика: «Если направление поступательного движения буравчика (винта) с правой нарезкой совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции».

Определение направления магнитного поля вокруг проводника

Правило правой руки: «Если большой палец правой руки расположить по направлению тока, то направление обхвата проводника четырьмя пальцами покажет направление линий магнитной индукции».

Для соленоида оно формулируется так: «Если обхватить соленоид ладонью правой руки так, чтобы четыре пальца были направлены вдоль тока в витках, то отставленный большой палец покажет направление линий магнитного поля внутри соленоида».

Правило левой руки

Для определения направления силы Ампера обычно используют правило левой руки: «Если расположить левую руку так, чтобы линии индукции входили в ладонь, а вытянутые пальцы были направлены вдоль тока, то отведенный большой палец укажет направление силы, действующей на проводник.»

Wikimedia Foundation. 2010.

• Правило знаков Декарта
• Правило октетов

Смотреть что такое “Правило левой руки” в других словарях:

• ПРАВИЛО ЛЕВОЙ РУКИ — ПРАВИЛО ЛЕВОЙ РУКИ, см. ПРАВИЛА ФЛЕМИНГА …   Научно-технический энциклопедический словарь

• правило левой руки — — [Я. Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN Fleming s ruleleft hand ruleMaxwell s rule …   Справочник технического переводчика

• правило левой руки — kairės rankos taisyklė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Fleming’s rule; left hand rule vok. Linke Hand Regel, f rus. правило левой руки, n; правило Флеминга, n pranc. règle de la main gauche, f …   Fizikos terminų žodynas

• Правило правой руки — Прямой провод с током. Ток (I), протекая через провод, создаёт магнитное поле (B) вокруг провода. Правило буравчика (также, правило правой руки)  мнемоническое правило для определения направления вектора угловой скорости, характеризующей скорость …   Википедия

• Левой руки правило — Прямой провод с током. Ток (I), протекая через провод, создаёт магнитное поле (B) вокруг провода. Правило буравчика (также, правило правой руки)  мнемоническое правило для определения направления вектора угловой скорости, характеризующей скорость …   Википедия

• Правило левой ноги — Жарг. шк. Шутл. 1. Правило левой руки. 2. Любое невыученное правило. (Запись 2003 г.) …   Большой словарь русских поговорок

• ЛЕВОЙ РУКИ ПРАВИЛО — определяет направление силы, которая действует на находящийся в магнитном поле проводник с током. Если ладонь левой руки расположить так, чтобы вытянутые пальцы были направлены по току, а силовые линии магнитного поля входили в ладонь, то… …   Большой Энциклопедический словарь

• ЛЕВОЙ РУКИ ПРАВИЛО — для определения направления механич. силы, к рая действует на находящийся в магн. поле проводник с током: если расположить левую ладонь так, чтобы вытянутые пальцы совпадали с направлением тока, а силовые линии магн. поля входили в ладонь, то… …   Физическая энциклопедия

• левой руки правило — определяет направление силы, которая действует на находящийся в магнитном поле проводник с током. Если ладонь левой руки расположить так, чтобы вытянутые пальцы были направлены по току, а силовые линии магнитного поля входили в ладонь, то… …   Энциклопедический словарь

• ЛЕВОЙ РУКИ ПРАВИЛО — определяет направление силы, к рая действует на находящийся в магн. поле проводник с током. Если ладонь левой руки расположить так, чтобы вытянутые пальцы были направлены по току, а силовые линии магн. поля входили в ладонь, то отставленный… …   Естествознание. Энциклопедический словарь

формула, в чем измеряется сила тока и ампера

Для того, чтобы узнать траекторию вращения магнитного поля, находящегося у прямого проводника с током, используется правило буравчика (штопора). В литературе также оно известно, как правило правой руки. В научной среде выделяют и правило левой руки.

Применение правила буравчика

Данное правило гласит: если при движении вперед этого устройства траектория движения тока в проводнике совпадает с ним, то траектория вращения основания прибора комплементарна траектории движения магнитного контура.

Чтобы определить траекторию вращения магнитного контура на представленном графическом изображении нужно знать несколько особенностей.

Часто в задачах по физике нужно, наоборот, определить траекторию движения тока. Чтобы это сделать, дается направление вращения кругов магнитного поля. Ручка буравчика начинается вращаться в сторону, указанную в условиях. Если буравчик движется в поступательном направлении, значит, ток направлен в сторону движения, если же он направлен в обратную, то и ток движется соответственно.

Для определения траектории движения тока в случае, представленном на втором рисунке, тоже можно воспользоваться правилом штопора. Для этого необходимо вращать ручку буравчика в сторону, указанную на изображении контура магнитного поля. Если он будет двигаться поступательно, то ток будет двигаться в сторону от наблюдателя, если же, наоборот, только к наблюдателю.

[stop]Важно! Если указана траектория движения потока, то определить траекторию вращения линии магнитного контура можно по вращению ручки буравчика. [/stop]

Оно обозначается при помощи точки или крестика. Точка означает движение в сторону наблюдателя, крестик означает обратное. Легко запомнить этот случай, используя так называемое правило «стрелы», если острие «смотрит», а в лицо, то траектория движения тока в сторону наблюдателя, если же в лицо «смотрит хвост стрелы», то она двигается от наблюдателя.

Как правило буравчика, так и правило правой руки, достаточно легко применить на практике. Для этого нужно расположить кисть соответствующей руки таким образом, чтобы в лицевую сторону направлялся силовой контур магнитного поля, после чего большой палец, отведенный перпендикулярно, необходимо направить сторону движения тока, соответственно, остальные выпрямленные пальцы укажут на траекторию магнитного контура.

Различают исключительные случаи использования правила правой руки для вычисления:

• уравнения Максвелла;
• момента силы;
• угловой скорости;
• момента импульса;
• магнитной индукции;
• тока в проводе, движущегося через магнитное поле.

Правило левой руки

Правилом этой руки возможно вычислить направленность силы воздействия магнитного контура на заряженные элементарные составляющие атома плюсовой и минусовой полярности.

Возможно определить и направление тока, если доступна информация о траекториях вращения магнитного контура и действующей на проводник энергии. Определяется и направление магнитного контура в случае известности траектории движения силы и тока. Ну и можно выяснить знак заряда нестатичной частицы.

Это правило звучит следующим образом: расположив лицевую часть кисти соответствующей руки, чтобы воображаемый контур магнитного поля направлялись в нее под прямым углом, а пальцы, за исключением большого, направив в сторону движения тока, можно определить траекторию силы, воздействующая на этот провод при помощи перпендикулярно отодвинутого большого пальца. Сила, оказывающая воздействие на проводник, носит имя Мари Ампера, обнаружившего ее в 1820 году.

Сила Ампера: варианты расчета

Прежде чем сформулировать данную величину, необходимо разобраться, что такое понятие «сила» в физике. Ей называется величина в физике, которая является мерой воздействия всех окружающих тел на рассматриваемый объект. Обычно любую силу обозначают английской буквой F, от латинского fortis, что означает сильный.

Рассчитывается элементарная сила Ампера по формуле:

где, dl – часть длины проводника, B –индукция магнитного контура, I – сила тока.

 

Рассчитывается также сила Ампера по формуле:

где, J – направление плотности тока, dv– элемент объема проводника.

 

Формулировка расчета модуля силы Ампера, согласно литературе, звучит так: данный показатель напрямую зависит от силы тока, протяженности проводника, синуса, образуемого между этим вектором и самим проводником угла, и величины значения вектора магнитного контура в модуле. Она и носит название модуля силы Ампера. Формула данного закона математически строится так:

где, B – модуль индукции магнитного контура, I – сила тока, l – длина проводника, α – образуемый угол. Максимальное значение будет при перпендикулярном их пересечении.

Показатель измеряется в ньютонах (условное обозначение – Н) или

. Он является векторной величиной и зависит от вектора индукции и тока.

 

Существуют и другие формулы для расчета силы Ампера. Но на практике они достаточно редко востребованы и тяжелы для понимания.

Сила тока

Иногда чтобы рассчитать закон Ампера, для начала нужно вычислить силу тока. Существуют несколько формул расчета данной величины. Для расчета ее величины используют:

• закон Ома для полного участка цепи и ее части;
• отношение напряжения и суммы сопротивлений;
• отношение мощности и напряжения.

Самым популярным является отношение количество заряда прошедшего за единицу времени через определенную поверхность к размеру этого интервала. Графически формула выглядит следующим образом:

 

 

Чтобы найти этот показатель можно пользоваться законом Ома для участка цепи. Он гласит следующее: величина этого показателя равна отношению приложенного напряжения к сопротивлению на измеряемым участке цепи. Записывается формула этого закона следующим образом:

 

 

Определить ее также можно, применив формулу закон Ома для полной цепи. Звучит он так: эта величина является отношением приложенного напряжения в цепи и суммы внутреннего сопротивления источника питания и всего сопротивления в цепи. Формула выглядит так:

 

 

Рассчитать данную величину можно, в случае если известны мощность и напряжение.

 

 

 

[stop]Важно! Применение каждой конкретной формулы зависит от имеющихся в распоряжении данных.[/stop]

Согласно утвержденной МСЕ, измеряется сила тока в амперах, и обозначается А (в честь ученого, открывшего ее). Но это не единственный способ обозначения данной величины. Дополнительно измеряется сила тока в Кл/с.

Изучая в общеобразовательных учреждениях данный материал, ученики быстро забывают, как применять правила левой и правой руки, и для чего они вообще нужны. Также часто они не помнят в чём измеряют указанные величины. Ознакомившись с рассмотренным выше материалом, не должно возникнуть трудностей с применением рассмотренных правил и законов на практике.

Правило буравчика

 Правило правой руки

Правила буравчика и левой руки в физике: формулировка, принцип действия

Для обозначения направления тока, магнитных линий и прочих физических значений в науке применяют правило левой руки и правило правой руки (закон буравчика или винта). Указанные методы на практике дают наиболее точные результаты. Рассмотрим более подробно каждый из них.

Правило Буравчика

Это правило на практике достаточно удобно для определения такого значения магнитного поля, как направленность напряжённости. Использовать это правило возможно при условии, что к проводнику с током будет прямолинейно расположено магнитное поле. С его помощью можно без наличия специализированных приборов определить различные физические величины (момент сил, импульса, вектор магнитной индукции).

Это правило:

• поясняет особенность электромагнетизма;
• объясняет физику движения магнитных полей, сопутствующих ему.

Формулировка правила буравчика состоит в следующем: если буравчик с правой нарезкой вкручивается вдоль линии тока, то направление магнитного поля совпадает с направлением рукоятки этого буравчика.

Основным принципом, используемым в правиле винта, является выбор направленности для базисов и векторов. Зачастую на практике определено использовать правый базис. Левые базисы используются крайне редко, в случае когда использование правого неудобно или в целом нецелесообразно. Этот принцип также применим и на соленоиде.

Соленоидом называется катушка со вплотную привязанными витками. Главным требованием является протяжённость катушки, которая должна быть существенно больше, нежели её диаметр.

Кольца соленоида напоминают поле непрерывного магнита. Магнитная стрелка, находясь в свободном вращении и находясь рядом с проводником тока, будет образовывать поле и устремиться занимать вертикальную позицию, проходящую вдоль проводника.

В этом случае оно звучит так: если охватить соленоид таким образом, чтобы пальцы показывали на направленность тока в винтах, то выпяченный заглавный палец правой руки покажет направленность рядов магнитной индукции.

Различные толкования правила буравчика говорят о том, что все его описания приспосабливаются к различным случаям их применения.

Правило правой руки говорит о следующем: охватив элемент, который исследуется таким образом, чтобы пальцы сжатого кулака показывали вектор магнитных линий, при поступательном движении вдоль магнитных линий, заглавный отогнутый на 90 градусов сравнительно ладошки палец покажет направленность движения тока.

В случае когда дан движущийся проводник, принцип будет иметь следующую формулировку: разместить руку так, чтобы силовые линии поля вертикально вступали в ладонь; заглавный палец руки, выставленный вертикально, будет ориентировать направленность перемещения этого проводника, в этом случае четыре остальных выставленных пальца, будут иметь такую же направленность, как и индукционный ток.

Его применение присуще при расчёте катушек, в которых образуется влияние на ток, что влечёт за собой формирование при потребности противотока.

В реальной жизни также применимо следствие этого принципа: если размесить ладошку правой руки так, чтобы линии магнитного силового поля входили в эту ладошку, а пальцы навести на линию перемещения заряженных частиц по оттопыренному заглавному пальцу, то возможно обозначить, куда будет направляться линия данной силы, оказывающая смещающее влияние на проводник. Иными словами, силы, дающей возможность вращать момент силы на валу любого двигателя, работающего с помощью электрического тока.

Правило левой руки

Рассмотрим правило: если разместить левую ладошку так, что четыре остальные пальца показывают направленность тока, то в этом случае линии индукции будут поступать в ладошку под прямым углом, а отвёрнутый заглавный палец и покажет вектор существующей силы.

Имеется иное обозначение. Направленность силы Ампера и силы Лоренца должен указывать выставленный главный палец левой руки в том случае, если оставшиеся четыре пальца будут размещены в сторону передвижения положительно и отрицательно заряженных элементов электрического тока, и линии индукции образованного поля будут вертикально входить в ладошку. Это изобретение считается теоретическим и практическим объяснением способа работы двигателей и генераторов, работающих с помощью электрического тока.

Можно сделать вывод, что знание данных правил и умение их использовать на практике, позволяют создавать и придумывать электрические приборы и успешно работать с ними.

Видео

Это видео поможет вам лучше понять, что такое магнитное поле.

Правила буравчика и левой руки в физике: формулировка, принцип действия

Для обозначения направления тока, магнитных линий и прочих физических значений в науке применяют правило левой руки и правило правой руки (закон буравчика или винта). Указанные методы на практике дают наиболее точные результаты. Рассмотрим более подробно каждый из них.

Правило Буравчика

Это правило на практике достаточно удобно для определения такого значения магнитного поля, как направленность напряжённости. Использовать это правило возможно при условии, что к проводнику с током будет прямолинейно расположено магнитное поле. С его помощью можно без наличия специализированных приборов определить различные физические величины (момент сил, импульса, вектор магнитной индукции).

Это правило:

• поясняет особенность электромагнетизма;
• объясняет физику движения магнитных полей, сопутствующих ему.

Формулировка правила буравчика состоит в следующем: если буравчик с правой нарезкой вкручивается вдоль линии тока, то направление магнитного поля совпадает с направлением рукоятки этого буравчика.

Основным принципом, используемым в правиле винта, является выбор направленности для базисов и векторов. Зачастую на практике определено использовать правый базис. Левые базисы используются крайне редко, в случае когда использование правого неудобно или в целом нецелесообразно. Этот принцип также применим и на соленоиде.

Соленоидом называется катушка со вплотную привязанными витками. Главным требованием является протяжённость катушки, которая должна быть существенно больше, нежели её диаметр.

Кольца соленоида напоминают поле непрерывного магнита. Магнитная стрелка, находясь в свободном вращении и находясь рядом с проводником тока, будет образовывать поле и устремиться занимать вертикальную позицию, проходящую вдоль проводника.

В этом случае оно звучит так: если охватить соленоид таким образом, чтобы пальцы показывали на направленность тока в винтах, то выпяченный заглавный палец правой руки покажет направленность рядов магнитной индукции.

Различные толкования правила буравчика говорят о том, что все его описания приспосабливаются к различным случаям их применения.

Правило правой руки говорит о следующем: охватив элемент, который исследуется таким образом, чтобы пальцы сжатого кулака показывали вектор магнитных линий, при поступательном движении вдоль магнитных линий, заглавный отогнутый на 90 градусов сравнительно ладошки палец покажет направленность движения тока.

В случае когда дан движущийся проводник, принцип будет иметь следующую формулировку: разместить руку так, чтобы силовые линии поля вертикально вступали в ладонь; заглавный палец руки, выставленный вертикально, будет ориентировать направленность перемещения этого проводника, в этом случае четыре остальных выставленных пальца, будут иметь такую же направленность, как и индукционный ток.

Его применение присуще при расчёте катушек, в которых образуется влияние на ток, что влечёт за собой формирование при потребности противотока.

В реальной жизни также применимо следствие этого принципа: если размесить ладошку правой руки так, чтобы линии магнитного силового поля входили в эту ладошку, а пальцы навести на линию перемещения заряженных частиц по оттопыренному заглавному пальцу, то возможно обозначить, куда будет направляться линия данной силы, оказывающая смещающее влияние на проводник. Иными словами, силы, дающей возможность вращать момент силы на валу любого двигателя, работающего с помощью электрического тока.

Правило левой руки

Рассмотрим правило: если разместить левую ладошку так, что четыре остальные пальца показывают направленность тока, то в этом случае линии индукции будут поступать в ладошку под прямым углом, а отвёрнутый заглавный палец и покажет вектор существующей силы.

Имеется иное обозначение. Направленность силы Ампера и силы Лоренца должен указывать выставленный главный палец левой руки в том случае, если оставшиеся четыре пальца будут размещены в сторону передвижения положительно и отрицательно заряженных элементов электрического тока, и линии индукции образованного поля будут вертикально входить в ладошку. Это изобретение считается теоретическим и практическим объяснением способа работы двигателей и генераторов, работающих с помощью электрического тока.

Можно сделать вывод, что знание данных правил и умение их использовать на практике, позволяют создавать и придумывать электрические приборы и успешно работать с ними.

Видео

Это видео поможет вам лучше понять, что такое магнитное поле.

Что такое “Правило левой руки”? Ответ вы найдете в этом видео.

Магнитное поле – Сила Лоренца.

Что такое правило левой и правой руки в физике

Правило буравчика и правой руки

Первым, кто сформулировал правило буравчика, был физик Петр Буравчик. Это правило очень удобно, если нужно определить такую характеристику магнитного поля, как направленность напряженности.

Правило буравчика можно задействовать только в том случае, если магнитное поле расположено прямолинейно по отношению к проводнику с током.

Правило буравчика гласит, что направленность магнитного поля совпадет с направленностью рукоятки самого буравчика, если буравчик с правой нарезкой вкручивается по направлению тока.

Применение данного правила возможно и в соленоиде. Тогда правило буравчика звучит так: большой оттопыренный палец правой руки укажет направление линий магнитной индукции, если обхватить соленоид так, чтобы пальцы указывали на направление тока в витках.

Соленоид – представляет собой катушку с плотно намотанными витками. Обязательное условие – длина катушки должна быть значительно больше, чем диаметр.

Правило правой руки является обратным к правилу буравчику, но с более удобной и понятной формулировкой из-за чего употребляется намного чаще.

Правило правой руки звучит так – обхватите исследуемый элемент правой рукой так, чтобы пальцы сжатого кулака указывали направление магнитных линий, в таком случае при поступательном движении по направлению магнитных линий большой отогнутый на 90 градусов относительно ладони палец укажет направление тока.

Если в задаче описан движущийся проводник, то правило правой руки сформулируется так: расположите руку так, чтобы силовые линии поля перпендикулярно входили в ладонь, а большой палец руки, вытянутый перпендикулярно, должен указывать направление движения проводника, тогда оттопыренные четыре оставшихся пальца будут направлены так же, как и индукционный ток.

Правило левой руки

Расположите левую ладонь так, чтобы четыре пальца указывали направление электрического тока в проводнике, при этом линии индукции должны входить в ладонь под углом 90 градусов, тогда отогнутый большой палец укажет направление действующей на проводник силы.

Чаще всего это правило используют для определения направления, по которому будет отклоняться проводник. Имеется в виду ситуация, когда проводник располагают между двумя магнитами и пускают по нему ток.

Есть и вторая формулировка правила левой руки. Четыре пальца левой руки должны быть расположены в направлении движения положительно или отрицательно заряженных частиц электрического тока, линии индукции созданного магнитного поля должны перпендикулярно входить в ладонь. В таком случае направление силы Ампера или силы Лоренца укажет оттопыренный большой палец левой руки.

электромагнетизм – правило правой и левой руки Флеминга

Очень жаль, что физика магнетизма обременена несколькими разными * -ручными правилами, и что они используют разные руки. Разберем их:

Флеминга левая – правило руки

дает вам направление силы, действующей на ток, если вы знаете магнитное поле.

^{Источник изображения}

Это правило применяется к двигателям , т.е.е. устройства, которые используют токи в магнитном поле для создания движения. Это основано на силе Лоренца, $$ \ mathbf F = q \ mathbf v \ times \ mathbf B, $$ в котором ток идет со скоростью заряда, а индуцированное движение идет вдоль направления силы. Вот почему это правило совпадает с правилом левой руки, используемым в перекрестных произведениях в целом.

---

Флеминга

правая – линейка

гораздо реже используется в физике (хотя я не могу говорить о том, как работают инженеры).Это относится к генераторам , то есть устройствам, которые используют движение в магнитном поле для генерации токов. Это опять же основано на перекрестном произведении силы Лоренца, за исключением того, что теперь скорость заряда определяется движением объекта, а сила вдоль провода – это то, что устанавливает ток. Это означает, что вы поменяли местами средний палец на большой в соответствии с правилом левой руки Флеминга, что вы можете сделать, сохраняя (расплывчатые) назначения на «движение» и «текущую» и меняя руки.

^{Источник изображения}

Мне очень не нравится это соглашение, и я бы посоветовал вам забыть о нем все, кроме того факта, что он существует и его следует избегать. В любой ситуации, когда вам это нужно, вы можете просто использовать силу Лоренца, чтобы выяснить, в каком направлении пойдет ток.

---

Правый

Ампера – линейка

совершенно другой, он дает вам магнитное поле, создаваемое прямым проводом.

^{Источник изображения}

Это основано на законе Био-Савара, который дает магнитное поле в позиции $ \ mathbf r $, создаваемое бесконечно малым элементом тока $ I $, и направленной длиной $ \ mathrm d \ mathbf l $ в позиции $ \ mathbf r ‘$, как $$ \ mathbf B (\ mathbf r) = \ frac {\ mu_0} {4 \ pi} \ frac {I \ mathrm d \ mathbf l \ times (\ mathbf r- \ mathbf r ‘)} {| \ mathbf r- \ mathbf r ‘| ^ 3} $$ Опять же, это перекрестное произведение, которое определяет направление поля, и вы должны сами убедиться, что оно работает, как показано на рисунке.

---

Как видите, правила совсем другие. Поэтому крайне важно, чтобы, если вы хотите использовать их в качестве мнемоники, вы правильно усвоили, какой из них применяется, и что вы применяете их правильно. (Нет смысла учить, какой рукой использовать, если вы, например, поменяете местами указательный и средний пальцы.)

Однако самое важное, что нужно усвоить, – это закон силы Лоренца, который основан на правиле левой руки (заряд-время-ток на среднем пальце, поле на указательном, сила на большом пальце), обозначенное перекрестное произведение.Это, по сути, безотказно, если вы применяете его правильно, и меньше подвержено путанице с другими правилами.

Магнитная сила на движущемся электрическом заряде

Величина магнитной силы

Магнитная сила, действующая на заряженную частицу q, движущуюся в магнитном поле B со скоростью v (под углом θ к B), равна [latex] \ text {F} = \ text {qvBsin} (\ theta) [/ latex].

Цели обучения

Основные выводы

Ключевые моменты

• Магнитные поля действуют на движущиеся заряженные частицы.
• Направление магнитной силы [латекс] \ text {F} [/ latex] перпендикулярно плоскости, образованной [латексом] \ text {v} [/ latex] и [латексом] \ text {B} [ / латекс], как определено правилом правой руки.
• Единица СИ для величины напряженности магнитного поля называется тесла (Тл), что эквивалентно одному Ньютону на ампер-метр. Иногда вместо этого используется меньшая единица измерения Гаусс (10 ^-4 Тл).
• Когда выражение для магнитной силы комбинируется с выражением для электрической силы, комбинированное выражение известно как сила Лоренца.

Ключевые термины

• Кулоновская сила : электростатическая сила между двумя зарядами, описанная законом Кулона
• магнитное поле : Состояние в пространстве вокруг магнита или электрического тока, в котором существует обнаруживаемая магнитная сила и где присутствуют два магнитных полюса.
• тесла : В Международной системе единиц – производная единица плотности магнитного потока или магнитной индукции. Символ: T

Величина магнитной силы

Как один магнит притягивает другой? Ответ основан на том факте, что весь магнетизм основан на токе, потоке заряда. Магнитные поля действуют на движущиеся заряды , поэтому они действуют на другие магниты, у всех из которых есть движущиеся заряды.

Магнитная сила, действующая на движущийся заряд, – одна из самых фундаментальных известных. Магнитная сила так же важна, как электростатическая или кулоновская сила. Однако магнитная сила более сложна как по количеству влияющих на нее факторов, так и по ее направлению, чем относительно простая кулоновская сила. Величина магнитной силы [латекс] \ text {F} [/ latex] на заряд [латекс] \ text {q} [/ latex], движущийся со скоростью [латекс] \ text {v} [/ latex] в напряженность магнитного поля [латекс] \ text {B} [/ latex] определяется по формуле:

[латекс] \ text {F} = \ text {qvBsin} (\ theta) [/ latex]

, где θ – угол между направлениями [латекс] \ text {v} [/ latex] и [latex] \ text {B} [/ latex].Эта формула используется для определения магнитной силы [латекс] \ text {B} [/ latex] в терминах силы, действующей на заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле. Единица СИ для величины напряженности магнитного поля называется тесла (Тл) в честь гениального и эксцентричного изобретателя Николы Тесла (1856–1943), который внес большой вклад в наше понимание магнитных полей и их практического применения. Чтобы определить, как тесла соотносится с другими единицами СИ, мы решаем [latex] \ text {F} = \ text {qvBsin} (\ theta) [/ latex] для [latex] \ text {B} [/ latex] :

[латекс] \ text {B} = \ frac {\ text {F}} {\ text {qvsin} (\ theta)} [/ latex]

Поскольку sin θ безразмерен, тесла составляет

[латекс] 1 \ text {T} = \ frac {1 \ text {N}} {\ text {C} * \ text {m} / \ text {s}} = \ frac {1 \ text {N} } {\ text {A} * \ text {m}} [/ latex]

Иногда используется другая меньшая единица измерения, называемая гауссом (G), где 1 G = 10 ⁻⁴ T.Самые сильные постоянные магниты имеют поля около 2 Тл; сверхпроводящие электромагниты могут достигать 10 Тл или более. Магнитное поле Земли на ее поверхности составляет всего около 5 × 10 ⁻⁵ Тл, или 0,5 Гс

.

Направление магнитной силы [латекс] \ text {F} [/ latex] перпендикулярно плоскости, образованной [латексом] \ text {v} [/ latex] и [латексом] \ text {B} [ / латекс], как определено правилом правой руки, которое проиллюстрировано на рисунке 1. В нем говорится, что для определения направления магнитной силы на положительный движущийся заряд вы указываете большим пальцем правой руки в направлении [латекса ] \ text {v} [/ latex], пальцы в направлении [latex] \ text {B} [/ latex], а перпендикуляр к ладони указывает в направлении [latex] \ text {F} [ /латекс].Один из способов запомнить это – это одна скорость, и поэтому большой палец представляет ее. Есть много линий поля, поэтому пальцы представляют их. Сила действует в том направлении, в котором вы толкаете ладонью. Сила, действующая на отрицательный заряд, прямо противоположна силе, действующей на положительный заряд.

Правило правой руки : Магнитные поля действуют на движущиеся заряды. Эта сила – одна из самых основных известных. Направление магнитной силы на движущийся заряд перпендикулярно плоскости, образованной v и B, и следует правилу правой руки – 1 (RHR-1), как показано.Величина силы пропорциональна q, v, B и синусу угла между v и B.

Направление магнитной силы: правило правой руки

Правило правой руки используется для определения направления магнитной силы на положительный заряд.

Цели обучения

Примените правило правой руки, чтобы определить направление магнитной силы на заряд

Основные выводы

Ключевые моменты

• При рассмотрении движения заряженной частицы в магнитном поле релевантными векторами являются магнитное поле B, скорость частицы v и магнитная сила, действующая на частицу F.Все эти векторы перпендикулярны друг другу.
• Правило правой руки гласит, что для определения направления магнитной силы на положительный движущийся заряд большой палец правой руки должен указывать в направлении v, пальцы в направлении B, а сила (F) равна направлен перпендикулярно ладони правой руки.
• Направление силы F на отрицательный заряд противоположно указанному выше (направлено от тыльной стороны руки).

Ключевые термины

• линейка правой руки : Направление угловой скорости ω и углового момента L, на которое указывает большой палец правой руки, когда вы сгибаете пальцы в направлении вращения.

Направление магнитной силы: правило правой руки

До сих пор мы описали величину магнитной силы, действующей на движущийся электрический заряд, но не направление. Магнитное поле является векторным полем, поэтому приложенная сила будет ориентирована в определенном направлении. Есть умный способ определить это направление, используя не что иное, как вашу правую руку. Направление магнитной силы F ​​ перпендикулярно плоскости, образованной v и B , как определено правилом правой руки, которое проиллюстрировано на рисунке выше.Правило правой руки гласит, что: чтобы определить направление магнитной силы на положительный движущийся заряд, ƒ, направьте большой палец правой руки в направлении v , пальцы в направлении B и перпендикулярно ладони указывает в направлении F ​​.

Правило правой руки : Магнитные поля действуют на движущиеся заряды. Эта сила – одна из самых основных известных. Направление магнитной силы на движущийся заряд перпендикулярно плоскости, образованной v и B, и следует правилу правой руки – 1 (RHR-1), как показано.Величина силы пропорциональна q, v, B и синусу угла между v и B.

Один из способов запомнить это – наличие одной скорости, представленной соответственно большим пальцем. Есть много линий поля, обозначенных пальцами соответственно. Сила действует в том направлении, в котором вы толкаете ладонью. Сила, действующая на отрицательный заряд, прямо противоположна силе, действующей на положительный заряд. Поскольку сила всегда перпендикулярна вектору скорости, чистое магнитное поле не будет ускорять заряженную частицу в одном направлении, но будет производить круговое или спиральное движение (концепция, более подробно исследуемая в будущих разделах).Важно отметить, что магнитное поле не оказывает силы на статический электрический заряд. Эти два наблюдения соответствуют правилу, согласно которому магнитные поля не действуют, , , .

Понимание правил для правой руки

Если вы считаете, что контент, доступный через Веб-сайт (как определено в наших Условиях обслуживания), нарушает или другие ваши авторские права, сообщите нам, отправив письменное уведомление («Уведомление о нарушении»), содержащее в информацию, описанную ниже, назначенному ниже агенту.Если репетиторы университета предпримут действия в ответ на ан Уведомление о нарушении, оно предпримет добросовестную попытку связаться со стороной, которая предоставила такой контент средствами самого последнего адреса электронной почты, если таковой имеется, предоставленного такой стороной Varsity Tutors.

Ваше Уведомление о нарушении прав может быть отправлено стороне, предоставившей доступ к контенту, или третьим лицам, таким как в виде ChillingEffects.org.

Обратите внимание, что вы будете нести ответственность за ущерб (включая расходы и гонорары адвокатам), если вы существенно искажать информацию о том, что продукт или действие нарушает ваши авторские права.Таким образом, если вы не уверены, что контент находится на Веб-сайте или по ссылке с него нарушает ваши авторские права, вам следует сначала обратиться к юристу.

Чтобы отправить уведомление, выполните следующие действия:

Вы должны включить следующее:

Физическая или электронная подпись правообладателя или лица, уполномоченного действовать от их имени; Идентификация авторских прав, которые, как утверждается, были нарушены; Описание характера и точного местонахождения контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права, в \ достаточно подробностей, чтобы позволить репетиторам университетских школ найти и точно идентифицировать этот контент; например нам требуется а ссылка на конкретный вопрос (а не только на название вопроса), который содержит содержание и описание к какой конкретной части вопроса – изображению, ссылке, тексту и т. д. – относится ваша жалоба; Ваше имя, адрес, номер телефона и адрес электронной почты; и Ваше заявление: (а) вы добросовестно считаете, что использование контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права не разрешены законом, владельцем авторских прав или его агентом; (б) что все информация, содержащаяся в вашем Уведомлении о нарушении, является точной, и (c) под страхом наказания за лжесвидетельство, что вы либо владелец авторских прав, либо лицо, уполномоченное действовать от их имени.

Отправьте жалобу нашему уполномоченному агенту по адресу:

Чарльз Кон Varsity Tutors LLC
101 S. Hanley Rd, Suite 300
St. Louis, MO 63105

Или заполните форму ниже:

Правило правой руки – Видео по физике от Brightstorm

Итак, давайте поговорим о Правиле правой руки. Это одна из самых важных вещей, которые возникают, когда вы впервые изучаете магнитные поля, и на самом деле она впервые возникает, когда вы делаете кросс-продукты, возможно, в предварительном исчислении, но люди как бы забывают или, возможно, не принимали предварительные -calc, так что давайте поговорим об этом, потому что это не сложно, но легко испортить, если вы не привыкли к тому, как это работает, и я покажу вам 3 разных правила правой руки, на самом деле вроде 4, но на самом деле все равно 3 а потом немного другое.

Давайте просто рассмотрим это и просто посмотрим, как это работает. Итак, мы начнем с закона силы Лоренца, f равно qv cross b. Хорошо, перекрестные произведения работают следующим образом: вы берете правую руку, вы кладете большой палец в направлении первого вектора, ваши пальцы – в направлении второго вектора, а ваша ладонь указывает в направлении перекрестного произведения, поэтому, когда мы делаем это с законом силы Лоренца, первая векторная скорость, так что мой большой палец всегда должен играть роль скорости.Второе векторное магнитное поле, это означает, что мои пальцы должны играть роль магнитного поля, которое перекрестное произведение дает силу, так что моя ладонь всегда находится в направлении силы.

Хорошо, давайте немного поработаем с этим, но прежде всего я должен показать вам большое открытое соглашение, о котором вы можете знать или не знать. Магнитные поля должны быть в трех измерениях, но посмотрите, я рисую все на доске, эта доска представляет только двухмерное пространство, поэтому я могу указать, что я могу указать вверх, но как мне указать наружу или внутрь.Мы делаем это следующим образом: мы говорим: смотрите, когда вы видите крест, это означает, что вы говорите о векторе, указывающем на доску, хорошо? В принципе, вы можете думать об этом так, как вы знаете, когда я помещаю вектор в виде стрелки, как бы это выглядело, если бы стрелка указывала на доску? Вы бы видели перья, и вот что такое крест, перья. Что, если он указывает за пределы доски? Что ж, теперь я собираюсь увидеть кончик стрелки, поэтому я просто делаю небольшую точку, иногда я обведу ее, чтобы указать, что это не просто ошибочная точка, которую я только что поставил, но иногда я не особо беспокоюсь о это, например, если у меня их много, очевидно, что это представляет собой магнитное поле, поэтому в этом случае у меня есть положительный заряд, движущийся вниз в магнитном поле, направленном на плату.Хорошо, мы идем, большой палец – это скорость, пальцы – это магнитное поле, и обратите внимание, что моя ладонь теперь указывает вправо, так что это направление силы, действующей на этот заряд, вправо.

Хорошо, займемся этим. Что делать, если магнитное поле понижено, но положительный заряд попадает в плату? Хорошо, большой палец, пальцы, и теперь у меня есть сила, которая направлена ​​влево, хорошо. А что здесь? Это странно, потому что теперь у меня нет скорости, вместо этого у меня есть сила и магнитное поле, но это все еще забавно, я все еще могу делать то же самое.У меня нет скорости, поэтому я еще не знаю, что делаю большим пальцем, но у меня есть магнитное поле, так что оно выходит, верно? У меня есть сила, поэтому моя ладонь должна быть направлена ​​вниз и смотреть на нее! Мой большой палец теперь указывает в этом направлении, так что это должно быть направление положительного заряда, но он чувствует силу вниз, хорошо? Еще один небольшой нюанс, а если это отрицательный заряд? На этот вопрос есть действительно простой ответ: вы просто притворяетесь, что это положительный заряд, а затем просто делаете то, что противоположно этому, но есть другой способ, который на самом деле более полезен на практике, потому что электроны имеют отрицательный заряд, поэтому много раз на них На экзаменах вас будут часто спрашивать об электронах, и вы не хотите, чтобы они всегда делали это так, как если бы они были положительными, а потом просто не слушали их, поэтому вместо этого вы правильно используете левую руку? Итак, отрицательные заряды вы используете левой рукой, положительные заряды вы используете свою правую руку, и как только я осознаю, что собираюсь использовать свою левую руку, все идет точно так же, и теперь сила входит, и это так, как это происходит. .

Теперь вы можете задаться вопросом, что происходит с зарядом после того, как он попадает в магнитное поле. Оказывается, поскольку сила всегда перпендикулярна скорости, заряды, движущиеся в магнитных полях, всегда движутся по кругам, которые называются l’armoire. прецессия, так что мы действительно можем видеть это в каждом из примеров, так что это действительно простая идея, если у меня есть заряд, который идет вниз, и сила, которая направляется к правильному буму, это круг l’armoire, хорошо? А что здесь? Что ж, у меня есть заряд, который действует слева, так что это круг l’armoire, хорошо? А что здесь? Теперь я иду сюда, сила в армуаре, а как насчет этого парня? Сила внутри, так что это будет кружок армуара. Я не могу это написать, верно? Но вы видите, что он всегда будет вращаться вокруг силовых линий магнитного поля, хорошо, это первая и, вероятно, самая полезная форма правила правой руки, но давайте посмотрим здесь на пару других.

Хорошо, первое, о чем я хочу упомянуть, и это действительно то же самое, что происходит, когда у меня есть ток в магнитном поле. Токи в скважинах перемещают заряды, так что это означает, что в этом магнитном поле движется много зарядов. Ток будет в направлении скорости, поэтому я просто говорю: хорошо, вместо скорости, мой большой палец – это текущая стрела, оставшаяся готовой, очень, очень просто и в основном то же самое, только вместо скорости мой большой палец теперь представляет ток.В большинстве случаев мы принимаем соглашение о том, что стрелка здесь, связанная с током, является направлением положительного заряда, поэтому она всегда правая, если только они явно не говорят вам, что отрицательные заряды движутся в этом направлении, а затем, конечно, только влево.

Хорошо, теперь есть два других правила правой руки, и они связаны с магнитными полями, возникающими от токов, так что это связано с чем-то, называемым законом биосоварта или чем-то, называемым законом амперов, поэтому идея состоит в том, что всякий раз, когда у вас есть ток, подобный это, с ним будет связано магнитное поле, поэтому, если у меня будет ток, который идет таким образом, будет магнитное поле, которое будет циркулировать вокруг этого тока, хорошо, так что это другая физическая ситуация, мы не можем ожидать правой руки Правило должно быть точно таким же, но, надеюсь, в этом случае оно почти такое же.Ток большого пальца, пальцы снова являются магнитным полем, но вместо того, чтобы держать их в стороне, вот что мы собираемся сделать, мы собираемся действовать так, как будто мы хватаем провод, хорошо? Итак, мы собираемся схватить провод, и наши пальцы являются магнитным полем, это означает, что в этом случае магнитное поле будет циркулировать вокруг точно так же, как мои пальцы циркулируют вокруг него, если я возьму его так, что это означает что выше тока магнитное поле выходит из платы, а под ним входит, так что вот оно, у меня магнитное поле циркулирует вокруг моего провода именно таким образом.

Хорошо, вот последний, а этот вроде как, самый разный, хорошо, но он также очень полезен. Что делать, если у меня есть токовая петля? Хорошо, хорошо, я мог бы сыграть в эту игру так же, как мы, и я мог бы сказать «хорошо, позволь мне схватиться за провод» 5, хорошо? Что ж, если я возьму провод вот так большим пальцем в направлении тока, тогда магнитное поле внутри будет выходить из платы, а внешнее будет входить в плату, так что это точно так же, как у нас просто не было разницы, поэтому почему я говорю, что это другое? Хорошо, потому что здесь мы применим правило правой руки немного по-другому, ладно.Вам не обязательно делать это, вы всегда можете сделать это таким образом, но иногда более полезно вместо этого положить пальцы в направлении тока, и тогда ваш большой палец будет указывать в направлении магнитного поля в центре выход из токовой петли, конечно, он дает нам тот же ответ, что и в другом случае, но это связано с чем-то, называемым магнитным моментом, и поэтому вас могут попросить подумать о магнитных моментах и ​​этих токовых петлях, и это легче, когда вы сосредотачиваясь на этом, чтобы использовать правило правой руки, когда теперь ваш ток – это ваши пальцы, а большой палец – это магнитное поле.

Хорошо, это правило правой руки.

Правосторонняя линейка

Левая ориентация показана слева, а правая – справа. Использование правой руки.

В математике и физике правило правой руки является общей мнемоникой для понимания условных обозначений для векторов в 3-х измерениях. Он был изобретен для использования в электромагнетизме британским физиком Джоном Амброузом Флемингом в конце 19 века.

При выборе трех векторов, которые должны быть под прямым углом друг к другу, есть два различных решения, поэтому при выражении этой идеи в математике необходимо устранить двусмысленность того, какое решение имеется в виду.

Есть вариации мнемоники в зависимости от контекста, но все вариации связаны с одной идеей выбора соглашения.

Направление, связанное с упорядоченной парой направлений

Одна форма правила правой руки используется в ситуациях, в которых упорядоченная операция должна выполняться над двумя векторами a и b , результатом которых является вектор c перпендикулярно обоим a и b .Самый распространенный пример – векторное векторное произведение. Правило правой руки требует следующей процедуры выбора одного из двух направлений.

• Когда большой, указательный и средний пальцы расположены под прямым углом друг к другу (указательный палец направлен прямо), средний палец указывает в направлении c , когда большой палец представляет a и указательный палец представляет собой b .

Возможны другие (эквивалентные) назначения пальцев.Например, первый (указательный) палец может представлять a , первый вектор в произведении; второй (средний) палец, b , второй вектор; и большой палец, c , продукт.

Направление, связанное с вращением

Прогнозирование направления поля ( B ), учитывая, что ток I течет в направлении большого пальца.

Другая форма правила правой руки, иногда называемая правилом правой руки , используется в ситуациях, когда вектор должен быть назначен на вращение тела, магнитного поля или жидкости.В качестве альтернативы, когда поворот задается вектором, и необходимо понимать, каким образом происходит поворот, применимо правило правого захвата.

Эта версия правила используется в двух дополнительных приложениях закона цепей Ампера:

1. Электрический ток проходит через соленоид, создавая магнитное поле. Когда вы обнимаете правой рукой соленоид пальцами в направлении обычного тока, ваш большой палец указывает в направлении северного магнитного полюса.
2. Электрический ток проходит по прямому проводу. Здесь большой палец указывает направление обычного тока (от положительного к отрицательному), а пальцы указывают в направлении магнитных линий потока.

Этот принцип также используется для определения направления вектора крутящего момента. Если вы захватите воображаемую ось вращения силы вращения так, чтобы ваши пальцы указывали в направлении силы, то вытянутый большой палец указывает в направлении вектора крутящего момента.

Правило захвата правой руки – это соглашение, полученное из правила правостороннего захвата векторов. При применении правила к току в прямом проводе, например, направление магнитного поля (против часовой стрелки, а не по часовой стрелке, если смотреть с кончика большого пальца) является результатом этого соглашения, а не лежащим в основе физическим явлением.

Приложения

Первая форма правила используется для определения направления перекрестного произведения двух векторов.Это приводит к широкому распространению в физике, где бы ни встречается перекрестное произведение. Список физических величин, направления которых связаны правилом правой руки, приведен ниже. (Некоторые из них только косвенно связаны с перекрестными произведениями и используют вторую форму.)

Внешние ссылки

Лекция 19

клм
По проводу идет электрический ток на север. В каком направлении указывает B прямо над проводом?
А.Северный
Б. Юг
С. Восток
Д. Вест
E. Вверх
F. Ответ вниз

Рыцарь2 33.stt.4
Ток в этой петле течет _____, если смотреть сверху, и северный магнитный полюс его поле находится на _____ стороне цикла.
A. по часовой стрелке … верх
Б. по часовой стрелке … снизу
C. против часовой стрелки … верх
D. против часовой стрелки … снизу
Ответ

POP5 22.35
Какое магнитное поле у ​​точки P на рисунке, если радиус кривой равен 0,60 м и ток 3,00 А?
A. 5.75 µ T
Б. 572 нТл
С. 262 нТл
D. 108 нТл
Ответ

ГК6 20,26
Кабель-перемычка, используемый для запуска заглохшего автомобиля, пропускает ток 65 А. Насколько сильна магнитная поле на расстоянии 6.0 см от него?
А. 2.17 × 10 ⁻⁴ T
Б. 6,90 × 10 ⁻⁵ Т
С.3,45 × 10 ⁻⁵ T
D. 1,38 × 10 ⁻⁶ T
Ответ

Walker5e рис 22-32
Два токоведущих провода пересекаются под прямым углом, как показано на рисунке. В каких точках магнитный поле быть сильнейшим?
A. Пункт 3
Б. Пункты 1 и 2
С. Пункты 1 и 3
D. Пункты 2 и 4
Ответ

Walker5e CnEx 22-12
Показанное ниже магнитное поле возникает из-за горизонтального токоведущего провода.Какой путь делает ток в проводе течет?

A. слева
Б. вправо
C. в любом направлении создается одинаковое магнитное поле.
Ответ

К. Восток
Используя правило правой руки, направьте большой палец на север, в том же направлении, что и течение. Завитые пальцы вашей правой руки будут указывать на восток прямо над проводом.

Б.по часовой стрелке … снизу

Второе правило правой руки гласит, что если пальцы вашего правая рука согните в направлении тока, большой палец указывает в направлении магнитного поле в центре токовой петли. Если вы направите большой палец правой руки вниз с изображением поле, пальцы сгибаются на по часовой стрелке . Поскольку силовые линии магнитного поля выходят из северного полюса в юг, мы заключаем, что северный полюс находится на дне петли.

К. 262 нТл

A. 2,17 × 10 ⁻⁴ T

Это эквивалентно 217 µ Тл, что примерно в четыре раза сильнее магнитного поля Земли.

D. Пункты 2 и 4
Используя правило правой руки, вы можете найти, что магнитные поля из-за токов равны каждый из страниц с правой стороны вертикальной проволоки и над горизонтальной проволокой. Это означает, что два поля имеют тенденцию добавлять в точках 2 (каждый вне страницы) и 4 (каждый в страницу) и имеют тенденцию отменять в точках 1 и 3.

А. слева
Используя правило правой руки, ваши пальцы указывают на страницу над проводом и за страницу под проводом, когда большой палец указывает влево. Это направление электрического тока в проводе.

Правило левой руки Флеминга и правило правой руки

Введение

Правило левой руки Флеминга

Правило левой руки Флеминга гласит, что если мы растянем большой, средний и указательный пальцы левой руки таким образом, что они составляют угол 90 градусов (перпендикулярно друг другу), и проводник, помещенный в магнитное поле, испытывает магнитную силу.

Таким образом, что:

1. Большой палец: указывает направление силы (F)

2. Средний палец: представляет направление тока (I)

3. Указательный палец: представляет направление движения магнитное поле (B)

Рис. A: Правило левой руки Флеминга

[Изображение будет загружено в ближайшее время]

Правило правой руки Флеминга

Это правило гласит, что если мы растянем большой, средний палец, и указательный палец

таким образом, чтобы они были взаимно перпендикулярны друг другу.

Таким образом, что:

1. Большой палец: вдоль направления движения проводника.

2. Средний палец: указывает направление индуцированного тока.

3. Указательный палец: указывает направление магнитного поля.

[Изображение будет загружено в ближайшее время]

Рис. B: Правило правой руки Флеминга

На этой странице мы узнаем следующее:

• Правило левой руки Флеминга

• Левая рука Флеминга Применение правила

• Правило правой руки Флеминга

• Разница между правилом левой руки и правилом правой руки Флеминга

Что такое правило левой руки Флеминга?

[Изображение будет загружено в ближайшее время]

Здесь, когда ток течет по проводящему проводу, и к нему прикладывается внешнее магнитное поле, проводящий провод испытывает силу, ортогональную как этому полю, так и направлению потока тока.

Применение правила левой руки Флеминга:

Электродвигатель, использующий правило левой руки Флеминга

Давайте возьмем прямоугольную токоведущую петлю и поместим ее в магнитное поле, как показано ниже:

[Изображение будет скоро загружено]

Каждая сторона петли ведет себя как проводник с током.

Направление силы разное на каждой стороне этого проводника, и эта сила действует на этот проводник из-за создания магнитного поля, эти силовые линии магнитного поля будут создавать разные силы на каждой стороне, а направление силы на каждую сторону этой петли можно определить с помощью правила левой руки Флеминга, и электричество преобразуется во вращательное движение.

Теперь посмотрите на розовый провод и обратите внимание на направление тока в нем. Чтобы определить направление силы и магнитного поля:

[Изображение будет загружено в ближайшее время]

Теперь примените то же правило для синего провода:

[Изображение будет загружено в ближайшее время]

Как только мы применили Правило левой руки Флеминга:

На рис. 3 видно направление Силы и магнитного поля.

На розовом проводе: сила действует «вверх».’

В синем проводе: сила действует «вниз».

Но одна вещь, которую мы можем видеть в оранжевом проводе, – ток течет в правом направлении, а магнитное поле B – в левом. Ток и магнитное поле противоположны.

Магнитное поле B параллельно оранжевому проводу, поэтому на него не действует никакая сила. Как будет вращаться петля?

[Изображение будет загружено в ближайшее время]

На рисунке 4 мы видим, что силы действуют в противоположных направлениях, и петля начинает вращаться по часовой стрелке.

[Изображение будет загружено в ближайшее время]

Направление силы не изменилось, оранжевый провод не параллелен и составляет угол с линиями магнитного поля, и теперь применяем здесь правило левой руки Флеминга: мы получаем следующее :

[Изображение будет загружено в ближайшее время]

Усилие в нижнем оранжевом проводе направлено наружу, а в верхнем оранжевом проводе – внутрь.

Оранжевые провода могут попытаться исказить петлю, так как петля имеет очень большую прочность и в этот момент не будет вращения петли.Здесь мы считаем эти две силы незначительными.

Теперь, снова петля вращается следующим образом:

[Изображение будет загружено в ближайшее время]

Теперь возникает проблема, что снова силы в противоположных направлениях, сначала он замедляется, затем начинает вращаться против часовой стрелки: вот так :

[Изображение будет загружено в ближайшее время]

Этот процесс будет продолжен и не позволит выполнить полный поворот в одном направлении.

Вместо изменения направления магнитного поля, мы можем изменить направление тока, прикрепив аккумулятор с помощью провода: вот так:

[Изображение будет загружено в ближайшее время]

Как только начнется вращение, провод будет искажен следующим образом:

[Изображение будет загружено в ближайшее время]

Теперь мы можем использовать коммутатор и угольную щетку для полного вращения петли, не искажая провод.

Здесь коммутатор представляет собой разрезное кольцо с двумя металлическими половинами.

Угольные щетки только касаются коммутатора и связаны проводом, так что, если ток достигает петли через эти щетки

.

[Изображение будет загружено в ближайшее время]

Теперь после полуоборота положение разрезного кольца изменится следующим образом:

[Изображение будет загружено в ближайшее время]

Как мы видим, клеммы аккумулятора подключены к разрезные кольца также меняются и также могут помочь в изменении направления тока.

Вот как электродвигатель совершит полный оборот.

Итак, вот как правило левой руки Флеминга применяется к электродвигателю.

[Изображение будет загружено в ближайшее время]

Резюме:

1. Возьмем проводник, помещенный в

Магнитное поле:

[Изображение будет загружено в ближайшее время]

Здесь, K – длина тока. несущий проводник (стержень), F – сила, а B – магнитное поле, тогда:

F = I * B * K

B = F / I * K

B = N / A * m.

S.I. единица I – A

S.I. единица k – m.

, а для B – Тесла.

Tesla = N / Am

Вопросы по основам концепции:

Q1: Допустим, ток, протекающий по проводнику, равен 5 А, длина стержня равна 4 м, а магнитное поле, создаваемое силой 3 Тл. Найдите создаваемую силу.

Ответ:

Дано: I = 5A, K = 4m и B = 3 T

Так как, F = I * B * K

= 5 * 3 * 4

F = 60 N

Таким образом, создаваемая сила составляет 60 Н.

Q2: Электрический ток движется по проводу справа налево. Каким образом индуцированное магнитное поле указывает на расположение треугольника?

[Изображение будет загружено в ближайшее время]

Ответ: Применяя правило левой руки Флеминга: вращая средний палец в направлении электрического тока, который находится в правильном направлении, мы получаем, что сила направлена ​​внутрь, а направление магнитное поле направлено вниз, то есть внутрь экрана.