Pravidlo gimlet možno použiť len vtedy, ak je magnetické pole umiestnené priamočiaro vzhľadom na vodič s prúdom.
Pravidlo gimletu hovorí, že smer magnetického poľa sa bude zhodovať so smerom rukoväte samotného gimletu, ak sa gimlet s pravým závitom zaskrutkuje v smere prúdu.
Toto pravidlo možno použiť aj na solenoid. Potom znie pravidlo gimletu takto: vyčnievajúci palec pravej ruky naznačí smer magnetických indukčných čiar, ak uchopíte solenoid tak, aby prsty ukazovali smer prúdu v zákrutách.
Solenoid - je cievka s pevne navinutými závitmi. Predpokladom je, že dĺžka cievky musí byť podstatne väčšia ako priemer.
Pravidlo pravej ruky je opakom pravidla gimlet, ale s pohodlnejšou a zrozumiteľnejšou formuláciou, a preto sa používa oveľa častejšie.
Pravidlo pravej ruky znie asi takto - pravou rukou zopnite skúmaný prvok tak, aby prsty zovretej päste ukazovali smer, v tomto prípade pri pohybe dopredu v smere magnetických čiar veľký prst ohnutý 90 stupňov vzhľadom na dlaň udáva smer prúdu.
Ak problém popisuje pohybujúci sa vodič, potom bude pravidlo pravej ruky formulované nasledovne: ruku umiestnite tak, aby siločiary siločiary vstupovali kolmo do dlane a kolmo natiahnutý palec by mal naznačovať smer pohybu. vodiča, potom budú vyčnievajúce štyri zostávajúce prsty nasmerované rovnakým spôsobom, ako aj indukovaný prúd.
Pravidlo ľavej ruky
Umiestnite ľavú dlaň tak, aby štyri prsty ukazovali smer elektrického prúdu vo vodiči, pričom indukčné čiary by mali vstupovať do dlane pod uhlom 90 stupňov, potom ohnutý palec bude ukazovať smer sily pôsobiacej na vodič. .Najčastejšie sa toto pravidlo používa na určenie smeru, ktorým sa vodič odchýli. Ide o situáciu, keď je vodič umiestnený medzi dva magnety a prechádza ním prúd.
Opíš Biot-Savart-Laplaceov zákon z učebnice. Tento zákon vám umožňuje vypočítať veľkosť a smer vektora magnetickej indukcie v akomkoľvek všeobecnom prípade. Základom pre výpočet magnetického poľa podľa tohto pravidla sú prúdy, ktoré toto pole vytvárajú. Navyše, dĺžky úsekov, cez ktoré preteká prúd, môžu byť ľubovoľne malé až na elementárne hodnoty, čím sa zvyšuje presnosť výpočtu.
Video k téme
Pravidlo pravej skrutky sa používa v terminológii jedného z odvetví fyziky, ktoré študuje elektromagnetické javy. Toto pravidlo sa používa na určenie smeru magnetického poľa.
Budete potrebovať
- Učebnica fyziky, ceruzka, list papiera.
Inštrukcie
Prečítajte si v učebnici ôsmeho ročníka, ako znejú pravidlá správnej vrtule. Toto pravidlo sa nazýva aj pravidlo gimlet alebo pravidlo pravej ruky, čo naznačuje jeho sémantickú povahu. Takže jedna z formulácií pravidla pravej skrutky hovorí, že na pochopenie smeru magnetického poľa umiestneného okolo vodiča s prúdom je potrebné si predstaviť, že translačný pohyb nejakej rotujúcej skrutky sa zhoduje so smerom prúd vo vodiči. Smer otáčania hlavy skrutky by v tomto prípade mal udávať smer magnetického poľa priameho vodiča prenášajúceho prúd.
Upozorňujeme, že formulácia a pochopenie tohto pravidla bude jasnejšie, ak si namiesto skrutky predstavíte gimlet. Potom sa za smer magnetického poľa berie smer otáčania rukoväte.
Pamätajte, solenoid. Ako viete, je to indukčná cievka navinutá na magnetickom jadre. Cievka je pripojená k zdroju prúdu, v dôsledku čoho sa v nej vytvára rovnomerné magnetické pole určitého smeru.
Nakreslite schému solenoidu na kus papiera od jeho konca. V skutočnosti získate obraz kruhu. Označte na kruhu predstavujúcom závity cievky smer prúdu vo vodiči vo forme šípky (v smere hodinových ručičiek). Teraz zostáva pochopiť podľa smeru prúdu, kam smerujú siločiary magnetického poľa. V tomto prípade môžu byť nasmerované buď od vás, alebo smerom k vám.
Predstavte si, že uťahujete skrutku alebo skrutku a otáčate ňou v smere toku prúdu v elektromagnete. Dopredný pohyb skrutky udáva smer magnetického poľa vo vnútri solenoidu. Ak je smer prúdu v smere hodinových ručičiek, potom je vektor indukcie magnetického poľa nasmerovaný preč od vás.
Od vzniku elektriny sa vo fyzike vykonalo veľa vedeckých prác zameraných na štúdium jej charakteristík, vlastností a vplyvu na životné prostredie. Pravidlo gimlet sa výrazne podpísalo na štúdiu magnetického poľa, zákon pravej ruky pre valcové vinutie drôtu umožňuje hlbšie pochopiť procesy prebiehajúce v solenoide a pravidlo ľavej ruky charakterizuje sily pôsobiace na vodič s prúdom. Vďaka pravej a ľavej ruke, ako aj mnemotechnickým pomôckam sa tieto vzory dajú ľahko naučiť a pochopiť.
Princíp gimletu
Magnetické a elektrické charakteristiky poľa študovala fyzika pomerne dlho oddelene. Avšak v roku 1820, úplnou náhodou, dánsky vedec Hans Christian Oersted objavil magnetické vlastnosti drôtov obsahujúcich elektrinu počas prednášky o fyzike na univerzite. Zistila sa aj závislosť orientácie magnetickej strelky od smeru toku prúdu vo vodiči.
Experiment dokazuje prítomnosť poľa s magnetickými charakteristikami okolo vodiča s prúdom, na ktorý reaguje zmagnetizovaná strelka alebo kompas. Orientácia „zmeny“ spôsobí, že sa strelka kompasu otáča v opačných smeroch, samotná strelka sa nachádza dotyčnica k elektromagnetickému poľu.
Na identifikáciu orientácie elektromagnetických tokov sa používa gimletové pravidlo alebo zákon pravej skrutky, ktorý hovorí, že pri zaskrutkovaní skrutky pozdĺž priebehu toku elektrického prúdu v bočníku sa dráha otáčania kľučky nastaví orientáciu EM tokov „zmeny“ pozadia.
Je tiež možné použiť Maxwellovo pravidlo pravej ruky: keď je stiahnutý prst pravej ruky orientovaný pozdĺž toku elektriny, potom zostávajúce zatvorené prsty ukážu orientáciu elektromagnetického poľa.
Použitím týchto dvoch princípov sa dosiahne rovnaký efekt, ktorý sa používa na určenie elektromagnetických tokov.
Zákon pravej ruky pre solenoid
Uvažovaný princíp skrutky alebo Maxwellov zákon pre pravú ruku platí pre rovný drôt s prúdom. V elektrotechnike však existujú zariadenia, v ktorých vodič nie je umiestnený priamočiaro a zákon skrutky preň neplatí. V prvom rade ide o induktory a solenoidy. Solenoid, ako typ induktora, je valcové vinutie drôtu, ktorého dĺžka je mnohonásobne väčšia ako priemer solenoidu. Indukčná tlmivka sa od solenoidu líši len dĺžkou samotného vodiča, ktorá môže byť niekoľkonásobne menšia.
Francúzsky špecialista na matematiku a fyziku A-M. Ampere vďaka svojim experimentom zistil a dokázal, že keď indukčnosť elektrického prúdu prechádzala indukčnou tlmivkou, indikátory kompasu na koncoch valcového vinutia drôtu sa otáčali protiľahlými koncami pozdĺž neviditeľných tokov EM poľa. . Takéto experimenty dokázali, že magnetické pole sa vytvára v blízkosti induktora prenášajúceho prúd a valcové vinutie drôtu vytvára magnetické póly. Elektromagnetické pole vybudené elektrickým prúdom valcového vinutia drôtu je podobné magnetickému poľu permanentného magnetu - koniec valcového vinutia drôtu, z ktorého vystupuje EM, zobrazuje severný pól a opačný koniec je juh.
Na rozpoznanie magnetických pólov a orientácie EM čiar v induktore s prúdom použite pravidlo pravej ruky pre solenoid. Hovorí, že ak vezmete túto cievku rukou, umiestnite prsty dlane priamo pozdĺž priebehu toku elektrónov v zákrutách, palec posunutý o deväťdesiat stupňov nastaví orientáciu elektromagnetického pozadia v strede solenoidu. - jeho severný pól. V súlade s tým, pri znalosti polohy magnetických pólov valcového vinutia drôtu, je možné určiť dráhu toku elektrónov v závitoch.
Zákon ľavej ruky
Hans Christian Oersted sa po objavení fenoménu magnetického poľa v blízkosti skratu rýchlo podelil o svoje výsledky s väčšinou vedcov v Európe. V dôsledku toho Amper A.-M. svojimi metódami po krátkom čase predstavil verejnosti experiment o špecifickom správaní dvoch paralelných bočníkov s elektrickým prúdom. Formulácia experimentu dokázala, že paralelne umiestnené drôty, ktorými prúdi elektrina jedným smerom, sa vzájomne pohybujú k sebe. V súlade s tým sa takéto skraty budú navzájom odpudzovať za predpokladu, že „zmena“, ktorá sa v nich vyskytuje, bude distribuovaná v rôznych smeroch. Tieto experimenty tvorili základ Amperových zákonov.
Testy nám umožňujú vysloviť hlavné závery:
- Permanentný magnet, vodič so „zmenou“, elektricky nabitá pohybujúca sa častica má okolo seba EM oblasť;
- Nabitá častica pohybujúca sa v tejto oblasti podlieha určitému vplyvu z EM pozadia;
- Elektrická „zmena“ je orientovaný pohyb nabitých častíc, podľa toho elektromagnetické pozadie ovplyvňuje skrat s elektrinou.
EM pozadie ovplyvňuje skrat so „zmenou“ určitého tlaku nazývaného ampérová sila. Túto charakteristiku možno určiť podľa vzorca:
FA=IBΔlsinα, kde:
- FA – ampérová sila;
- I – intenzita elektriny;
- B – vektor magnetickej indukcie modulo;
- Δl – veľkosť skratu;
- α je uhol medzi smerom B a priebehom elektriny v drôte.
Za predpokladu, že uhol α je deväťdesiat stupňov, potom je táto sila najväčšia. Ak je teda tento uhol nulový, potom je sila nulová. Obrys tejto sily prezrádza vzor ľavej ruky.
Ak si preštudujete pravidlo gimlet a pravidlo ľavej ruky, získate všetky odpovede na tvorbu EM polí a ich vplyv na vodiče. Vďaka týmto pravidlám je možné vypočítať indukčnosť cievok a v prípade potreby vytvárať protiprúdy. Princíp konštrukcie elektromotorov je založený na ampérových silách všeobecne a najmä na pravidle ľavej ruky.
Video
Na označenie smeru prúdu, magnetických čiar a iných fyzikálnych hodnôt vo vede sa používa pravidlo ľavej ruky a pravidlo pravej ruky (zákon gimletu alebo skrutky). Tieto metódy poskytujú v praxi najpresnejšie výsledky. Pozrime sa bližšie na každý z nich.
Gimletovo pravidlo
V praxi je toto pravidlo celkom vhodné na určenie takej hodnoty magnetického poľa, ako je smer intenzity. Toto pravidlo možno použiť za predpokladu, že magnetické pole je umiestnené priamo na vodiči s prúdom. S jeho pomocou môžete určiť rôzne fyzikálne veličiny (moment sily, impulz, vektor magnetickej indukcie) bez prítomnosti špecializovaných prístrojov.
Toto pravidlo je:
- vysvetľuje zvláštnosti elektromagnetizmu;
- vysvetľuje fyziku pohybu magnetických polí, ktoré ho sprevádzajú.
Formulácia gimletového pravidla je nasledovná: ak je pozdĺž prúdovej čiary naskrutkovaný lanko s pravým závitom, potom sa smer magnetického poľa zhoduje so smerom rukoväte tohto lanka.
Základným princípom použitým v skrutkovom pravidle je voľba smerovosti pre bázy a vektory. V praxi je často rozhodnuté použiť správny základ. Ľavé základne sa používajú veľmi zriedka, v prípadoch, keď je použitie pravého nepohodlné alebo všeobecne nepraktické. Tento princíp platí aj pre solenoid.
Solenoid nazývaná cievka s tesne zviazanými závitmi. Hlavnou požiadavkou je dĺžka cievky, ktorá by mala byť výrazne väčšia ako jej priemer.
Solenoidové krúžky pripomínajú pole súvislého magnetu. Magnetická ihla, ktorá sa voľne otáča a je umiestnená vedľa vodiča prúdu, vytvorí pole a ponáhľa sa, aby zaujala vertikálnu polohu pozdĺž vodiča.
V tomto prípade to znie takto: ak uchopíte solenoid tak, že vaše prsty ukazujú smer prúdu v skrutkách, potom vyčnievajúci veľký prst vašej pravej ruky ukáže smer magnetických indukčných radov .
Rôzne interpretácie pravidla gimlet naznačujú, že všetky jeho opisy sú prispôsobené rôznym prípadom ich aplikácie.
Pravidlo pravej ruky hovorí nasledovné::po zakrytí skúmaného prvku tak, že prsty zovretej päste ukazujú vektor magnetických línií, pri pohybe dopredu pozdĺž magnetických línií horný prst ohnutý o 90 stupňov vzhľadom na dlaň ruky ukáže smer pohybu prúdu.
V prípade, že je daný pohyblivý vodič, princíp bude mať nasledujúcu formuláciu: položte ruku tak, aby siločiary vstupovali vertikálne do dlane; vodiaci prst ruky, umiestnený vertikálne, bude orientovať smer pohybu tohto vodiča, v tomto prípade budú mať štyri zostávajúce prsty rovnaký smer ako indukovaný prúd.
Jeho použitie je vlastné pri výpočte cievok, v ktorých sa vytvára vplyv na prúd, čo v prípade potreby znamená vytvorenie protiprúdu.
Dôsledok tohto princípu platí aj v reálnom živote: Ak položíte dlaň pravej ruky tak, aby čiary magnetického silového poľa vstúpili do tejto dlane, a nasmerujete prsty na čiaru pohybu nabitých častíc pozdĺž vyčnievajúceho horného prsta, potom je možné naznačiť, kde čiara táto sila bude nasmerovaná a vyvinie predpínací účinok na vodič. Inými slovami, sila, ktorá umožňuje otáčať krútiacim momentom na hriadeli akéhokoľvek motora pracujúceho s elektrickým prúdom.
Zvážte pravidlo: ak položíte ľavú dlaň tak, aby ostatné štyri prsty ukazovali smer prúdu, potom v tomto prípade indukčné čiary vstúpia do dlane v pravom uhle a vytočený veľký prst ukáže vektor existujúcej sily .
Existuje iné označenie. Zamerajte sa silu Ampérove a Lorentzove sily by mal ukazovať na odkrytý hlavný prst ľavej ruky, ak sú zvyšné štyri prsty umiestnené v smere pohybu kladne a záporne nabitých prvkov elektrického prúdu a indukčné čiary generovaného poľa vstúpia vertikálne do dlane. Tento vynález sa považuje za teoretické a praktické vysvetlenie spôsobu činnosti motorov a generátorov poháňaných elektrickým prúdom.
Môžeme konštatovať, že znalosť týchto pravidiel a schopnosť ich používať v praxi vám umožňuje vytvárať a vymýšľať elektrické zariadenia a úspešne s nimi pracovať.
Video
Toto video vám pomôže lepšie pochopiť, čo je magnetické pole.
Čo je to „pravidlo ľavej ruky“? Odpoveď nájdete v tomto videu.
Magnetické pole - Lorentzova sila.
- ide o špeciálny druh hmoty, prostredníctvom ktorej dochádza k interakcii medzi pohybujúcimi sa elektricky nabitými časticami.
VLASTNOSTI (STACIONÁLNEHO) MAGNETICKÉHO POĽA
Trvalé (alebo stacionárne) Magnetické pole je magnetické pole, ktoré sa v priebehu času nemení.
1. Magnetické pole je vytvorený pohybujúce sa nabité častice a telesá, vodiče s prúdom, permanentné magnety.
2. Magnetické pole platné na pohybujúcich sa nabitých časticiach a telesách, na vodičoch s prúdom, na permanentných magnetoch, na ráme s prúdom.
3. Magnetické pole vír, t.j. nemá zdroj.
- sú to sily, ktorými na seba navzájom pôsobia vodiče s prúdom.
. 
je silová charakteristika magnetického poľa.
Vektor magnetickej indukcie je vždy nasmerovaný rovnako, ako je voľne rotujúca magnetická ihla orientovaná v magnetickom poli.
Jednotka SI magnetickej indukcie:
MAGNETICKÉ INDUKČNÉ LINKY
- sú to priamky dotyčnice, ku ktorým je v ktoromkoľvek bode vektor magnetickej indukcie.
Rovnomerné magnetické pole- ide o magnetické pole, v ktorom je v ktoromkoľvek bode vektor magnetickej indukcie konštantný vo veľkosti a smere; pozorované medzi doskami plochého kondenzátora, vo vnútri solenoidu (ak je jeho priemer oveľa menší ako jeho dĺžka) alebo vo vnútri pásového magnetu.
Magnetické pole priameho vodiča prenášajúceho prúd:
kde je smer prúdu vo vodiči smerom k nám kolmo na rovinu plechu,
- smer prúdu vo vodiči od nás je kolmý na rovinu plechu.
Magnetické pole solenoidu:
Magnetické pole pásového magnetu:
- podobný magnetickému poľu solenoidu.
VLASTNOSTI MAGNETICKÝCH INDUKČNÝCH LINKOV
- mať smer;
- nepretržitý;
-zatvorené (t.j. magnetické pole je vírové);
- nepretínajú sa;
— ich hustota sa používa na posúdenie veľkosti magnetickej indukcie.
SMER MAGNETICKÝCH INDUKČNÝCH LINKÍ
- určuje sa podľa pravidla gimlet alebo pravidla pravej ruky.
Gimletovo pravidlo (väčšinou pre priamy vodič prenášajúci prúd):
Ak sa smer translačného pohybu prívesku zhoduje so smerom prúdu vo vodiči, potom sa smer otáčania rukoväte zhoduje so smerom magnetických siločiar prúdu.
Pravidlo pravej ruky (hlavne na určenie smeru magnetických čiar
vnútri solenoidu):
Ak zopnete solenoid dlaňou pravej ruky tak, aby štyri prsty smerovali pozdĺž prúdu v zákrutách, potom predĺžený palec ukáže smer magnetických siločiar vo vnútri solenoidu.
Existujú aj ďalšie možné aplikácie gimletu a pravidiel pravej ruky.
je sila, ktorou magnetické pole pôsobí na vodič s prúdom.
Ampérový silový modul sa rovná súčinu sily prúdu vo vodiči veľkosťou vektora magnetickej indukcie, dĺžkou vodiča a sínusom uhla medzi vektorom magnetickej indukcie a smerom prúdu vo vodiči. .
Ampérová sila je maximálna, ak je vektor magnetickej indukcie kolmý na vodič.
Ak je vektor magnetickej indukcie rovnobežný s vodičom, potom magnetické pole nemá žiadny vplyv na vodič s prúdom, t.j. Ampérova sila je nulová.
Smer ampérovej sily je určený pravidlo ľavej ruky:
Ak je ľavá ruka umiestnená tak, že zložka vektora magnetickej indukcie kolmá na vodič vstupuje do dlane a 4 vystreté prsty sú nasmerované v smere prúdu, potom palec ohnutý o 90 stupňov ukáže smer pôsobiacej sily na vodiči s prúdom.
alebo 
VPLYV MAGNETICKÉHO POĽA NA RÁM S PRÚDOM
Rovnomerné magnetické pole orientuje rám (t.j. vytvorí sa krútiaci moment a rám sa otočí do polohy, kde je vektor magnetickej indukcie kolmý na rovinu rámu).
Nerovnomerné magnetické pole orientuje + priťahuje alebo odpudzuje rám s prúdom.
V magnetickom poli priameho vodiča s prúdom (je nerovnomerný) je teda rám s prúdom orientovaný pozdĺž polomeru magnetickej čiary a je priťahovaný alebo odpudzovaný od priameho vodiča prúdom v závislosti od smeru prúdy.
Zapamätajte si tému „Elektromagnetické javy“ pre ročník 8:
class-fizika.narod.ru
Vplyv magnetického poľa na prúd. Pravidlo ľavej ruky.
Umiestnime medzi póly magnetu vodič, ktorým preteká stály elektrický prúd. Hneď si všimneme, že vodič bude magnetickým poľom vytlačený z interpolárneho priestoru.
Dá sa to vysvetliť nasledovne. Okolo vodiča s prúdom (obrázok 1.) sa vytvára vlastné magnetické pole, ktorého siločiary na jednej strane vodiča smerujú rovnako ako siločiary magnetu a na druhej strane vodiča. - v opačnom smere. Výsledkom je, že na jednej strane vodiča (na obrázku 1 vyššie) je magnetické pole kondenzované a na druhej strane (na obrázku 1 nižšie) je riedke. Preto na vodiča tlačí sila. A ak vodič nie je pevný, bude sa pohybovať.
Obrázok 1. Vplyv magnetického poľa na prúd.
Pravidlo ľavej ruky
Na rýchle určenie smeru pohybu vodiča s prúdom v magnetickom poli existuje tzv pravidlo ľavej ruky(Obrázok 2.).
Obrázok 2. Pravidlo ľavej ruky.
Pravidlo ľavej ruky je nasledovné: ak umiestnite ľavú ruku medzi póly magnetu tak, aby magnetické siločiary vstúpili do dlane a štyri prsty ruky sa zhodovali so smerom prúdu vo vodiči, potom palec ukáže smer pohybu vodiča.
Takže sila pôsobí na vodič, cez ktorý preteká elektrický prúd, ktorý má tendenciu pohybovať sa kolmo na magnetické siločiary. Veľkosť tejto sily sa dá určiť experimentálne. Ukazuje sa, že sila, ktorou magnetické pole pôsobí na vodič s prúdom, je priamo úmerná sile prúdu vo vodiči a dĺžke tej časti vodiča, ktorá je v magnetickom poli (obrázok 3 na vľavo).
Toto pravidlo platí, ak je vodič umiestnený v pravom uhle k magnetickým siločiaram.
Obrázok 3. Sila interakcie medzi magnetickým poľom a prúdom.
Ak vodič nie je umiestnený v pravom uhle k magnetickým siločiaram, ale napríklad, ako je znázornené na obrázku 3 vpravo, potom sila pôsobiaca na vodič bude úmerná sile prúdu vo vodiči a dĺžke priemetu časti vodiča umiestnenej v magnetickom poli na rovinu kolmú na magnetické siločiary. Z toho vyplýva, že ak je vodič rovnobežný s magnetickými siločiarami, potom sila pôsobiaca naň je nulová. Ak je vodič kolmý na smer magnetických siločiar, potom sila, ktorá naň pôsobí, dosahuje najväčšiu hodnotu.
Sila pôsobiaca na vodič s prúdom závisí aj od magnetickej indukcie. Čím hustejšie sú siločiary magnetického poľa, tým väčšia sila pôsobí na vodič s prúdom.
Ak zhrnieme všetky vyššie uvedené skutočnosti, môžeme účinok magnetického poľa na vodič s prúdom vyjadriť nasledujúcim pravidlom:
Sila pôsobiaca na vodič s prúdom je priamo úmerná magnetickej indukcii, sile prúdu vo vodiči a dĺžke priemetu časti vodiča nachádzajúcej sa v magnetickom poli do roviny kolmej na magnetický tok. .
Je potrebné poznamenať, že vplyv magnetického poľa na prúd nezávisí ani od podstaty vodiča, ani od jeho prierezu. Vplyv magnetického poľa na prúd možno pozorovať aj v neprítomnosti vodiča, prechádzajúceho napríklad prúdom rýchlo sa rútiacich elektrónov medzi pólmi magnetu.
Vplyv magnetického poľa na prúd je široko používaný vo vede a technike. Využitie tejto akcie je založené na konštrukcii elektromotorov, ktoré premieňajú elektrickú energiu na mechanickú energiu, konštrukcii magnetoelektrických zariadení na meranie napätia a prúdu, elektrodynamických reproduktorov, ktoré premieňajú elektrické vibrácie na zvuk, špeciálnych rádiových trubíc - magnetróny, katódové trubice , atď. Pôsobením magnetického poľa Prúd sa používa na meranie hmotnosti a náboja elektrónu a dokonca aj na štúdium štruktúry hmoty.
Pravidlo pravej ruky
Keď sa vodič pohybuje v magnetickom poli, vzniká v ňom usmernený pohyb elektrónov, teda elektrický prúd, ktorý vzniká javom elektromagnetickej indukcie.
Na určenie smer pohybu elektrónov Použime pravidlo ľavej ruky, ktoré poznáme.
Ak sa napríklad vodič umiestnený kolmo na výkres (obrázok 1) pohybuje spolu s elektrónmi, ktoré obsahuje, zhora nadol, potom bude tento pohyb elektrónov ekvivalentný elektrickému prúdu smerovanému zdola nahor. Ak magnetické pole, v ktorom sa vodič pohybuje, smeruje zľava doprava, potom na určenie smeru sily pôsobiacej na elektróny budeme musieť umiestniť ľavú ruku s dlaňou doľava tak, aby magnetické siločiary vstúpte do dlane a štyrmi prstami nahor (proti smeru vodiča pohybu, t.j. v smere „prúdu“); potom nám smer palca ukáže, že na elektróny vo vodiči bude pôsobiť sila smerujúca od nás na výkres. V dôsledku toho dôjde k pohybu elektrónov po vodiči, teda od nás k výkresu, a indukčný prúd vo vodiči bude smerovať z výkresu k nám.
Obrázok 1. Mechanizmus elektromagnetickej indukcie. Pohybom vodiča posúvame spolu s vodičom všetky elektróny v ňom obsiahnuté a pri pohybe elektrických nábojov v magnetickom poli na ne bude pôsobiť sila podľa pravidla ľavej ruky.
Pravidlo ľavej ruky, ktoré sme aplikovali len na vysvetlenie javu elektromagnetickej indukcie, sa však v praxi ukazuje ako nepohodlné. V praxi sa určuje smer indukčného prúdu podľa pravidla pravej ruky(Obrázok 2).
Obrázok 2 Pravidlo pravej ruky. Pravá ruka je otočená dlaňou k magnetickým siločiaram, palec smeruje v smere pohybu vodiča a štyri prsty naznačujú, ktorým smerom bude tiecť indukovaný prúd.
Pravidlo pravej ruky je to, ak umiestnite pravú ruku do magnetického poľa tak, že magnetické siločiary vstúpia do dlane a palec ukazuje smer pohybu vodiča, potom ostatné štyri prsty ukážu smer indukovaného prúdu vznikajúceho vo vodiči.
www.sxemotehnika.ru
Smer prúdu a smer jeho magnetických siločiar. Pravidlo ľavej ruky. Učiteľ fyziky: Murnaeva Ekaterina Aleksandrovna. - prezentácia
Prezentácia na tému: „Smer prúdu a smer jeho magnetických siločiar. Pravidlo ľavej ruky. Učiteľka fyziky: Ekaterina Aleksandrovna Murnaeva. - Prepis:
1 Smer prúdu a smer jeho magnetických siločiar. Pravidlo ľavej ruky. Učiteľ fyziky: Murnaeva Ekaterina Aleksandrovna
2 Metódy určenia smeru magnetickej čiary Určenie smeru magnetickej čiary Pomocou magnetickej šípky Gimletovým pravidlom alebo pravidlom pravej ruky Pravidlom ľavej ruky
3 Smer magnetických čiar Smer magnetických čiar magnetického poľa prúdu súvisí so smerom prúdu a určuje sa pomocou pravidla pravej ruky alebo gimletovho pravidla.
4 Pravidlo pravej ruky Uchopte solenoid dlaňou pravej ruky a štyri prsty nasmerujte v smere prúdu v zákrutách, potom predĺžený palec ukáže smer magnetických siločiar vo vnútri solenoidu.
5 Pravidlo opruhy Ak sa smer translačného pohybu brvna zhoduje so smerom prúdu vo vodiči, potom sa smer otáčania rukoväte zhoduje so smerom magnetických siločiar prúdu.
6 BB B Akým smerom tečie prúd vo vodiči? hore zle dole vpravo hore vpravo dole zle vľavo zle vpravo vpravo
7 Aký je smer vektora magnetickej indukcie v strede kruhového prúdu? + – hore nesprávne dole správne + – hore správne dole nesprávne + – vpravo správne vľavo nesprávne _ + vpravo nesprávne vľavo správne
8 Pravidlo ľavej ruky Ak je ľavá ruka umiestnená tak, že siločiary magnetického poľa vstupujú do dlane kolmo na ňu a štyri prsty sú nasmerované pozdĺž prúdu, potom palec nastavený na 90° ukáže smer pôsobenia sily. na vodiči.
9 Použitie Orientačný účinok MF na prúdový obvod sa využíva v elektrických meracích prístrojoch: 1) elektromotory 2) elektrodynamický reproduktor (reproduktor) 3) magnetoelektrický systém - ampérmetre a voltmetre
10 Boli zmontované tri inštalácie zariadení podľa schém znázornených na obrázku. V ktorom z nich: a, b alebo c sa bude rám otáčať okolo svojej osi, ak je okruh uzavretý?
11 11 Boli zmontované tri inštalácie zariadení a, b, c. V ktorom z nich sa začne pohybovať vodič AB, ak je kľúč K zatvorený?
12 V situácii znázornenej na obrázku je pôsobenie ampérovej sily smerované: A. Hore B. Dole C. Doľava D. Doprava
13 V situácii znázornenej na obrázku je pôsobenie ampérovej sily smerované: A. Hore B. Dole C. Doľava D. Doprava
14 V situácii znázornenej na obrázku je pôsobenie ampérovej sily smerované: A. Hore B. Dole C. Doľava D. Doprava
15 Z obrázku určte smer magnetických čiar jednosmerného magnetického poľa A. V smere hodinových ručičiek B. V protismere hodinových ručičiek
16 Ktoré magnetické póly sú znázornené na obrázku? A. 1 severná, 2 južná B. 1 južná, 2 južná C. 1 južná, 2 severná D. 1 severná, 2 severná
17 Oceľový magnet bol rozbitý na tri časti. Budú konce A a B magnetické? A. Nebudú B. Koniec A má severný magnetický pól, B má južný pól C. Koniec B má severný magnetický pól, A má južný pól
18 Pomocou obrázku určte smer magnetických čiar dopredného prúdu MF. A. V smere hodinových ručičiek B. Proti smeru hodinových ručičiek
19 Ktorý z obrázkov správne znázorňuje polohu magnetickej strelky v MF permanentného magnetu? A B C D
20 §§45,46. Cvičenie 35, 36. Domáca úloha:
Pravidlo ľavej ruky aktuálneho smeru
Ak sa vodič, cez ktorý prechádza elektrický prúd, zavedie do magnetického poľa, potom sa v dôsledku interakcie magnetického poľa a vodiča s prúdom bude vodič pohybovať jedným alebo druhým smerom.
Smer pohybu vodiča závisí od smeru prúdu v ňom a od smeru magnetických siločiar.
Predpokladajme, že v magnetickom poli magnetu N
S
existuje vodič umiestnený kolmo na rovinu výkresu; Prúd preteká vodičom v smere od nás, za rovinu výkresu.
Prúd tečúci z roviny kreslenia k pozorovateľovi je obvykle označený bodkou a prúd tečúci za rovinu kreslenia od pozorovateľa je označený krížikom.
Pohyb vodiča s prúdom v magnetickom poli
1
- magnetické pole pólov a prúd vodiča,
2
je výsledné magnetické pole.
Všetko, čo v obrazoch zmizne, je vždy označené krížikom,
a nasmerovaný na pozorovateľa – bod.
Vplyvom prúdu sa okolo vodiča vytvorí magnetické pole (obr. 1
.
Použitím pravidla gimlet je ľahké overiť, že v prípade, ktorý uvažujeme, sa smer magnetických čiar tohto poľa zhoduje so smerom pohybu v smere hodinových ručičiek.
Keď magnetické pole magnetu interaguje s poľom vytvoreným prúdom, vytvorí sa výsledné magnetické pole, znázornené na obr. 2
.
Hustota magnetických čiar výsledného poľa na oboch stranách vodiča je rozdielna. Napravo od vodiča sa magnetické polia, ktoré majú rovnaký smer, sčítavajú a vľavo, smerujúce proti smeru, sa čiastočne navzájom rušia.
V dôsledku toho bude na vodič pôsobiť sila, väčšia vpravo a menšia vľavo. Pod vplyvom väčšej sily sa vodič bude pohybovať v smere sily F.
Zmenou smeru prúdu vo vodiči sa zmení smer magnetických čiar okolo neho, v dôsledku čoho sa zmení aj smer pohybu vodiča.
Na určenie smeru pohybu vodiča v magnetickom poli môžete použiť pravidlo ľavej ruky, ktoré je formulované takto:
Ak umiestnite ľavú ruku tak, aby magnetické čiary prenikli do dlane, a vytiahnuté štyri prsty ukazujú smer prúdu vo vodiči, potom ohnutý palec bude udávať smer pohybu vodiča.
Sila pôsobiaca na vodič s prúdom v magnetickom poli závisí tak od prúdu vo vodiči, ako aj od intenzity magnetického poľa.
Hlavnou veličinou charakterizujúcou intenzitu magnetického poľa je magnetická indukcia IN . Jednotkou merania magnetickej indukcie je tesla ( Tl=Vs/m2 ).
Magnetickú indukciu možno posúdiť podľa sily magnetického poľa na vodiči s prúdom umiestnenom v tomto poli. Ak je dĺžka vodiča 1 m a s prúdom 1 A , umiestnený kolmo na magnetické čiary v rovnomernom magnetickom poli, sila o 1 N (newton), potom sa magnetická indukcia takéhoto poľa rovná 1 t (tesla).
Magnetická indukcia je vektorová veličina, jej smer sa zhoduje so smerom magnetických čiar a v každom bode poľa smeruje vektor magnetickej indukcie tangenciálne k magnetickej čiare.
sila F
, pôsobiaci na vodič s prúdom v magnetickom poli, je úmerný magnetickej indukcii IN
, prúd vo vodiči ja
a dĺžka vodiča l
, t.j.
F=BIl
.
Tento vzorec je správny iba v prípade, keď je vodič s prúdom umiestnený kolmo na magnetické čiary rovnomerného magnetického poľa.
Ak je vodič s prúdom v magnetickom poli pod akýmkoľvek uhlom A
vo vzťahu k magnetickým čiaram sa sila rovná:
F=BIl hriech a
.
Ak je vodič umiestnený pozdĺž magnetických čiar, potom sila F
sa bude rovnať nule, pretože a=0 .
(Podrobné a zrozumiteľné vo videokurze „Do sveta elektriny – ako prvýkrát!“)
Prvým krokom bude pravidlo pravej ruky. S jeho pomocou môžete určiť smer magnetických čiar vodiča s prúdom. Na to potrebujeme poznať smer prúdu vo vodiči. Stačí sa pozrieť na batériu alebo póly batérie. Pretože prúd smeruje z „+“ na „-“, bude tiecť zo strany vodiča pripojeného k + smerom k –. Teraz, keď poznáme smer prúdu, musíme „vziať“ pravú ruku a ohnúť všetky prsty do dlane, okrem palca! Presne ako na obrázku. Teraz musíme vodič „chytiť“, ale tak, aby palec ukazoval smer prúdu, t.j. smeroval tam, kde bol prúd). V tejto polohe ruky budú prsty ohnuté okolo vodiča ukazovať smer čiar jeho magnetického poľa)
Krok 2
To je jasné?)
Teraz prejdime k určovaniu pólov cievky s prúdom. Smer prúdu musíme opäť určiť podobným spôsobom. Potom robíme takmer to isté, len prsty necháme rovnejšie, ale ohnuté. Pristúpime k našej cievke a nasmerujeme prsty (všetky okrem vyčnievajúceho palca) v smere prúdu v nej, t.j. naše prsty sa stali akoby celými závitmi cievky). V tomto prípade palec ukazuje v smere k severnému pólu cievky.
P.S. Mierna odchýlka) prst tiež ukazuje smer magnetických čiar PRECHÁDZAJÚCICH CEZ cievku a naopak - ukazuje smer OPAČNÝ k čiaram, ktoré prechádzajú mimo cievku a „vstupujú do jej južného pólu.
Krok 3
Začnime chápať pravidlo ĽAVEJ ruky. Umožňuje určiť smer ampérovej sily pôsobiacej na vodič s prúdom v magnetickom poli permanentného magnetu! HLASUJTE! =). Na experiment nám stačí rovná ľavá ruka, ale s pravým prstom ohnutým o 90 stupňov. V magnetickom poli musí byť ruka umiestnená tak, aby severný pól „pozeral“ na vnútornú stranu dlane, t.j. aby siločiary magnetického poľa smerovali do ruky. Za týchto podmienok potrebujeme, aby rovné prsty smerovali v smere prúdu vo VODIČI. Ak sa všetko vezme do úvahy a urobí sa správne, potom prst ohnutý o 90 stupňov ukáže smer ampérovej sily.
