Правило левой руки – формула, определение, примеры, кратко о применении
4.2
Средняя оценка: 4.2
Всего получено оценок: 205.
Обновлено 15 Июля, 2021
4.2
Средняя оценка: 4.2
Всего получено оценок: 205.
Обновлено 15 Июля, 2021
Из курса физики известно, что действие магнитного поля на движущиеся заряды и на проводник с током заключается в появлении силы Лоренца или Ампера. В отличие от большинства других сил, направление действия этих сил не совпадает с направлением действия поля, породившего их. Поэтому было сформулировано специальное мнемоническое правило — правило левой руки. Кратко рассмотрим порядок применения этого правила, разберём характерные примеры.
Силы Лоренца и Ампера
Магнитное поле порождается движущимися электрическими зарядами. И в свою очередь электрические заряды, движущиеся в магнитном поле, испытывают силовое воздействие с его стороны.
Сила, действующая на движущийся заряд, называется силой Лоренца.
Модуль силы Лоренца равен:
$$F_L = qvB sin \alpha$$
где:
- $F_L$ — величина силы Лоренца;
- $q$ — величина движущегося заряда;
- $v$ — скорость движения заряда;
- $B$ — индукция магнитного поля;
- $\alpha$ — угол между векторами скорости и индукции.
Поскольку электрический ток представляет собой упорядоченное движение электрических зарядов, то в случае, когда он протекает через магнитное поле, силы Лоренца, действующие на отдельные носители, складываются в одну общую силу, которая называется силой Ампера.
Рис. 2. Сила Ампера.Модуль силы Ампера определяется с помощью формулы, похожей на формулу силы Лоренца:
$$F_A= I Δl B sin \alpha$$
где:
- $I$ — сила тока в проводнике;
- $Δl$ — длина проводника;
- $B$ — индукция магнитного поля;
- $\alpha$ — угол между векторами тока и индукции.
Схожесть формул объясняется тем, что сила Ампера является макроскопическим проявлением силы Лоренца.
Направление действия этих сил совпадает.
Направление сил Лоренца и Ампера
Заметим, что в обоих случаях сила возникает только тогда, когда вектор скорости движения зарядов и вектор магнитной индукции не параллельны.
Из геометрии известно, что два непараллельных вектора, отложенные из одной точки, однозначно определяют плоскость. Особенность сил Лоренца и Ампера в том, что эти силы всегда направлены перпендикулярно этой плоскости.
Данный факт запомнить несложно. Проблема состоит в том, что перпендикуляр к плоскости может быть отложен в двух направлениях. Как определить нужное направление? Обратимся к правилу левой руки.
Правило левой руки
Правило левой руки звучит так.
Если расположить левую руку так, чтобы четыре пальца были направлены по направлению движения положительного заряда (или по направлению тока), а линии магнитной индукции входили в ладонь, «прокалывая» её, то большой палец покажет направление силы Лоренца (или силы Ампера).
Как пользоваться этим правилом? Разберём примеры.
Допустим, ток по проводнику течёт слева направо. А линии магнитной индукции направлены вверх.
Направляем левую руку четырьмя пальцами вправо. Ладонь должна «смотреть» вниз, так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь и «прокалывали» её. Отставленный большой палец покажет направление назад.
Это и будет направление силы Ампера в данном случае. Действительно, плоскость, образованная векторами тока и магнитной индукции, — вертикальна, и сила Ампера перпендикулярна ей.
Другой пример. Электрон движется назад, «на наблюдателя», между полюсами магнита, причём северный находится справа.
Линии магнитной индукции направлены справа налево, следовательно, ладонь левой руки должна быть направлена вправо. Электрон заряжен отрицательно, то есть четыре пальца руки должны быть направлены против его движения — вперёд. Отставленный большой палец будет направлен вверх. Это и будет направление силы Лоренца в данном случае.
Что мы узнали?
Правило левой руки — это правило, предназначенное для определения направления силы Лоренца или силы Ампера. По этому правилу, если четыре пальца левой руки будут указывать направление движения положительного заряда (направление тока), а линии магнитной индукции будут входить в ладонь, «прокалывая» её, то отставленный большой палец покажет направление силы Лоренца или Ампера.
Тест по теме
Доска почёта
Чтобы попасть сюда — пройдите тест.
Пока никого нет. Будьте первым!
Оценка доклада
4.2
Средняя оценка: 4.2
Всего получено оценок: 205.
А какая ваша оценка?
Правило левой и правой руки для магнитного поля и векторных величин
Принцип правила правой и левой руки для векторных величин
В физике существуют известные правила для векторного расчета, которые часто используется, при решении задач.
Их принято называть следующими терминами:
- основное правило правой руки;
- правило левой руки;
- правило буравчика.
Иными словами, они называются, мнемоническими правилами или законами. Данному определению соответствует специальные приемы и способы, которые значительно упрощают процесс изучения и запоминания нужной информации. Которые позволяют образовывать определенные ассоциации. Они проводят специальные параллели между определенными абстрактными объектами. Которые имеют визуальные и кинестетические представления.
Основоположником в физике вышесказанного мнемонического правила является ученый П. Буравчик.
Правило Буравчика, предоставляет возможность определить векторное направление, которое получается в результате произведения нескольких векторов.
Применение правила буравчика и левой руки в физике
Представим, что на поле под действием силы, можно повесить на довольно тонком и простом проводе рамку, которая проводит силу тока.
Она будет вращаться и будет располагаться определенным образом. Аналогичным образом будет движение магнитной стрелки. Этот процесс напрямую характеризует о векторном свойстве физической величины, которая является определяющей магнитного поля. Поэтому, направление вектора, будет напрямую зависеть от направления силы тока в рамке и расположения магнитной стрелки.
Следовательно, магнитная индукция — это величина или показатель, который показывает основные характеристика магнитного поля.
Этот показатель, является одним из главных параметров, который характеризует, в каком именно состоянии может находится, непосредственно в данный момент, магнитное поле. Следовательно, нужно обязательно уметь определять его величину и направление.
Векторное направление индукционной магнитной силы, возможно вычислить, применяя следующие основные законы и правила:
- Правила, которое принято называть, правилом правого винта;
- Правило правой руки.
Перечисленные способы, изобразим и рассмотрим на рисунке.
Рассмотрев рисунок приходим к выводу: что направление силовой магнитной индукции, в характерном месте, принято считать, как направление, по которому лежит перпендикуляр (\[\underline{n}\]).
Положительная нормаль (n) будет направлена таким же образом, как перемещение поступательного правого винта.
Существуют способы выяснить, какое направление будет для векторной магнитной индукции, в определенной точке на рассматриваемом поле. Для этого нужно предоставить возможность рамке преобразоваться в
положение равновесия. Затем на практике применить правило правого винта.
Рассмотрим правило правой руки. Для этого необходимо произвести и запомнить несколько простых действий. Которые всегда будут помогать при решении задач. А именно:
сжать правую руку в не сильно плотный кулак.
отогнуть большой палец руки под прямым углом, который равен 90°.
рука должна размещаться, таким образом, чтобы большой палец указывал основное направление силы тока;
согнутые четыре пальца, будут указывать направление линий поля магнитной индукции, создающие ток.
Сторону куда будет направлен ток, указывает касательная линия в каждой точке поля применительно к силовой линии.
Рассмотрим соленоид (разновидность катушки индукции).
Для этого обхватим правой ладонью соленоид. Таким образом, чтобы четыре пальца совпадали непосредственно с направлением тока в нем. Следовательно, отогнутый палец, который расположен под прямым углом, будет указывать, как непосредственно направлено магнитное поле. Которое создается у него внутри.
Из разделов физики известно, что если в магнитном поле наблюдается перемещение с места на место проводников, то в этом случае будет возникать индукционный ток.
Стоит отметить, что правило правой руки можно применять, для определения и вычисления направления течения индукционного тока, в данных проводниках.
Также нужно запомнить, что индукционные линии магнитного поля, обязательно должны входить в открытую ладонь, которая входит в правую руку. Палец руки нужно отогнуть под прямым углом на девяносто градусов.
Далее направить ее по направлению скорости перемещения проводника. Четыре пальца, которые вытянуты, указывают как будет направлен индукционный ток.
Данным правилом можно пользоваться при вычислении электродвижущей индукционной силы в определенном контуре.
Выполнить нужно несколько действий:
- нужно охватить контур, четырьмя согнутыми пальцами, где электродвижущая сила, при применении магнитного потока;
- большой палец руки отогнуть и направить по направлению потока или против его направления.
Нет времени решать самому?
Наши эксперты помогут!
Контрольная
| от 300 ₽ |
Реферат
| от 500 ₽ |
Курсовая
| от 1 000 ₽ |
Правило левой руки Ампера для магнитного поля
Все проводники с током, подвергаются действию силы магнитного поля.
Она характеризуется как сила Ампера и широко применяется в физике и в других технических науках.
На простой элементарный проводник, который обозначается \[(\Delta I)\] с током \[(I)\], который находится (помещен) в магнитное поле, будет действовать сила Ампера.
Составим и запишем формулу, для данной силы:
\[\Delta F a=I(\underline{\Delta I} \cdot \underline{B})\]
В правой части уравнения, записываем векторное произведение \[(I(\underline{\Delta I} \cdot \underline{B}))\], следовательно, сила Ампера будет иметь направление перпендикулярное поверхности. На ее плоскости имеются следующие наименования векторов \[\Delta I\] и \[\underline{B}\]. Однако, конкретное, более точное, направление силы тока Ампера можно определить, используя для этого правило левой руки. Нужно взять левую ладонь, и расположить таким образом, чтобы пальцы руки указывали куда направлена сила тока.
Магнитная индукция, направлена и будет входить в ладонь в следующем случае:
- палец должен быть под прямым углом;
- должен указывать направление силы Ампера.
Правило левой руки для силы Лоренца
Рассмотрим принцип данного правила, его характер применения.
Вышеуказанное правило левой руки, принято использовать к силе Лоренца.
Потому что понятие электрического тока в физике, имеет способность создавать движущиеся с места на место заряженные частицы. Следовательно, на в магнитном поле, будет действовать заряд.
Определение
Сила Лоренца — это сила, которая воздействует, на частицу или тело под зарядом, и которое в свою очередь движется в магнитном поле, и равна:
\[\underline{F l}=q(\underline{v \cdot B})\]
В формуле мы видим векторное произведение, следовательно, это будет означать, что сила Лоренца направляется относительно плоскости перпендикулярно, в которой и находятся все соответствующие вектора силы.
Для вычисления направления силы, применим на практике. правило для левой руки. Возьмем и расположим пальцы руки, их нужно четыре, так чтобы они указывали направление, по которому движутся частицы тела.
Следовательно, отогнутый большой палец руки на девяносто градусов, будет указывать необходимое направление. Которая движется в магнитном поле, при условии, что частица является положительным зарядом.
В случае, если частица отрицательная, большой палец руки будет характеризовать обратное направление силе.
Освоить и запомнить данные способы определения и вычисления направления сил и полей достаточно просто и легко. Данные мнемонические правила и характеристики в электричестве довольно просто и значительно облегчают задачи для изучения. Главное, помнить правило, по какому направлению течет сила тока. Стоит отметить, что данные правила в основном, применяется в электротехнических науках.
Правило левой и правой руки Флеминга: определение, схема, различия
Дом »Физика
Дивья Каре | Обновлено: 1 марта 2023 г., 12:42 IST
0
Сохранить
Скачать публикацию в формате PDF Правило Флеминга было установлено английским физиком и инженером-электриком сэром Джоном Амброузом Флемингом в 19 веке. Правило левой руки Флеминга было введено для нахождения направления движения в двигателях, а правило правой руки Флеминга помогает найти направление индукционного электрического тока.
Правило левой и правой руки Флеминга
Правила левой и правой руки Флеминга играют ключевую роль в электродвигателях и генераторах. Давайте познакомимся с ними.
Правило левой руки Флеминга:Когда любой проводник с током помещается в однородное магнитное поле, на проводник действует сила. Флеминг дал простое правило, которое помогает определить направление силы, действующей на проводник с током, помещенный в магнитное поле. Это правило называется правилом левой руки Флеминга и может быть сформулировано следующим образом.
Держите указательный, средний и большой пальцы левой руки под прямым углом друг к другу. Отрегулируйте руку таким образом, чтобы указательный палец указывал в направлении магнитного поля, а средний палец указывал в направлении тока, тогда направление, в котором указывает большой палец, дает направление силы, действующей на систему.
Поскольку проводник движется в направлении, в котором на него действует сила, мы также можем сказать, что направление, в котором указывает большой палец, дает направление движения проводника.
Устройства, в которых используются проводники с током и магнитные поля, включают электродвигатели, микрофоны, громкоговорители и измерительные приборы для измерения тока, такие как амперметры, гальванометры и т. д.
Правило правой руки Флеминга: Согласно закону Фарадея об электромагнитной индукции, всякий раз, когда какой-либо проводник перемещается внутри магнитного поля, в нем возникает ток, называемый индуцированным током. В случае, если этот проводник принудительно перемещается внутри магнитного поля, возникает связь между направлением приложенной силы, магнитным полем и индуцированным током. Согласно правилу правой руки Флеминга: Держите большой, указательный и средний пальцы правой руки под прямым углом друг к другу. Отрегулируйте руку так, чтобы указательный палец указывал в направлении магнитного поля, а большой — в направлении движения проводника.
Тогда направление, в котором указывает средний палец, дает направление индукционного тока в проводнике.
Различия между правилом левой и правой руки Флеминга
Некоторые основные отличия заключаются в следующем.
| Параметры | Правило левой руки Флеминга | Правило Флеминга. поле. | Чтобы найти направление индуцированного электрического тока. | |||
| Изображение среднего пальца | Средний палец показывает направление тока | Средний палец показывает направление индукционного электрического тока | ||||
| Применение | Концепция применяется в электродвигателях | 5 5 90952 Концепция применяется в электрогенераторе 9000
| Эффект Холла: узнайте его теорию, формулу, эксперимент, значение и применение |
| Окислитель: узнайте его определение, свойства, применение и примеры |
| Силовые трансформаторы: их конструкция, принцип работы, типы и применение |
| Изучение зависимости между модулем Юнга и объемным модулем упругости |
| Теплопроводность металлов: определение, применение и влияние примесей |
Это свойство лежит в основе всех современных электродвигателей и генераторов. Итак, мы знаем, что на проводник с током действует сила, но как узнать ее направление? Если бы только существовал простой метод, который можно было бы применять почти во всех условиях. Ждать! Правило левой руки Флеминга делает именно это. Джон Эмброуз Флеминг в конце 19открыл метод, с помощью которого можно определить направление этой электродвижущей силы. Флеминг разработал простой метод определения направления силы, тока и магнитного поля, и, чтобы улучшить ситуацию, вам нужна только левая рука!
Направлено ли магнитное поле на землю или небо? Направление внешнего магнитного поля можно найти с помощью правила левой руки Флеминга. выровняв большой и указательный пальцы по направлению тока и силы, поместив средний палец в направлении тока и большой палец на восток, мы увидим, что магнитное поле указывает на небо.
Указательный палец указывает на южный полюс, поскольку он представляет направление магнитного поля (с севера на юг). Указание средним пальцем в направлении тока даст вам направление силы на обоих плечах катушки, как показано на рисунке. Таким образом, на катушку действуют две силы, равные по величине, но противоположные по направлению, которые приводят в движение электродвигатель.
Учитывая, что работа важнейшего электродвигателя хорошо изучена отчасти благодаря правилу левой руки Флеминга, мы можем заключить, что правило левой руки Флеминга, хотя и косвенно, важно и в повседневной жизни.
