Знак \( \bigotimes \) означает, что вектор магнитной индукции \( \vec{B} \) направлен от нас, то есть входит в ладонь
\(F_А \) — Сила Ампера
\(I \) — Сила тока
Задача 1. (Правило левой руки)
Укажите направление силы Ампера.
Показать ответ Показать решение Видеорешение
Ответ: Вверх
Здесь вектор магнитной индукции направлен «от нас».
Распологаем кисть левой руки так, чтобы вектор магнитной индукции входил в ладонь, а четыре пальца были сонаправлены
с током \(I\), тогда большой палец укажет направление силы Ампера — вверх.
Задача 2. (Правило левой руки)
Укажите направление силы Ампера.
Показать ответ Показать решение Видеорешение
Ответ: Вниз
Здесь вектор магнитной индукции направлен «от нас».
Распологаем кисть левой руки так, чтобы вектор магнитной индукции входил в ладонь, а четыре пальца были сонаправлены
с током \(I\), тогда большой палец укажет направление силы Ампера — вниз.
Задача 3. (Правило левой руки)
Укажите направление силы Ампера.
Показать ответ Показать решение Видеорешение
Ответ: влево
Здесь вектор магнитной индукции направлен «от нас».
Распологаем кисть левой руки так, чтобы вектор магнитной индукции входил в ладонь, а четыре пальца были сонаправлены
с током \(I\), тогда большой палец укажет направление силы Ампера — влево.
Задача 4. (Правило левой руки)
Укажите направление силы Ампера.
Показать ответ Показать решение Видеорешение
Ответ: вправо
Здесь вектор магнитной индукции направлен «от нас».
Распологаем кисть левой руки так, чтобы вектор магнитной индукции входил в ладонь, а четыре пальца были сонаправлены
с током \(I\), тогда большой палец укажет направление силы Ампера — вправо.
Задача 5. (Правило левой руки)
Укажите направление силы Ампера.
Показать ответ Показать решение Видеорешение
Ответ: вправо
Здесь вектор магнитной индукции направлен «на нас».
Распологаем кисть левой руки так, чтобы вектор магнитной индукции входил в ладонь, а четыре пальца были сонаправлены
с током \(I\), тогда большой палец укажет направление силы Ампера — вправо.
Задача 6. (Правило левой руки)
Укажите направление силы Ампера.
Показать ответ Показать решение Видеорешение
Ответ: вниз
Здесь вектор магнитной индукции направлен «на нас».
Распологаем кисть левой руки так, чтобы вектор магнитной индукции входил в ладонь, а четыре пальца были сонаправлены
с током \(I\), тогда большой палец укажет направление силы Ампера — вниз.
Правило левой руки: примеры задач, формулы, объяснение
История открытия правила Буравчика
В 19-м веке была обнаружена связь между магнетизмом и электричеством.
В это же время было сформировано понятие магнитного поля. Впервые оно было обнаружено датским ученым-физиком Х. Эрстедом.
После этого открытия, ученые ряда стран провели многочисленные эксперименты, которые установили широкий спектр действия поля, нередко выходящий за рамки исследуемого объекта. Было открыто и его круговое вращение.
В дальнейшем, исследования перешли в сферу изучения вопроса – в каких направлениях действует магнетизм. Выяснилось, что его влияние может быть разносторонним, и меняется от того, каким образом располагаются полюса и силы, оказывающие влияние на проводник.
По результатам экспериментов было открыто и оформлено правило левой и правой руки. Первым каноном выявляется направленность сил, влияющих на проводящий материал, а вторым – направленность магнитных линий.
С целью полного отображения было принято специальное определение и другие обозначения. Отображение поля выполняется в виде концентрических линий.
Чем чаще они расположены относительно друг друга, тем выше сила действующего поля. Каждая из них получается замкнутой и не пересекается с соседними. Если узнать их направленность, можно установить, куда смотрит вектор магнитной индукции. Возможно и обратное действие, поскольку направление вектора будет соприкасаться с каждой точкой этих линий.
Проведенные опыты позволили сформулировать и закон Буравчика. Когда он вкручивается, резьба будет двигаться по часовой стрелке, то есть вправо. В таком же направлении осуществляется движение силовых магнитных линий. Правило левой руки дополняет правило Буравчика, устанавливая направленность силы, действующей на электрический провод.
Направление линий магнитной индукции внутри постоянного магнита
Исторически, во многих местах Земли давно замечено природное качество некоторых камней притягивать к себе железные изделия. Со временем, в древнем Китае, вырезанные определенным образом из кусков железной руды (магнитного железняка) стрелки превратились в компасы, показывающие направление к северному и южному полюсу Земли и позволяющие ориентироваться на местности.
Исследования этого природного явления определили, что более сильное магнитное свойство дольше сохраняется у сплавов железа. Более слабыми природными магнитами являются руды, содержащие никель или кобальт. В процессе изучения электричества, ученые научились получать искусственно намагниченные изделия из сплавов, содержащих железо, никель или кобальт. Для этого их вносили в магнитное поле, создаваемое постоянным электрическим током, а переменным током, если необходимо, размагничивали.
Изделия, намагниченные в природных условиях или полученные искусственно, имеют два различных полюса – места, где магнетизм наиболее сконцентрирован. Взаимодействуют магниты между собой посредством магнитного поля так, что одноименные полюса отталкиваются и разноименные притягиваются. Это образует вращающие моменты для их ориентации в пространстве более сильных полей, например, поля Земли.
Визуальное изображение взаимодействие слабо намагниченных элементов и сильного магнита дает классический опыт со стальными опилками, рассыпанными на картоне и плоским магнитом под ним.
Особенно если опилки продолговатые, наглядно видно, как выстраиваются они вдоль силовых магнитных линий поля. Меняя положение магнита под картоном наблюдается изменение конфигурации их изображения. Применение компасов в этом опыте еще усиливает эффект понимания строения магнитного поля.
Одно из качеств силовых магнитных линий, открытых еще М. Фарадеем, говорит о том, что они замкнуты и непрерывны. Линии, выходящие из северного полюса постоянного магнита, входят в южный полюс. Однако внутри магнита они не размыкаются и входят из южного полюса в северный. Количество линий внутри изделия максимально, магнитное поле однородно, а индукция может слабеть при размагничивании.
Правило левой руки
Если определять физические величины по правилу левой руки, то ее ладонь располагается в таком положении, что четыре пальца направлены вперед, а большой отвернут в бок. Прямые пальцы указывают в сторону направления тока, а оттопыренный большой – направление устремления вектора приложенных усилий.
При этом, направление индукции заходит и упирается в ладошку сверху под углом девяносто градусов.
Что определяет закон
По итогам выполнения многочисленных экспериментальных опытов было выведено определение, которое впоследствии стало именоваться правилом левой руки. Оно связало между собой направленности электротока и концентрических линий, а также влияние на проводящий материал силы магнетических полей. Живой пример отражен на картинке, где хорошо видно взаимодействие физических составляющих. Направленность силовых линий и функционирующего магнитного поля не совпадают, их действие направлено в совершенно разные места.
Когда направленность электротока и проводника будет совмещаться с линиями, то силовое влияние на проводящий материал в данном случае отсутствует. В результате, указанный постулат перестанет работать.
Правило правой руки для векторного произведения
1-й вариант правила ПР для векторного произведения:
Если векторы изобразить таким образом, чтобы их начальные точки совпадали, и вращать 1-й вектор-сомножитель коротким путём ко 2-му вектору-сомножителю, а 4 пальца правой руки при этом указывают в сторону вращения, то большой палец, оттопыренный под прямым углом, покажет направление вектора-произведения (ВП).
2-й вариант правила ПР для ВП:
Если векторы изобразить так, чтобы совпадали их начала, а большой палец правой руки вытянуть по длине 1-го вектора-сомножителя, указательный — по длине 2-го вектора-сомножителя, то средний приблизительно покажет направление вектора-произведения.
Направление вектора-произведения
По аналогии с электродинамикой большой палец — это ток (I), указательный — вектор МИ (B), а средний палец — сила (F). Ассоциативно легче будет запомнить по расположению пальцев руки, напоминающему пистолет.
ППР для ВП означает, что когда совпадающие в одной точке векторы пытаться поворачивать по короткому маршруту — первый вектор (большой палец) ко второму (указательный палец), то буравчик будет совершать свой круг в сторону произведения векторов (средний палец).
Примеры задач в физике электротехнике
В качестве примеров будут рассмотрены задачи, связанные с силой Ампера. Примеры решений специфические, но сам метод решения довольно простой.
Задача № 1
Исходные данные для выполнения: длина проводника – 20 см, сила тока, протекающая в нем – 300 мА, угол между проводником и вектором магнитной индукции – 45о. Величина магнитной индукции – 0,5 Тл.
Требуется найти силу однородного магнитного поля, воздействующую на проводник.
Решение: необходимо применять основную формулу – Fa = B x I x L x sinα. Подставив нужные значения, получаем: Fa = 0,5 Тл х 0,3А х 0,2 м х (√2/2) = 0,03 Н.
Задача № 2
Исходные данные для решения: Проводник помещен в магнитное поле, индукция которого составляет 10 Тл. Сила действия магнитного поля перпендикулярна проводнику и составляет 20 Н. Сила тока, протекающего в проводнике – 5А.
Электродинамика и магнитостатика
Магнитная индукция представляет собой векторный фактор, который характеризует силовое поле. Величина показывает влияние магнитного фона на отрицательно и положительно заряженные частицы в исследуемом пространстве. Индукция определяет силу влияния поля на заряд, перемещающийся с заданной скоростью.
Для этого случая законы применения описываются так:
- Правило винта. Если поступательное круговое движение буравчика совпадает с направлением заряженных электронов в катушке, то путь поворота ручки инструмента будет совпадать с курсом магнитного вектора полярной индукции, направление при этом зависит от тока.
- Принцип правой кисти. Если взять стержень в правую кисть так, что отставленный под прямым углом палец демонстрирует курс тока, то другие пальцы будут соответствовать направлению луча магнитной индукции, продуцируемого током. Путь магнитного вектора индукции прокладывается касательно линии отрезков.
Для подвижного проводника
В стержне из металла находится большое число свободных электронов, движение которых характеризуется как хаотичное. Если катушка движется в силовом электромагнитном поле вдоль линий, то фон отклоняет электроны, перемещающиеся одновременно с проводником. Их движение создает ЭДС (электродвижущую силу) и называется электромагнитной наведенной индукцией.
Под действием индукции заряженные частицы передвигаются и накапливаются в одном конце стержня, при этом на другом проявляется нехватка электронов. В результате такой ситуации зарождается положительный заряд и возникает разность потенциалов, появляется напряжение электричества.
Ток будет протекать под действием разности потенциалов при подсоединении такой катушки к внешней цепи по замкнутому контуру. При передвижении стержня по направлению силовых линий снижается до нуля воздействие поля на заряды. Не возникает электродвижущая сила, нет напряжения, отсутствует ток электронов.
Как связано магнитное поле с Буравчиком и руками
Рассматривая движение полей токовой и магнитной природы, можно легко проследить взаимную связь правила Буравчика с канонами правой и левой руки. Для более качественного сравнения этих понятий, следует рассмотреть, что они представляют собой по отдельности.
Закон Буравчика точно устанавливает направленность напряженности, вызываемой магнитными полями.
При этом само поле должно размещаться в прямом направлении по отношению к проводящему материалу с электротоком.
Для более полного представления берется штопор с правой резьбой и ввинчивается по часовой стрелочке в сторону протекания тока. Направленность магнетических полей соответствует правостороннему движению штопорной рукоятки.
Правило правой руки может рассматриваться в двух вариантах. В одном из них пальцы, согнутые в кулак, охватывают неподвижный токопроводник. Они обозначают, в какую сторону смотрит вектор магнитных линий, который, как и у рукоятки Буравчика, будет по ходу часовой стрелки. Самый крупный палец отступает на 90º и показывает, в какую сторону движется ток.
Если же токопровод движется, то правая рука размещается иным способом. Ладонь устанавливается между северным и южным полюсами так, чтобы она была в перпендикулярности с силовыми линиями, проходящими через нее. Крупный палец фиксируется в вертикальном положении и показывает в сторону направленного движения проводника.
Оставшиеся пальцы, протянутые вперед, смотрят в ту же сторону, что и индукционный ток. Эта установка нашла свое применение в расчетах катушечных соленоидов, оказывающих воздействие на физические свойства тока.
Отделяя друг от друга правило правой и левой руки, их физика показывает, что второй вариант, используемый в расчетах, действует по-другому. Левая ладошка размещается в таком положении, чтобы четыре пальца были направлены в сторону тока, продвигающегося по проводнику. Магнитные линии, перемещаясь от одного полюса к другому, заходят в ладошку под 90 градусов. Оттопыренный крупный палец смотрит в ту же сторону, что и сила, воздействующая на токопроводник.
Примечания
Математические детали общего понятия ориентации базиса, о котором здесь идёт речь — см. в статье Ориентация.
Под определением направления здесь везде имеется в виду выбор одного из двух противоположных направлений (выбор между всего двумя противоположными векторами), то есть сводится к выбору положительного направления.
Это означает, что другие правила могут быть также удобны в любом количестве, но их использование не является необходимым.
Это означает, что при желании можно пользоваться и противоположным правилом, и иногда это может быть даже удобно.
Понятие правого и левого базиса распространяются не только на ортонормированные, но на любые трехмерные базисы (то есть и на косоугольные декартовы координаты тоже), однако мы для простоты ограничимся здесь случаем ортонормированных базисов (прямоугольных декартовых координат с равным масштабом по осям).
Можно проверить, что в целом это действительно так, исходя из элементарного определения векторного произведения: Векторное произведение есть вектор, перпендикулярный обоим векторам-сомножителям, а по величине (длине) равный площади параллелограмма. То же, какой из двух возможных векторов, перпендикулярных двум заданным, выбрать — и есть предмет основного текста, правило, позволяющее это сделать и дополняющее приведённое здесь определение, указано там.
Левая резьба применяется в современной технике только тогда, когда применение правой резьбы привело бы к опасности самопроизвольного развинчивания под влиянием постоянного вращения данной детали в одном направлении — например, левая резьба применяется на левом конце оси велосипедного колеса
Помимо этого, левая резьба применяется в редукторах и баллонах для горючих газов, чтобы исключить подсоединение к кислородному баллону редуктора для горючего газа.
В том числе они могут быть в своих случаях и более удобными, чем общее правило, и даже иногда сформулированы достаточно органично, чтобы особенно легко запоминаться; что, правда, по-видимому, всё же не делает запоминание их всех более лёгким, чем запоминание всего одного общего правила.
Даже если мы имеем дело с достаточно асимметричным (и асимметрично расположенным относительно оси вращения) телом, так что коэффициентом пропорциональности между угловой скоростью и моментом импульса служит тензор инерции, несводимый к численному коэффициенту, и вектор момента импульса тогда вообще говоря не параллелен вектору угловой скорости, тем не менее правило работает в том смысле, что направление указывается приблизительно, но этого достаточно, чтобы сделать выбор между двумя противоположными направлениями.
Строго говоря, при этом сопоставлении есть ещё постоянный коэффициент 2, но в данной теме это не важно, так как речь идет сейчас только о направлении вектора, а не о его величине.
Не обязательное требование.
Магнитное поле в соленоиде
Законы правой и левой руки в физике, разобранные ранее, на сто процентов действуют лишь для прямолинейных токопроводников. Однако, довольно часто провода используются в виде катушек или соленоидов, где все процессы происходят по-другому.
Известно, что под влиянием электротока, проходящего внутри провода, образуется круговое магнитное поле. В катушечных соленоидах провод сворачивается в виде колец и многократно оборачивается вокруг сердечника. Здесь правило Буравчика в чистом виде уже не функционирует, поскольку происходит существенное усиление магнетических полей. Но, его условные линии направлены так же, как и у постоянных магнитов, поэтому в таком случае возможно применение правила правой руки.
Сначала соленоид охватывается так, чтобы самый крупный палец смотрел в направлении северного магнитного полюса.
Он же отображает направление вектора магнитной индукции. Остальные четыре пальчика располагаются в направлении протекания тока.
Возможно частично применить и правило штопора. Его следует установить и закручивать в направлении тока, тогда острие станет перемещаться в направлении электромагнитной индукции. Эта установка действует не только для всей катушки, но и для одиночного витка.
Особенности соленоида
Электромагнитное поле создает катушка, подключенная к источнику питания. На примере с кольцевой конструкцией понятно неравномерное распределение силовых линий. Это затрудняет создание рабочих схем с заданными расчетными параметрами.
Отмеченный недостаток устраняют с применением соленоида. При достаточно большом количестве витков в центральной части образуется равномерное поле с параллельными силовыми линиями. «Краевыми» искажениями, если длина значительно больше, по сравнению с диаметром, можно пренебречь. Фактически эта конструкция выполняет функции постоянного магнита.
Существенное преимущество – возможность создания изделий с определенными расчетом (изменяемыми) рабочими параметрами.
Катушка и кольцевая конструкция
Для уточнения параметров поля берут катушку, как показано на картинке. Сжатые пальцы направляют с учетом подключенного электропитания. Обеспечивают совпадение с током. Большой палец отгибают в сторону. Он будет показывать сторону, в которую направлен вектор силовых линий магнитной индукции.
К сведению. Аналогичным образом применяют правило буравчика. По этой методике винт вкручивают от «+» подключенной аккумуляторной батареи к «минусовой» клемме.
Что связано с левой рукой
В целях правильного использования физических понятий, нельзя смешивать друг с другом Буравчик и левую руку. В одном случае определяются направленности магнетических линий и электротока, а второй вариант заключается в установлении силы, оказывающей влияние на проводящий материал.
В отдельных случаях не все точно знают, как пользоваться «левой рукой».
Но что бы ни говорили, все очень просто. Выпрямленная рука размещается ладонью вверх между двумя полюсами вдоль токопроводника. Магнитные линии условно пронзают открытую ладошку. Все пальцы направлены по ходу течения тока, а оттопыренный самый крупный палец совпадает с направлением вектора силы, которая получила название силы Ампера.
С помощью левой руки можно определить не только силу Ампера, но и силу Лоренца. В последнем случае – это способ, применяемый к отдельным заряженным частицам. Его смысл состоит в расположении пальцев левой ладони в направлении движения заряда. Когда вектор В будет проходить сквозь ладонь, большой палец будет смотреть в сторону действия силы Ампера. При наличии отрицательного заряда, пальцы должны располагаться в противоположном направлении.
Аналитическая геометрия в пространстве
Каждому известна задачка: стоя на одном берегу реки, определить ширину русла. Кажется уму непостижимым, решается в два счета методами простейшей геометрии, которую изучают школьники.
Проделаем ряд несложных действий:
- Засечь на противоположном берегу видный ориентир, воображаемую точку: ствол дерева, устье ручейка, впадающего в поток.
- Под прямым углом линии противоположного берега сделать засечку на этой стороне русла.
- Найти место, с которого ориентир виден под углом 45 градусов к берегу.
- Ширина реки равна удалению конечной точки от засечки.
Определение ширины реки методом подобия треугольников
Используем тангенс угла. Не обязательно равен 45 градусов. Нужна большая точность – угол лучше брать острым. Просто тангенс 45 градусов равен единице, решение задачки упрощается.
Аналогичным образом удается найти ответы на животрепещущие вопросы. Даже в микромире, управляемом электронами. Можно однозначно сказать одно: непосвященному правило буравчика, векторное произведение векторов представляются скучными, занудными. Удобный инструмент, помогающий в понимании многих процессов. Большинству будет интересным принцип работы электрического двигателя (безотносительно к конструкции).
Легко может быть объяснен использованием правила левой руки.
Во многих отраслях науке бок-о-бок идут два правила: левой, правой руки. Векторное произведение иногда может описываться так или эдак. Звучит расплывчато, предлагаем немедленно рассмотреть пример:
Допустим, движется электрон. Отрицательно заряженная частица бороздит постоянное магнитное поле. Очевидно, траектория окажется изогнута благодаря силе Лоренца. скептики возразят, по утверждениям некоторых ученых электрон не частица, а скорее, суперпозиция полей. Но принцип неопределенности Гейзенберга рассмотрим в другой раз. Итак, электрон движется:
Расположив правую руку, чтобы вектор магнитного поля перпендикулярно входил в ладонь, вытянутые персты указывали направление полета частицы, отогнутый на 90 градусов в сторону большой палец вытянется в направлении действия силы. Правило правой руки, являющееся иным выражением правила буравчика. Слова-синонимы. Звучит по-разному, по сути – одно.
Правило левой руки
Приведем фразу Википедии, отдающую странностью.
При отражении в зеркале правая тройка векторов становится левой, тогда нужно применять правило левой руки вместо правой. Летел электрон в одну сторону, по методикам, принятым в физике, ток движется в противоположном направлении. Словно отразился в зеркале, поэтому сила Лоренца определяется уже правилом левой руки:
Если расположить левую руку, чтобы вектор магнитного поля перпендикулярно входил в ладонь, вытянутые персты указывали направление течения электрического тока, отогнутый на 90 градусов в сторону большой палец вытянется, указывая вектор действия силы.
Видите, ситуации похожие, правила просты. Как запомнить, которое применять? Главный принцип неопределенности физики. Векторное произведение вычисляется во многих случаях, причем правило применяется одно.
Ответ
Возьми отточенный карандаш. Представь, что по карандашу может протекать ток и течёт он от тупого конца к острию. Обхвати его ПРАВОЙ рукой так, чтобы отогнутый большой палец показывал К ОСТРИЮ. В какую сторону остальные пальцы повернулись для обхвата? Это и есть НАПРАВЛЕНИЕ МАГНИТНОЙ силовой линии данного тока.
Итак, ПРАВАЯ рука – хваталка.
А теперь распрями ЛЕВУЮ РУКУ, соединив четыре пальца, а большой отогнув перпендикулярно другим четырём пальцам. Теперь наш карандаш будет играть роль вектора ВНЕШНЕГО магнитного поля. Пусть этот вектор входит в раскрытую тобой ладонь ЛЕВОЙ руки, перпендикулярно ей. (Остриём карандаша тыкаешь себе в ладонь) При этом ладонь (её плоскость) будет иметь в пространстве вполне определённую ориентацию. Представь себе, что ты проткнула ладонь и она (ладонь) может вертеться на карандаше как кусок шашлыка на шампуре. ПОВЕРНИ ладонь так, чтобы ЧЕТЫРЕ сложенных пальца показали НАПРАВЛЕНИЕ тока. Отогнутый палец покажет направление СИЛЫ АМПЕРА или СИЛЫ ЛОРЕНЦА (Направление тока – движение ПОЛОЖИТЕЛЬНЫХ зарядов, цело кучи зарядов – это Ампер, а одиночный заряд – Лоренц)
ЛЕВАЯ рука – парализована. ЕЁ НЕЛЬЗЯ гнуть.
Подводим итог. Правая хваталка определяет магнитное поле тока, Левая парализовка – направление силы со стороны внешнего маг. поля на ток или ДВИЖУЩИЙСЯ заряд.
Принцип суперпозиции – Общее поле – ВЕКТОРНАЯ сумма всех полей. Складывать можно только ОДНОРОДНЫЕ величины. НЕЛЬЗЯ прибавить электрическое поле к магнитному, гравитационное к электрическому.
Надеюсь что внятно объяснил, а то, что немного с «кровавым» уклоном, так когда ткнёшь себя в ладонь острием, тут же вспомнишь правило)))
Правило левой руки Флеминга: значение и применение
Знаете ли вы, что проводник с током в магнитном поле испытывает силу? Эта сила называется электродвижущей силой , или ЭДС. 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 Амвросий Флеминг в конце 19 века открыл важный 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!
Определение правила левой руки Флеминга
Правило левой руки Флеминга показывает направление тяги на проводник, по которому течет ток в магнитном поле, Wikimedia Commons.
Правило гласит, что если растянуть большой, средний и указательный пальцы левой руки таким образом, что они образуют угол, то большой палец будет указывать в направлении действия силы, средний палец будет указывать в направлении тока, а указательный палец представляет направление магнитного поля .
Простой способ запомнить это — использовать аббревиатуру FBI , , где буквы обозначают 9.0003 свойства, определенные выше. Буквы представляют каждый из пальцев, начиная с большого и заканчивая средним пальцем. Теперь давайте поработаем над несколькими простыми примерами задач, где мы можем применить правило левой руки Флеминга.
Примеры правила левой руки Флеминга
Представьте провод через экран компьютера, где ток течет слева направо от экрана, а внешнее магнитное поле течет сверху вниз экрана. Как будет направлена сила, действующая на проводник?
Учитывая направление тока и магнитного поля, сила или тяга будут указывать на экран, StudySmarter Originals.
Используя правило левой руки Флеминга, поместите указательный и средний пальцы в направлении магнитного поля и тока соответственно. Большой палец будет указывать на экран, поэтому сила направлена на экран.
Представьте себе проложенный по земле провод, по которому течет ток с юга на север. Он испытывает силу на восток. 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 в направлении тока и силы, StudySmarter Originals
Поместив средний палец в направлении тока и большой палец на восток, мы видим, что магнитное поле указывает на небо.
После этих вводных примеров давайте рассмотрим вариант использования, в котором можно применить правило левой руки Флеминга.
Вариант использования правила левой руки Флеминга
Правило левой руки Флеминга можно применять в цепи электродвигателя, где его можно использовать для определения силы, действующей на провод с током, который присутствует внутри электродвигателя .
На изображении показано, как работает электродвигатель за счет взаимодействия токоведущей катушки и магнитного поля, StudySmarter Originals.
Применение правила левой руки Флеминга
На приведенном выше рисунке показана работа электродвигателя. Мы видим, что ток входит в петлю с правого плеча. Укажите средний палец в направлении тока в правом плече катушки. 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.
В заключение на катушку действуют две силы, равные по величине, но противоположные по направлению, которые приводят в движение электродвигатель.
Пара — это пара равных и противоположных сил, действующих на любой конец тела. Эти силы вместе могут заставить объект вращаться вокруг своего центра. Силы, обусловленные моторным эффектом, действуют парой на токонесущий провод внутри электродвигателя.
Разница между правилом левой и правой руки
В правиле правой руки большой палец показывает направление движения проводника, Wikimedia Commons.
У Флеминга также есть правило правой руки, которое используется в контексте электромагнитной индукции.
Электромагнитная индукция — это явление, благодаря которому в проводнике индуцируется ток, когда магнитное поле вокруг него колеблется.
Здесь большой палец указывает на движение проводника, а не на силу, действующую на проводник. Эти два направления противоположны друг другу, поэтому важно помнить об этом важном различии с функцией большого пальца в правиле левой руки Флеминга. Указательный и средний пальцы выполняют ту же функцию, что и в правиле левой руки. Мы видим, что это правило правой руки говорит нам о том же, что и правило левой руки Флеминга. Мы также можем увидеть это, сложив указательные пальцы наших рук вместе, а затем сложив вместе средние пальцы: наши большие пальцы указывают в противоположных направлениях, показывая разницу в их функциях между двумя правилами рук. Важно знать разницу между этими двумя правилами.
Важность правила левой руки Флеминга
Правило левой руки Флеминга важно, поскольку оно обеспечивает простой и точный способ определения направления силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, при условии, что вы знаете направления тока и магнитного поля. Мы увидели важность этого правила в случае использования электродвигателя, где мы могли легко определить направление, в котором сила действует на плечи электродвигателя. Учитывая, что работа (действительно очень важного) 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.
Правило левой руки Флеминга. Ключевые выводы
- Правило левой руки Флеминга гласит, что большой палец будет указывать в направлении силы, указательный палец будет указывать в направлении магнитного поля, а средний палец будет указывать на в направлении течения. Мнемоника ФБР .
- Правило правой руки Флеминга гласит, что большой палец указывает в направлении движения проводника, указательный палец указывает в направлении магнитного поля, а средний палец указывает в направлении индуцированного тока.
- Остерегайтесь различий в функциях большого пальца между двумя ручными правилами Флеминга.
- Правило левой руки Флеминга можно использовать для определения направления сил в электродвигателе.
- Правило правой руки Флеминга можно использовать для определения направления индукционного тока в электрическом генераторе.
Фламандцы Правило левой и правой руки 2 Векторное изображение
Фламандское правило левой и правой руки 2 Векторное изображениеЛицензияПодробнее
Стандарт Вы можете использовать вектор в личных и коммерческих целях. Расширенный Вы можете использовать вектор на предметах для перепродажи и печати по требованию.Тип лицензии определяет, как вы можете использовать этот образ.
| Станд. | Расшир. | |
|---|---|---|
| Печатный / редакционный | ||
| Графический дизайн | ||
| Веб-дизайн | ||
| Социальные сети | ||
| Редактировать и изменять | ||
| Многопользовательский | ||
| Предметы перепродажи | ||
| Печать по требованию |
Владение Учить больше
Эксклюзивный Если вы хотите купить исключительно этот вектор, отправьте художнику запрос ниже:Мы удалим этот вектор из нашей библиотеки, а художник прекратит продажу работ.
Способы покупкиСравнить
Плата за изображение $ 14,99 Кредиты $ 1,00 Подписка $ 0,69Оплатить стандартные лицензии можно тремя способами. Цены $ $ .
| Оплата с помощью | Цена изображения |
|---|---|
| Плата за изображение | |
| Предоплаченные кредиты $ 1 Загружайте изображения по запросу (1 кредит = 1 доллар США). Минимальная покупка 30р. | |
| План подписки От 69 центов Выберите месячный план. Неиспользованные загрузки автоматически переносятся на следующий месяц. | |
Способы покупкиСравнить
Плата за изображение $ 39,99 Кредиты $ 30,00 Существует два способа оплаты расширенных лицензий.
