Site Loader

Содержание

Правила буравчика и правого винта: закон правой руки для соленоида

Продолжительное время электрические и магнитные поля изучались раздельно.

Но в 1820 году датский учёный Ханс Кристиан Эрстед во время лекции по физике обнаружил, что магнитная стрелка поворачивается возле проводника с током (см. Рис. 1). Это доказало магнитное действие тока.

После проведения нескольких экспериментов Эрстед обнаружил, что поворот магнитной стрелки зависел от направления тока в проводнике.

Рис. 1. Опыт Эрстеда

Для того чтобы представить, по какому принципу происходит поворот магнитной стрелки вблизи проводника с током, рассмотрим вид с торца проводника (см. Рис. 2, ток  направлен в рисунок,  – из рисунка), возле которого установлены магнитные стрелки.

После пропускания тока стрелки выстроятся определённым образом, противоположными полюсами друг к другу.

Так как магнитные стрелки выстраиваются по касательным к магнитным линиям, то магнитные линии прямого проводника с током представляют собой окружности, а их направление зависит от направления тока в проводнике.

Рис. 2. Расположение магнитных стрелок возле прямого проводника с током

Для более наглядной демонстрации магнитных линий проводника с током можно провести следующий опыт. Если вокруг проводника с током высыпать железные опилки, то через некоторое время опилки, попав в магнитное поле проводника, намагнитятся и расположатся по окружностям, которые охватывают проводник (см. Рис. 3).

Рис. 3. Расположение железных опилок вокруг проводника с током (Источник)

Для определения направления магнитных линий возле проводника с током существует правило буравчика (правило правого винта) – если вкручивать буравчик по направлению тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика укажет направление линий магнитного поля тока (см. Рис. 4).

Рис. 4. Правило буравчика (Источник)

Также можно использовать правило правой руки – если направить большой палец правой руки по направлению тока в проводнике, то четыре согнутых пальца укажут направление линий магнитного поля тока (см. Рис. 5).

Рис. 5. Правило правой руки (Источник)

Оба указанных правила дают один и тот же результат и могут быть использованы для определения направления тока по направлению магнитных линий поля.

После открытия явления возникновения магнитного поля вблизи проводника с током Эрстед разослал результаты своих исследований большинству ведущих учёных Европы.

Получив эти данные, французский математик и физик Ампер приступил к своей серии экспериментов и через некоторое время продемонстрировал публике опыт по взаимодействию двух параллельных проводников с током.

Ампер установил, что если по двум расположенным параллельно проводникам течёт электрический ток в одну сторону, то такие проводники притягиваются (см. Рис. 6 б) если ток течёт в противоположные стороны – проводники отталкиваются (см. Рис. 6 а).

Рис. 6. Опыт Ампера (Источник)

Из своих опытов Ампер сделал следующие выводы:

1. Вокруг магнита, или проводника, или электрически заряженной движущейся частицы существует магнитное поле.

2. Магнитное поле действует с некоторой силой на заряженную частицу, движущуюся в этом поле.

3. Электрический ток представляет собой направленное движение заряженных частиц, поэтому магнитное поле действует на проводник с током.

На рисунке 7 изображён проволочный прямоугольник, направление тока в котором показано стрелками. Используя правило буравчика, начертить возле сторон прямоугольника по одной магнитной линии, указав стрелкой её направление.

Рис. 7. Иллюстрация к задаче

Решение

Вдоль сторон прямоугольника (проводящей рамки) вкручиваем мнимый буравчик по направлению тока.

Вблизи правой боковой стороны рамки магнитные линии будут выходить из рисунка слева от проводника и входить в плоскость рисунка справа от него. Это обозначается с помощью правила стрелы в виде точки слева от проводника и крестика справа от него (см. Рис. 8).

Аналогично определяем направление магнитных линий возле других сторон рамки.

Рис. 8. Иллюстрация к задаче

Опыт Ампера, в котором вокруг катушки устанавливались магнитные стрелки, показал, что при протекании по катушке тока стрелки к торцам соленоида устанавливались разными полюсами вдоль мнимых линий (см.

Рис. 9). Это явление показало, что вблизи катушки с током есть магнитное поле, а также что у соленоида есть магнитные полюса. Если изменить направление тока в катушке, магнитные стрелки развернутся.

Рис. 9. Опыт Ампера. Образование магнитного поля вблизи катушки с током

Для определения магнитных полюсов катушки с током используется правило правой руки для соленоида (см. Рис.

10) – если обхватить соленоид ладонью правой руки, направив четыре пальца по направлению тока в витках, то большой палец покажет направление линий магнитного поля внутри соленоида, то есть на его северный полюс.

Это правило позволяет определять направление тока в витках катушки по расположению её магнитных полюсов.

Рис. 10. Правило правой руки для соленоида с током

Определите направление тока в катушке и полюсы у источника тока, если при прохождении тока в катушке возникают указанные на рисунке 11 магнитные полюсы.

Рис. 11. Иллюстрация к задаче

Решение

Согласно правилу правой руки для соленоида, обхватим катушку таким образом, чтобы большой палец показывал на её северный полюс. Четыре согнутых пальца укажут на направление тока вниз по проводнику, следовательно, правый полюс источника тока положительный (см. Рис. 12).

Рис. 12. Иллюстрация к задаче

На данном уроке мы рассмотрели явление возникновения магнитного поля вблизи прямого проводника с током и катушки с током (соленоида). Также были изучены правила нахождения магнитных линий данных полей.

Список литературы

  1. А.В. Перышкин, Е.М. Гутник. Физика 9. – Дрофа, 2006.
  2. Г.Н. Степанова. Сборник задач по физике. – М.: Просвещение, 2001.
  3. А.Фадеева. Тесты физика (7 – 11 классы). – М., 2002.
  4. В. Григорьев, Г. Мякишев Силы в природе. – М.: Наука, 1997.

Домашнее задание

  1. А.В. Перышкин, Е.М. Гутник. Физика 9: § 44, стр. 149, упр. 35 (1–5) (Источник).
  2. Что можно определить, используя правило буравчика?
  3. Что можно определить, используя правило правой руки?
  4. Определить направление тока по известному направлению магнитных линий (см. Рис. 13).Рис. 13. Иллюстрация к задаче

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

  1. Интернет-портал Clck.ru (Источник).
  2. Интернет-портал Class-fizika.narod.ru (Источник).
  3. Интернет-портал Festival.1september.ru (Источник).

Источник: https://interneturok.ru/lesson/physics/9-klass/elektromagnitnye-yavleniya/napravlenie-toka-i-napravlenie-liniy-ego-magnitnogo-polya-2?konspekt

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

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.

Источник: https://seti.guru/pravilo-pravoy-i-levoy-ruki-v-fizike-primenenie

Конспект урока по теме «Правило буравчика, правило правой руки»

Инфоурок › Физика ›Презентации›Конспект урока по теме «Правило буравчика, правило правой руки»

Важно! Узнайте, чем закончилась проверка учебного центра «Инфоурок»?

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд
2 слайд Описание слайда:

Магнитное поле и его графическое изображение Поскольку электрический ток – это направленное движение заряженных частиц, то можно сказать, что магнитное поле создается движущимися заряженными частицами, как положительными, так и отрицательными.

Для наглядного представления магнитного поля мы пользовались магнитными линиями. Магнитные линии – это воображаемые линии, вдоль которых расположились бы маленькие магнитные стрелки, помещенные в магнитное поле. На рисунке показано магнитная линия (как прямолинейная, так и криволинейная).

По картине магнитных линий можно судить не только о направлении, но и о величине магнитного поля.

3 слайд Описание слайда:

Неоднородное и однородное магнитное поле Сила, с которой поле полосового магнита действует на помещенную в это поле магнитную стрелку, в разных точках поля может быть различной как по модулю, так и по направлению. Такое поле называют неоднородным. Линии неоднородного магнитного поля искривлены, их густота меняется от точки к точке.

В некоторой ограниченной области пространства можно создать однородное магнитное поле, т.е. поле, в любой точке которого сила действия на магнитную стрелку одинакова по модулю и направлению. Для изображения магнитного поля пользуются следующим приемом.

Если линии однородного магнитного поля расположены перпендикулярно к плоскости чертежа и наплавлены от нас за чертеж, то их изображают крестиками, а если из-за чертежа к нам – то точками.

4 слайд Описание слайда:

Правило буравчика Направление линий магнитного поля тока связано с направлением тока в проводнике.

Правило буравчика если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением линий магнитного поля тока.

С помощью правила буравчика по направлению тока можно определить направлений линий магнитного поля, создаваемого этим током, а по направлению линий магнитного поля – направление тока, создающего это поле.

5 слайд Описание слайда:

Проводник с током расположен  перпендикулярно плоскости листа: 1. Направление электрического тока от нас ( в плоскость листа) Согласно правилу буравчика, линии магнитного поля будут направлены по часовой стрелке. или Линии магнитного поля будут направлены по часовой стрелке

6 слайд Описание слайда:

Проводник с током расположен  перпендикулярно плоскости листа: 2.Направление электрического тока на нас ( из плоскости листа) Согласно правилу буравчика, линии магнитного поля будут направлены по часовой стрелке. или Линии магнитного поля будут направлены против часовой стрелки

7 слайд Описание слайда:

Правило правой руки Для определения направления линий магнитного поля соленоида удобнее пользоваться другим правилом, которое иногда называют правилом правой руки. если обхватить соленоид ладонью правой руки, направив четыре пальца по направлению тока в витках, то отставленный большой палец покажет направление линий магнитного поля внутри соленоида.

8 слайд Описание слайда:

Соленоид, как и магнит, имеет полюсы: тот конец соленоида, из которого магнитные линии выходят, называется северным полюсом, а тот, в который входят — южным.

Зная направления тока в соленоиде, по правилу правой руки можно определить направление магнитных линий внутри него, а значит, и его магнитные полюсы и наоборот.

Правило правой руки можно применять и для определения направления линий магнитного поля в центре одиночного витка с током.

9 слайд Описание слайда:

Правило правой руки для проводника с током Если правую руку расположить так, чтобы большой палец был направлен по току, то остальные четыре пальца покажут направление линии магнитной индукции

10 слайд Описание слайда:

1. Магнитное поле создается… 2.Что показывает картина магнитных линий? 3.Дайте характеристику однородного магнитного поля. Выполнить чертеж. 4. Дайте характеристику неоднородного магнитного поля. Выполнить чертеж. 5.Изобразите однородное магнитное поле в зависимости от направления магнитных линий.

Поясните . 6. Объясните принцип действия правила буравчика. 7.Укажите два случая зависимости направления магнитных линий от направления электрического тока. 8. Каким правилом следует воспользоваться для определения направления магнитных линий соленоида. В чем оно заключается? 9.

Как определить полюсы соленоида?

11 слайд Описание слайда:

Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток. Правило левой руки.

12 слайд Описание слайда:

На всякий проводник с током, помещенный в магнитное поле и не совпадающий c его магнитными линиями, это поле действует с некоторой силой.

13 слайд Описание слайда:

Выводы: Магнитное поле создаётся электрическим током и обнаруживается по его действию на электрический ток. Направление тока в проводнике, направление линий магнитного поля и направление силы, действующей на проводник, связаны между собой.

14 слайд Описание слайда:

Правило левой руки Направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, можно определить, пользуясь правилом левой руки. Если левую руку расположить так , чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по току. То отставленный на 900 большой палец покажет направление действующей на проводник силы.

15 слайд Описание слайда:

За направление тока во внешней цепи принято направление от «+» к «–», т.е. против направления движения электронов в цепи

16 слайд Описание слайда:

Определение силы Ампера Если левую руку расположить так, чтобы вектор магнитной индукции входил в ладонь, а вытянутые пальцы были направлены вдоль тока, то отведенный большой палец укажет направление действия силы Ампера на проводник с током.

17 слайд Описание слайда:

Правило левой руки можно применять для определения направления силы, с которой магнитное поле действует на отдельно взятые движущиеся заряженные частицы.

18 слайд Описание слайда:

Сила, действующая на заряд Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по движению положительно заряженной частицы (или против движения отрицательно заряженной), то отставленный на 900 большой палец покажет направление действующей на частицу силы Лоренца.

19 слайд Описание слайда:

Пользуясь правилом левой руки можно определить направление тока, направление магнитных линий, знак заряда движущейся частицы.

20 слайд Описание слайда:

Случай когда сила действия магнитного поля на проводник с током или движущуюся заряженную частицу F=0

21 слайд Описание слайда:

Реши задачу:

22 слайд
23 слайд Описание слайда:

Отрицательно заряженная частица, движущаяся со скоростью v в магнитном поле. Сделайте такой же рисунок в тетради и укажите стрелочкой направление силы, с которой поле действует на частицу. Магнитное поле действует с силой F на частицу, движущуюся со скоростью v. Определите знак заряда частицы.

Курс повышения квалификации

ЕГЭ по физике: методика решения задач

Общая информация

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Источник: https://infourok.ru/konspekt-uroka-po-teme-pravilo-buravchika-pravilo-pravoy-ruki-918260.html

Правило буравчика

Правило буравчика – упрощенная наглядная демонстрация при помощи одной руки правильного умножения двух векторов. Геометрия школьного курса подразумевает осведомленность учеников о скалярном произведении. В физике часто встречается векторное.

Понятие вектора

Полагаем, нет смысла истолковывать правило буравчика при отсутствии знания определения вектора. Требуется открыть бутылку – знание о правильных действиях поможет. Вектором называют математическую абстракцию, не существующую реально, выказывающую указанные признаки:

  1. Направленный отрезок, обозначаемый стрелкой.
  2. Точкой начала послужит точка действия силы, описываемой вектором.
  3. Длина вектора равна модулю силы, поля, прочих описываемых величин.

Не всегда затрагивают силу. Векторами описывается поле. Простейший пример показывают школьникам преподаватели физики. Подразумеваем линии напряженности магнитного поля. Вдоль обычно рисуются векторы по касательной. В иллюстрациях действия на проводник с током увидите прямые линии.

Правило буравчика

Векторные величины часто лишены места приложения, центры действия выбираются по договоренности. Момент силы исходит из оси плеча. Требуется для упрощения сложения. Допустим, на рычаги различной длины действуют неодинаковые силы, приложенные к плечам с общей осью. Простым сложением, вычитанием моментов найдем результат.

Векторы помогают решить многие обыденные задачи и, хотя выступают математическими абстракциями, действуют реально. На основе ряда закономерностей возможно вести предсказание будущего поведения объекта наравне со скалярными величинами: поголовье популяции, температура окружающей среды. Экологов интересуют направления, скорость перелета птиц. Перемещение является векторной величиной.

Правило буравчика помогает найти векторное произведение векторов. Это не тавтология. Просто результатом действия окажется тоже вектор. Правило буравчика описывает направление, куда станет указывать стрелка. Что касается модуля, нужно применять формулы. Правило буравчика – упрощенная чисто качественная абстракция сложной математической операции.

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:

  1. Засечь на противоположном берегу видный ориентир, воображаемую точку: ствол дерева, устье ручейка, впадающего в поток.
  2. Под прямым углом линии противоположного берега сделать засечку на этой стороне русла.
  3. Найти место, с которого ориентир виден под углом 45 градусов к берегу.
  4. 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.

Какое правило применить

Слова синонимы: рука, винт, буравчик

Вначале разберем слова-синонимы, многие начали спрашивать себя: если тут повествование должно затрагивать буравчик, почему текст постоянно касается рук. Введем понятие правой тройки, правой системы координат. Итого, 5 слов-синонимов.

Потребовалось выяснить векторное произведение векторов, оказалось: в школе это не проходят. Проясним ситуацию любознательным школьникам.

Декартова система координат

Школьные графики на доске рисуют в декартовой системе координат Х-Y. Горизонтальная ось (положительная часть) направлена вправо – надеемся, вертикальная – указывает вверх. Делаем один шаг, получая правую тройку. Представьте: из начала отсчета в класс смотрит ось Z. Теперь школьники знают определение правой тройки векторов.

В Википедии написано: допустимо брать левые тройки, правые, вычисляя векторное произведение, несогласны. Усманов в этом плане категоричен. С разрешения Александра Евгеньевича приведем точное определение: векторным произведением векторов называют вектор, удовлетворяющий трем условиям:

  1. Модуль произведения равен произведению модулей исходных векторов на синус угла меж ними.
  2. Вектор результата перпендикулярен исходным (вдвоем образуют плоскость).
  3. Тройка векторов (по порядку упоминания контекстом) правая.

Правую тройку знаем. Итак, если ось Х – первый вектор, Y – второй, Z будет результатом. Почему назвали правой тройкой? По-видимому, связано с винтами, буравчиками. Если закручивать воображаемый буравчик по кратчайшей траектории первый вектор-второй вектор, поступательное движение оси режущего инструмента станет происходить в направлении результирующего вектора:

  1. Правило буравчика применяется к произведению двух векторов.
  2. Правило буравчика качественно указывает направление результирующего вектора этого действия. Количественно длина находится выражением, упомянутым (произведение модулей векторов на синус угла меж ними).

Теперь каждому понятно: сила Лоренца находится согласно правилу буравчика с левосторонней резьбой. Векторы собраны левой тройкой, если взаимно ортогональны (перпендикулярны один другому), образуется левая система координат. На доске ось Z смотрела бы в направлении взгляда (от аудитории за стену).

Простые приемы запоминания правил буравчика

Люди забывают, что силу Лоренца проще определять правилом буравчика с левосторонней резьбой. Желающий понять принцип действия электрического двигателя должен как дважды два щелкать подобные орешки.

В зависимости от конструкции число катушек ротора бывает значительным, либо схема вырождается, становясь беличьей клеткой.

Ищущим знания помогает правило Лоренца, описывающее магнитное поле, где движутся медные проводники.

Для запоминания представим физику процесса. Допустим, движется электрон в поле. Применяется правило правой руки для нахождения направления действия силы. Доказано: частица несет отрицательный заряд.

Направление действия силы на проводник находится правилом левой руки, вспоминаем: физики совершенно с левых ресурсов взяли, что электрический ток течет в направлении противоположном тому, куда направились электроны. И это неправильно.

Поэтому приходится применять правило левой руки.

Не всегда следует идти такими дебрями. Казалось бы, правила больше запутывают, не совсем так. Правило правой руки часто применяется для вычисления угловой скорости, которая является геометрическим произведением ускорения на радиус: V = ω х r. Многим поможет визуальная память:

  1. Вектор радиуса круговой траектории направлен из центра к окружности.
  2. Если вектор ускорения направлен вверх, тело движется против часовой стрелки.

Посмотрите, здесь опять действует правило правой руки: если расположить ладонь так, чтобы вектор ускорения входил перпендикулярно в ладонь, персты вытянуть по направлению радиуса, отогнутый на 90 градусов большой палец укажет направление движения объекта. Достаточно однажды нарисовать на бумаге, запомнив минимум на половину жизни. Картинка действительно простая. Больше на уроке физики не придется ломать голову над простым вопросом – направление вектора углового ускорения.

Аналогичным образом определяется момент силы. Исходит перпендикулярно из оси плеча, совпадает направлением с угловым ускорением на рисунке, описанном выше.

Многие спросят: зачем нужно? Почему момент силы не скалярная величина? Зачем направление? В сложных системах непросто проследить взаимодействия.

Если много осей, сил, помогает векторное сложение моментов. Можно значительно упростить вычисления.

Источник: https://VashTehnik.ru/enciklopediya/pravilo-buravchika.html

Правило буравчика, правой и левой руки

Правило буравчика, правой руки и левой руки нашли широкое применение в физике. Мнемонические правила нужны для лёгкого и интуитивного запоминания информации. Обычно это приложение сложных величин и понятий на бытовые и подручные вещи.

Первым, кто сформулировал данные правила, является физик Петр Буравчик. Данное правило относится к мнемоническому и тесно соприкасается с правилом правой руки, его задачей является определением направления аксиальных векторов при известном направлении базисного.

Так гласят энциклопедии, но мы расскажем об этом простыми словами, кратко и понятно.

Объяснение названия

Большинство людей помнят упоминание об этом из курса физики, а именно раздела электродинамики. Так вышло неспроста, ведь эта мнемоника зачастую и приводится ученикам для упрощения понимания материала. В действительности правило буравчика применяют как в электричестве, для определения направления магнитного поля, так и в других разделах, например, для определения угловой скорости.

Под буравчиком подразумевается инструмент для сверления отверстий малого диаметра в мягких материалах, для современного человека привычнее будет привести для примера штопор.

Важно! Предполагается, что буравчик, винт или штопор имеет правую резьбу, то есть направление его вращения, при закручивании, по часовой стрелке, т.е. вправо.

На видео ниже предоставлена полная формулировка правила буравчика, посмотрите обязательно, чтобы понять всю суть:

Как связано магнитное поле с буравчиком и руками

В задачах по физике, при изучении электрических величин, часто сталкиваются с необходимостью нахождения направления тока, по вектору магнитной индукции и наоборот. Также эти навыки потребуются и при решении сложных задач и расчетов, связанных магнитным полем систем.

Прежде чем приступить к рассмотрению правил, хочу напомнить, что ток протекает от точки с большим потенциалом к точке с меньшим. Можно сказать проще — ток протекает от плюса к минусу.

  Как установить концевую муфту на кабель?

  • Правило буравчика имеет следующий смысл: при вкручивании острия буравчика вдоль направления тока – рукоятка будет вращаться по направлению вектора B (вектор линий магнитной индукции).
  • Правило правой руки работает так:

Поставьте большой палец так, словно вы показываете «класс!», затем поверните руку так, чтобы направление тока и пальца совпадали. Тогда оставшиеся четыре пальца совпадут с вектором магнитного поля.

Наглядный разбор правила правой руки:

Чтобы увидеть это более наглядно проведите эксперимент – рассыпьте металлическую стружку на бумаге, сделайте в листе отверстие и проденьте провод, после подачи на него тока вы увидите, что стружка сгруппируется в концентрические окружности.

Магнитное поле в соленоиде

Всё вышеописанное справедливо для прямолинейного проводника, но что делать, если проводник смотан в катушку?

Мы уже знаем, что при протекании тока вокруг проводника создается магнитное поле, катушка – это провод, свёрнутый в кольца вокруг сердечника или оправки много раз. Магнитное поле в таком случае усиливается.

Соленоид и катушка – это, в принципе, одно и то же. Главная особенность в том, что линии магнитного поля проходят так же как и в ситуации с постоянным магнитом. Соленоид является управляемым аналогом последнего.

Правило правой руки для соленоида (катушки) нам поможет определить направление магнитного поля. Если взять катушку в руку так, чтобы четыре пальца смотрели в сторону протекания тока, тогда большой палец укажет на вектор B в середине катушки.

Если закручивать вдоль витков буравчик, опять же по направлению тока, т.е. от клеммы «+», до клеммы «-» соленоида, тогда острый конец и направление движения как лежит вектор магнитной индукции.

Простыми словами – куда вы крутите буравчик, туда и выходят линии магнитного поля. То же самое справедливо для одного витка (кругового проводника)

  Как правильно использовать в интерьере меха и шкуры

Определение направления тока буравчиком

Если вам известно направление вектора B – магнитной индукции, вы можете легко применить это правило. Мысленно передвигайте буравчик вдоль направления поля в катушке острой частью вперед, соответственно вращение по часовой стрелки вдоль оси движения и покажет, куда течет ток.

Если проводник прямой – вращайте вдоль указанного вектора рукоятку штопора, так чтобы это движение было по часовой стрелке. Зная, что он имеет правую резьбу – направление, в котором он вкручивается, совпадает с током.

Что связано с левой рукой

Не путайте буравчика и правило левой руки, оно нужно для определения действующей на проводник силы. Выпрямленная ладонь левой руки располагается вдоль проводника. Пальцы показывают в сторону протекания тока I. Через раскрытую ладонь проходят линии поля. Большой палец совпадает с вектором силы – в этом и заключается смысл правила левой руки. Эта сила называется силой Ампера.

Можно это правило применить к отдельной заряженной частице и определить направление 2-х сил:

Представьте, что положительно заряженная частица двигается в магнитном поле. Линии вектора магнитной индукции перпендикулярны направлению её движения. Нужно поставить раскрытую левую ладонь пальцами в сторону движения заряда, вектор B должен пронизывать ладонь, тогда большой палец укажет направление вектора Fа. Если частица отрицательная – пальцы смотрят против хода заряда.

Если какой-то момент вам был непонятен, на видео наглядно рассматривается, как пользоваться правилом левой руки:

Важно знать! Если у вас есть тело и на него действует сила, которая стремится его повернуть, вращайте винт в эту сторону, и вы определите, куда направлен момент силы. Если вести речь об угловой скорости, то здесь дело обстоит так: при вращении штопора в одном направлении с вращением тела, завинчиваться он будет в направлении угловой скорости.

  Фазоуказатель — принцип работы и правила пользования

Выводы

Освоить эти способы определения направления сил и полей очень просто. Такие мнемонические правила в электричестве значительно облегчают задачи школьникам и студентам.

С буравчиком разберется даже полный чайник, если он хотя бы раз открывал вино штопором. Главное не забыть, куда течет ток.

Повторюсь, что использование буравчика и правой руки чаще всего с успехом применяются в электротехнике.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, благодаря которому вы на примере сможете понять, что такое правило буравчика и как его применять на практике:

Источник: https://www.remontostroitel.ru/pravilo-buravchika-pravoj-i-levoj-ruki.html

Правило правого винта — это… Что такое Правило правого винта?

  • правило правого винта — sraigto taisyklė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. cork screw rule; screw rule vok. Korkenzieherregel, f; Korkzieherregel, f; Maxwellsche Schraubenregel, f; Uhrzeigerregel, f rus. правило буравчика, n; правило правого винта, n pranc.… …   Fizikos terminų žodynas
  • правило буравчика — sraigto taisyklė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. cork screw rule; screw rule vok. Korkenzieherregel, f; Korkzieherregel, f; Maxwellsche Schraubenregel, f; Uhrzeigerregel, f rus. правило буравчика, n; правило правого винта, n pranc.… …   Fizikos terminų žodynas
  • Правило буравчика — Прямой провод с током. Ток (I), протекая через провод, создаёт магнитное поле (B) вокруг провода. Правило буравчика (правило винта), или правило правой руки  варианты мнемониче …   Википедия
  • Korkenzieherregel — sraigto taisyklė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. cork screw rule; screw rule vok. Korkenzieherregel, f; Korkzieherregel, f; Maxwellsche Schraubenregel, f; Uhrzeigerregel, f rus. правило буравчика, n; правило правого винта, n pranc.… …   Fizikos terminų žodynas
  • Korkzieherregel — sraigto taisyklė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. cork screw rule; screw rule vok. Korkenzieherregel, f; Korkzieherregel, f; Maxwellsche Schraubenregel, f; Uhrzeigerregel, f rus. правило буравчика, n; правило правого винта, n pranc.… …   Fizikos terminų žodynas
  • Maxwellsche Schraubenregel — sraigto taisyklė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. cork screw rule; screw rule vok. Korkenzieherregel, f; Korkzieherregel, f; Maxwellsche Schraubenregel, f; Uhrzeigerregel, f rus. правило буравчика, n; правило правого винта, n pranc.… …   Fizikos terminų žodynas
  • Uhrzeigerregel — sraigto taisyklė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. cork screw rule; screw rule vok. Korkenzieherregel, f; Korkzieherregel, f; Maxwellsche Schraubenregel, f; Uhrzeigerregel, f rus. правило буравчика, n; правило правого винта, n pranc.… …   Fizikos terminų žodynas
  • cork-screw rule — sraigto taisyklė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. cork screw rule; screw rule vok. Korkenzieherregel, f; Korkzieherregel, f; Maxwellsche Schraubenregel, f; Uhrzeigerregel, f rus. правило буравчика, n; правило правого винта, n pranc. … …   Fizikos terminų žodynas
  • règle de tire-bouchon — sraigto taisyklė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. cork screw rule; screw rule vok. Korkenzieherregel, f; Korkzieherregel, f; Maxwellsche Schraubenregel, f; Uhrzeigerregel, f rus. правило буравчика, n; правило правого винта, n pranc.… …   Fizikos terminų žodynas
  • screw rule — sraigto taisyklė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. cork screw rule; screw rule vok. Korkenzieherregel, f; Korkzieherregel, f; Maxwellsche Schraubenregel, f; Uhrzeigerregel, f rus. правило буравчика, n; правило правого винта, n pranc.… …   Fizikos terminų žodynas

Источник: https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1104253

Действие магнитного поля на проводник с током 11 класс онлайн-подготовка на Ростелеком Лицей

Введение

 

На прошлом уроке мы выяснили, что вокруг проводника с током существует магнитное поле, линии которого замкнуты (рис. 1).

 

Рис. 1. Линии магнитного поля проводника с током

Опытным путем мы установили, что направление линий магнитного поля вокруг проводника напрямую связано с направлением электрического тока в проводнике и для определения этого направления можно использовать или правило правой руки, или «правило буравчика».

Проведя эксперименты, мы увидели, что небольшой виток из проводника, по которому пропущен электрический ток, то есть виток с током, ведет себя в магнитном поле подобно магнитной стрелке. На виток действует вращающий момент сил, который заставляет разворачиваться его таким образом, чтобы линии магнитного поля пронизывали плоскость витка под прямым углом (рис. 2).

Рис. 2. Действие линий магнитного поля на виток

При этом мы выяснили, что такой виток с током можно использовать для анализа силовых свойств магнитного поля, и ввели физическую величину, которая определяет силовые свойства магнитного поля – это индукция. Единица ее измерения – тесла:

 – индукция магнитного поля

 

Закон взаимодействия токов

 

 

Проведя ряд экспериментов, Андре-Мари Ампер выяснил: два прямых параллельных проводника с током притягиваются друг к другу, если по ним протекают однонаправленные токи, то есть токи одного направления (рис. 3).

 

Рис. 3. Однонаправленные токи

Эти же проводники с током отталкиваются, если по ним протекают токи противоположных направлений (рис. 4).

Рис. 4. Разнонаправленные токи

Анализ проведенных экспериментов позволил Амперу вывести свой знаменитый закон взаимодействия токов: сила взаимодействия двух параллельных проводников с током пропорциональна произведению величин токов в этих проводниках на длину проводников и обратно пропорциональна расстоянию между проводниками.

Кроме того, мы выяснили, что проводники с током оказывают магнитное действие, а проводник, скрученный в катушку (соленоид), ведет себя подобно постоянному плоскому магниту (рис. 5).

Рис. 5. Соленоид

Определить полярность такого магнита также можно по правилу правой руки (рис. 6): «Если обхватить соленоид ладонью правой руки и направить четыре пальца по направлению тока в нем, то отставленный на 90° большой палец будет указывать направление линий магнитного поля внутри соленоида».

Рис. 6. Определение полярности магнита по правилу правой руки

Теперь ответим на следующий вопрос: почему именно так взаимодействуют параллельные проводники с током? И откуда берется момент сил, заставляющий виток с током разворачиваться между полюсами магнита?

 

Опыт 1

 

 

Чтобы исследовать влияние магнитного тока на проводник с током, необходимо проделать ряд опытов. Для этого мы собрали установку: проводник с током, который помещен между полюсами дугообразного магнита, причем магнит расположен таким образом, чтобы линии магнитного поля, создаваемые им, были направлены снизу вверх, то есть от северного полюса магнита к южному (рис. 7).

 

Рис. 7. Расположение проводника с током между полюсами магнита

Проводник при помощи системы проводов мы подключим к источнику тока так, чтобы при замыкании источника ток в проводнике протекал в направлении данной стрелки (рис. 8).

Рис. 8. Направление тока Рис. 9. Готовая установка

Посмотрим, что будет, если просто замкнуть цепь (рис. 10).

Рис. 10. Проводник отклонился от своего начального положения

Видим, что проводник при пропускании по нему электрического тока отклонился от своего начального положения, как бы втягиваясь внутрь дугообразного магнита. Теперь посмотрим, как будет вести себя проводник, если изменить направление тока в нем (клеммы «+» и «-» на источнике меняем местами) и замкнуть цепь (рис. 11).

Рис. 11. Движение проводника при смене направления тока

Мы видим, что проводник снова отклоняется от своего начального положения, но при этом он как бы выталкивается из пространства между полюсами магнита.

Итак, мы можем сделать вывод, что магнитное поле на помещенный в него проводник с током действует с некоторой силой. Направление этой силы зависит от направления тока в проводнике. Но возникает вопрос: только ли от направления тока в проводнике она зависит?

 

Опыт 2

 

 

Чтобы ответить на этот вопрос, сделаем следующий шаг: оставим направление тока таким же, каким оно было в последнем опыте, но изменим направление линий магнитного поля. Расположим магнит таким образом, чтобы линии магнитного поля были направлены сверху вниз (от северного полюса к южному) (рис. 12).

 

Рис. 12. Линии магнитного поля направлены сверху вниз

Посмотрим, как себя будет вести проводник с током. При замыкании цепи видно, что проводник при том же самом направлении тока в нем теперь втягивается внутрь пространства между полюсами магнита (рис. 13).

Рис. 13. Проводник втягивается внутрь пространства между полюсами магнита

Для завершения опыта снова изменим направление тока в проводнике и замкнем цепь. Видим, что проводник выталкивается из пространства между полюсами магнита (рис. 14).

Рис. 14. Проводник выталкивается из пространства между полюсами магнита

Мы видим, что поведение проводника с током, помещенного в магнитное поле, определяется направлением тока в проводнике и расположением полюсов магнита. Следовательно, со стороны магнитного поля на помещенный в это поле проводник с током действует сила, направление которой зависит как от направления электрического тока в проводнике, так и от направления линий магнитного поля. То есть все названные направления тесно взаимосвязаны.

Рис. 15. Направление силы  со стороны магнитного поля зависит от направления электрического тока  в проводнике и от линий магнитного поля

 

Правило левой руки

 

 

Еще раз запустим ток по проводнику и попробуем связать между собой указанные три направления (рис. 16).

 

Рис. 16. Проводник снова выталкивается из пространства между полюсами магнита

Видим, что проводник с током снова как бы выталкивается из пространства между полюсами магнита, линии магнитного поля направлены сверху вниз, ток направлен по стрелке (от учителя). Таким образом, можно сделать вывод о взаимосвязи трех вышеуказанных направлений: все три направления взаимно перпендикулярны.

Такая взаимосвязь направлений характерна для левой руки или, как говорят физики, для левой симметрии. Если левую руку расположить таким образом, что четыре пальца ее показывают направление течения тока в проводнике (от плюса к минусу), при этом кисть развернуть так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь, то отогнутый на  палец левой руки покажет направление действия силы (рис. 17). Сформулированное нами правило называется правилом левой руки.

Рис. 17. Правило левой руки

Итак, мы выяснили взаимосвязь между тремя направлениями: направлением тока в проводнике, направлением линий магнитного поля, или вектором магнитной индукции, и направлением силы, действующей со стороны магнитного поля на проводник с током. Эти три направления связаны правилом левой руки. Но сила, как векторная величина, кроме направления характеризуется и численным значением.

 

Сила, действующая со стороны магнитного поля на проводник с током

 

 

 

Рис. 18. Андре Мари Ампер (1775–1836)

От чего же зависит величина силы, действующей со стороны магнитного поля на проводник с током? Проведя серию экспериментов, Ампер (рис. 18) установил, что величина силы, которая действует со стороны магнитного поля на проводник с током, прямо пропорциональна величине тока, протекающего внутри проводника:

Кроме того, Ампер заметил, что эта же величина силы прямо пропорциональна длине той части проводника, которая находится в магнитном поле:

То есть чем длиннее брать проводник при таком же самом значении тока, тем большая сила со стороны магнитного поля на него действует. Воспользуемся одним математическим правилом: если одна величина пропорциональна двум другим, то она будет пропорциональна их произведению:

То есть величина силы прямо пропорциональна произведению тока на длину части проводника в магнитном поле. Теперь обратим внимание, что размерность силы – ньютон, размерность тока – ампер, размерность длины – метр. Для того чтобы поставить знак равенства между величинами, нам нужно добавить размерность магнитной индукции , следовательно, нужно правую часть умножить на модуль магнитной индукции:

Последнее, что осталось, – это учесть зависимость направления действия силы от взаимного направления тока и вектора магнитной индукции.

Если расположить проводник с током в магнитном поле так, чтобы направление тока совпало с направлением вектора индукции магнитного поля (рис. 19), то при пропускании тока через проводник последний практически не реагирует.

Рис. 19. Направление тока совпадает с направлением вектора индукции магнитного поля

Если же расположить проводник так, чтобы направление тока было перпендикулярно направлению вектора магнитной индукции, то проводник максимально сильно втягивается в пространство между полюсами магнита (рис. 20).

Рис. 20. Направление тока перпендикулярно направлению вектора магнитной индукции

Итак, когда угол между двумя направлениями (между направлением вектора магнитной индукции и направлением тока) равен 0 (рис. 21), то сила действия магнитного поля на проводник с током равна 0.

Рис. 21. Угол между направлениями равен

Когда этот угол равен  (рис. 22), то сила действия магнитного поля на проводник с током максимальна.

Рис. 22. Сила действия магнитного поля на проводник максимальна

Тригонометрическая функция, удовлетворяющая вышеназванным условиям, – это синус угла:

– угол между направлением тока и направлением вектора магнитной индукции:

Тогда можно сформулировать следующее утверждение: величина силы, действующей со стороны магнитного поля на проводник с током, численно равна произведению модуля магнитной индукции на длину элемента проводника, помещенного в магнитное поле, и на величину тока в проводнике, а также пропорциональна синусу угла между направлением тока и направлением вектора магнитной индукции. Направление же силы определяется по правилу левой руки.

Ампер провел много опытов по определению характера действия силы со стороны магнитного поля на проводник с током. Поэтому введенная им в рассмотрение сила действия со стороны магнитного поля на проводник с током по праву носит название силы Ампера. Открытие силы Ампера позволит нам ответить на вышеизложенные вопросы.

Задание. Почему два проводника с током притягиваются, если токи направлены в одну сторону? На рис. 3 обозначено направление токов в проводниках. Линии магнитной индукции первого проводника направлены так, как показано на рис. 23 (можно определить по правилу правой руки или правого винта).

Рис. 23. Направление линий магнитной индукции и силы Ампера

Это магнитное поле действует на второй проводник, возникает сила Ампера. Ее направление можно определить по правилу левой руки.

Задание. Почему виток с током вращается в магнитном поле (рис. 2)? На проводник с током, образующий рамку, в магнитном поле будет действовать сила Ампера. Ее направление можно узнать, применив правило левой руки: если пальцы будут указывать направление тока, а линии магнитной индукции будут входить в ладонь, то получится, что большой палец указывает нам направление действия силы на части рамки. Для правой части рамки сила действует от наблюдателя, а для левой части рамки – к наблюдателю. Под действием этих сил рамка вращается.

 

Список литературы

  1. Соколович Ю. А., Богданова Г. С. Физика: Справочник с примерами решения задач. 2-е издание, передел. – X.: Веста: Издательство «Ранок», 2005. – 464 с.
  2. Касьянов В. А. Физика 11 кл. учебник для общеобразоват. учреждений. 4-е изд. – М.: Дрофа, 2004.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

  1. Интернет-портал «kaf-fiz-1586.narod.ru» (Источник)
  2. Интернет- портал объединения учителей физики Санкт-Петербурга (Источник) 
  3. Интернет- портал «sernam.ru» (Источник)

 

Домашнее задание

  1. Дайте определение силы Ампера.
  2. Сформулируйте правило левой руки. Для чего оно предназначено?

 

Урок по физике в 9 классе по теме: «Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток. Правило левой руки» | Видеоурок по физике (9 класс) по теме:

Открытый урок  в 9 классе (с углубленным изучением)

«Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток. Правило левой руки»

Провела: учитель физики

Макарова О.А.

Саранск 2013 г.

Цели урока: а) общеобразовательные: продолжить знакомство учащихся с общенаучными методами познания. Повторить все основные понятия по теме магнитное поле и его графическое изображение, вспомнить  правила определения направлений линий магнитного поля, образованного вокруг проводников с током.

б) развивающие: развитие у учащихся познавательных способностей, умение логически рассуждать (с помощь экспериментальной части урока), выделять главные причины и выводы, развитие обобщающих навыков, самостоятельного мышления и памяти, внимания и сообразительности.

в) воспитательные:  изучение новой темы способствует формированию мировоззрения у учащихся путем усвоения принципа следственных связей между явлениями. Содействовать в ходе урока формированию трудолюбия, внимательности.

Структура урока.

  1. Организационный этап. (2 мин)
  2. Вводно – мотивационный этап (16 мин)
  3. Операционно-содержательный этап (20 мин)
  4. Рефлексивно – оценочный этап (5 мин)
  5. Домашнее задание (2 мин)

Основной материал: Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток.

Методы обучения: повторение домашнего материала, новая тема, беседа, экспериментальная часть, закрепление новой темы.

Оборудование: документ-камера, телевизор, ноутбук, источник питания, соединительные провода, соленоид с железными опилками, доска. На каждой парте у учеников: соединительные провода, дугообразный магнит, ключ, штатив с подвешенным к нему неизолированного медного проводника, инструкция для проведения экспериментальной работы.

Демонстрации: компьютерная презентация(слайд с домашним заданием),видеоролики и мультимедийные пособия.

  1. На левом и правом крыльях доски, а также у меня на дополнительной магнитной доске подготовлены рисунки для повторения домашнего материала (см приложение)
  2. На обратной стороне доски подготовлены рисунки для закрепления новой темы (см приложение)

                                                                                                   

Ход урока

Учитель: Здравствуйте ребята и уважаемые  гости. На прошлом занятии мы вспомнили  с вами, что магнитное поле порождается электрическим током. А также оно возникает и вокруг постоянных магнитов, а также движущихся электрических зарядов. Дайте, пожалуйста, определение магнитного поля. (Выслушивается ответ ученика).

Вызываю к доске 3 учеников для выполнения домашнего задания, а в это время с остальными проводится фронтальный опрос:

  1. В чем заключалась гипотеза Ампера?
  2. Чем характеризуется магнитное поле? Что называют магнитными линиями магнитного поля?
  3. Какое направление принимают за направление линий магнитного поля?
  4. Когда считаем магнитное поле однородным, неоднородным? Как расположены линии таких полей?
  5. Зависит ли направление магнитных линий  от направления электрического тока в проводнике?
  6. Сформулируйте правило буравчика.
  7. Как определить направление магнитных линий соленоида с током? (работа с документ — камерой и соленоидом)
  8. И были – жажда борьбы и корабельные сосны,

И каравеллами стали сосен стволы.

Они отплывали, ведомы бессонной

Тревогой магнитной иглы.

Каким образом ориентируется свободно установленная магнитная стрелка в  магнитном поле Земли?

Проверяем работы учеников у доски вместе с остальными ребятами. (текст заданий и рисунки см в приложении№1,3)

Объяснение нового материала

Мы выяснили, что вокруг проводника с током  существует магнитное поле. Как вы думаете будет ли магнитное поле каким то образом влиять на помещенный в него проводник с током? Мы сейчас это с вами проверим на опыте. У каждого на столе находится установка. (Инструктирую по ТБ и приложение№2 )

Дети самостоятельно выполняют эксперимент по обнаружению силы Ампера. Делаем вывод и записываем тему урока: «Действие магнитного поля на проводник с током».

Смотрим видеоролик «Действие магнитного поля на проводник с током».

Выясняем, от чего зависит отклонение проводника с током  в магнитном поле. Ввожу понятие силы Ампера – сила, действующая на проводник с током со стороны магнитного поля. (Записываем определение в тетрадь)

Чтобы определить направление этой силы пользуемся правилом левой руки. (Находим правило в учебнике стр. 152, знакомимся с ним)

Уместны здесь слайд-шоу и анимационный рисунок (см. Использованные материалы и Интернет-ресурсы)

Закрепляем материал выполнением заданий на доске (см приложение№4 )

Разбираем вопрос, если проводник расположен параллельно магнитным линиям.

Подходим к тому, что с помощью правила левой руки можно определить направление силы, с которой магнитное поле действует на отдельно взятые движущиеся в нем частицы, как положительные, так и отрицательные. Знакомим детей с силой Лоренца – сила, с которой магнитное поле действует на движущиеся заряды.(находим в учебнике стр 153, знакомимся с правилом).

Видео – слайд «действие магнитного поля на поток электронов»

Обращаем внимание на формулировку правила левой руки для положительного  и отрицательного зарядов.

Закрепляем материал выполнением заданий на доске (см приложение№5 )

Если осталось время, то можно рассмотреть принцип работы амперметра (слайд-шоу)

Формулируем общий вывод, выставляются отметки и проговаривается домашнее задание.(слайд д/з)

Приложение№1

№1

На рисунке изображен проволочный прямоугольник, направление тока в нем показано стрелками. Пользуясь правилом буравчика, начертите вокруг каждой из его четырех сторон по одной магнитной линии, указав стрелкой ее направление.

__________________________________________________________________

№2

Определите направление тока в катушке и полюсы у источника тока, если при прохождении тока в соленоиде возникают указанные на рисунке магнитные полюсы.

__________________________________________________________________

№3

Обозначить полюсы источника тока, питающего соленоид, чтобы наблюдалось указанное на рисунке взаимодействие.

__________________________________________________________________

№4

Ток в проводнике направлен от В к А. Как расположится магнитная стрелка, если замкнуть цепь?

__________________________________________________________________

№5

С магнитной стрелки стерлась синяя и красная краска, которой были покрашены соответственно ее северный и южный полюсы. Чтобы определить полюсы, ее поместили в поле полосового магнита, и она расположилась так, как показано на рисунке. Определите и раскрасьте полюса у стрелки в соответствующие цвета.

__________________________________________________________________

№6

Определите направление тока в проволочном витке и  магнитные полюса этого витка.

Приложение№2

Инструкция для проведения

экспериментальной работы

  1. Проверьте целостность соединения электрической цепи при последовательном подключении проводников и ключа (цепь разомкнута)
  2. Поместите неизолированный подвешенный проводник между полюсами магнита (северный полюс сверху). Замкните цепь (ключ), пронаблюдайте за проводником. В каком направлении он движется?(внутрь магнита или наружу). Запишите.
  1. Разомкнув цепь и не касаясь проводника, поменяйте полюса магнита, и повторите опыт.
  1. Разомкните цепь. Поменяйте полюса источника тока, и повторите опыт. Сначала с одним полюсом магнита сверху, затем с другим. Запишите ваши результаты и сделайте общий вывод.

Приложение№3

№1                                                     №2                      

   

№3                                                                           №4

 

№5                                            №6

 

Приложение№4

Приложение№5

Список использованной литературы

  1. Перышкин  А.В., Гутник Е.М. Физика 9класс.  М.: Дрофа, 2008.
  2. Гутник Е.М., Шаронина Е.В., Доронина Э.И. Физика 9 Тематическое и поурочное планирование к учебнику Перышкин  А.В., Гутник Е.М. Физика 9класс. Стр 49-50, М.: Дрофа, 2002.
  3. Тихомирова С.А. Физика в загадках, пословицах, сказках, поэзии, прозе и анекдотах. Стр. 95,134. М.: Мнемозина,2008.

Использованные материалы и Интернет-ресурсы

  1. http://class-fizika.narod.ru/  
  2. http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/e0e455d9-2138-49f2-bad5-e4c6566461fd/8_218.swf 
  3. http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/b8404d5d-268b-415e-9600-c08167866469/8_229.swf
  4. http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/0bf98d99-8f60-4d5f-b5dd-97c1917d6e13/8_219.swf
  5. http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669ba07b-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/4_5.swf

Конспект урока «Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток. Правило левой руки »

«Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток. Правило левой руки »

Цели урока:

Образовательные:

  • Изучить, как обнаруживается магнитное поле по его действию на электрический ток, изучить правило левой руки, повторить ранее пройденные определения электрического поля, магнитного поля, условия их возникновения, свойства; закрепить правила правой и левой руки с помощью упражнений;

  • закрепить знания по предыдущим темам;

  • научить применять знания, полученные на уроке;

  • показать связь с жизнью;

  • расширить межпредметные связи.

Воспитательные:

  • формировать интерес к предмету, к учебе, творческое отношение, воспитывать добросовестное отношение к учебе, прививать навыки, как самостоятельной работы, так и работы в коллективе, воспитывать интерес к предмету.

Развивающие:

  • развивать физическое мышление учащихся, их творческие способности, умение самостоятельно формулировать выводы,

  • развивать речевые навыки;

  • формировать умения выделять главное, делать выводы, выполнять необходимые задания; развивать логическое мышление и внимание, умение анализировать, делать выводы.

I.1   Проверка домашнего задания, знаний и умений

Тестовая работа. Ответы записываем в карточку.

1.Магнитное поле порождается ___________ электрическим током.

2. Магнитное поле создается ______________ Движущимися заряженными частицами.

3. За направление магнитной линии в какой-либо ее точке условно принимают направление, которое указывает _________ северный полюс магнитной стрелки, помещенной в эту точку.

4.Магнитные линии выходят из _________ северного полюса магнита и входят в южный ________.

Поменялись листочками и проверили друг друга

I.2

1.Укажите направление токов в проводниках, используя правило буравчика  

2. Укажите направление линий магнитного поля вокруг проводника с током, используя правило буравчика  

3.Через катушку, внутри которой находится стальной стержень, пропускают ток указанного направления. Определите полюсы у полученного электромагнита, полюсы магнитной стрелки.

4.Как взаимодействуют между собой 2 катушки с током?

2. Введение в изучение нового материала.

что представляет собой магнитное поле?

это «особое состояние пространства».

Около каких тел можно обнаружить магнитное поле? (около постоянного магнита, около проводника с током.)

С помощью чего можно обнаружить магнитное поле, например, Земли?

(с помощью магнитной стрелки).

Как можно обнаружить магнитное поле? Оно не действует на наши органы чувств – не имеет запаха, цвета, вкуса. Мы не можем, правда, с уверенностью утверждать, что в животном мире нет существ, чувствующих магнитное поле. В США и Канаде для отгона осьминог с места скопления мальков на реках, впадающих в Великие озера, установлены электромагнитные барьеры. Ученые объясняют способность рыб ориентироваться в просторах океана их реакцией на магнитные поля…

Сегодня на уроке мы изучим,  как  обнаружить магнитное поле по его действию на электрический ток и изучим правило левой руки.

Тема

Задачи

Объяснение нового материала

На всякий проводник с током, помещенный в магнитное поле и не совпадающий с его магнитными линиями, это поле действует с некоторой силой, наличие такой силы можно посмотреть с помощью такого опыта: проводник подвешен на гибких проводах, который через ключ присоединен к аккумуляторам. Проводник помещен между полюсами подковообразного магнита, т. е. находится в магнитном поле. При замыкании ключа в цепи возникает электрический ток, и проводник приходит в движение. Если убрать магнит, то при замыкании цепи проводник с током двигаться не будет. (Демонстрация1)

Вывод: 1.Значит, со стороны магнитного поля на проводник с током действует некоторая сила, отклоняющая его от первоначального положения.

Выясним, от чего зависит направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле.

(Демонстрация2) Вывод: 2. Опыт показывает, что при изменении направления тока изменяется и направление движения проводника, а значит, и направление действующей на него силы.

(Демонстрация3) изменим направление линий магнитного поля.
Вывод: 3. Направление силы изменится и в том случае, если, не меняя направления тока, поменять местами полюсы магнита

Следовательно, направление тока в проводнике, направление линий магнитного поля и направление силы, действующей на проводник, связаны между собой.

Направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, можно определить, пользуясь правилом левой руки. В наиболее простом случае, когда проводник расположен в плоскости, перпендикулярной линиям магнитного поля, это правило заключается в следующем: если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по току, то отставленный на 90° большой палец покажет направление действующей на проводник силы.

 за направление тока во внешней части электрической цепи (т.е. вне источника тока) принимается направление от положительного полюса источника тока к отрицательному.

Пользуясь правилом левой руки, можно определить не только направление силы, действующей в магнитном поле на проводник с током. По этому правилу мы можем определить направление тока (если знаем, как направлены линии магнитного поля и действующая на проводник сила), направление магнитных линий (если известны направления тока и силы), знак.
Сила действия магнитного поля на проводник с током равна нулю, если направление тока в проводнике совпадает с линиями магнитного поля или параллельны им.

Пользуясь правилом левой руки это следует помнить. 
Другими словами, четыре пальца левой руки должны быть направлены против движения электронов в электрической цепи. В таких проводящих средах, как растворы электролитов, где электрический ток создается движением зарядов обоих знаков, направление тока, а значит, и направление четырех пальцев левой руки совпадает с направлением движения положительно заряженных частиц.                                                                                   
С помощью правила левой руки можно определить направление силы, с которой магнитное поле действует на отдельно взятую движущуюся в нем частицу, как положительно, так и отрицательно заряженную. Для наиболее простого случая, когда частица движется в плоскости, перпендикулярной магнитным линиям, это правило формулируется следующим образом: если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по движению положительно заряженной частицы (или против движения отрицательно заряженной), то отставленный на 90° большой палец покажет направление действующей на частицу силы.

Пользуясь правилом левой руки, можно определить не только направление силы, действующей в магнитном поле на проводник с током или движущуюся заряженную частицу. По этому правилу мы можем определить направление тока (если знаем, как направлены линии магнитного поля и действующая на проводник сила), направление магнитных линий (если известны направления тока и силы), знак заряда движущейся частицы (по направлению магнитных линий, силы и скорости движения частицы).
Сила действия магнитного поля на проводник с током или движущуюся заряженную частицу равна нулю, если направление тока в проводнике или скорость частицы совпадают с линиями магнитного поля или параллельны им.             С помощью правила левой руки можно определить направление силы, с которой магнитное поле действует на отдельно взятую движущуюся в нем частицу, как положительно, так и отрицательно заряженную(см.рис.3а,б,в).

ПРИМЕНЕНИЕ:

А знаете ли вычто…

  • Сильное магнитное поле влияет на рост кристаллов: например, монокристаллы меди, сформировавшиеся в сильных магнитных полях, обладают более совершенной кристаллической решеткой.

  • Сильное магнитное поле используется и для лечения такого распространенного и опасного заболевания, как нарушение ритма сердечных сокращений (аритмия). Сердце – орган, непрерывно совершающий ритмичные сокращения, период которых определяется слабыми электрическими сигналами, посылаемыми головным мозгом. При заболеваниях сердца ритм сокращений нарушается. В особо тяжелых случаях используют дефибрилляторы – приборы, генерирующие импульсы высокого напряжения, причем электроды накладываются непосредственно на область сердца, в результате чего нередко получается ожог. При использовании пульсирующего магнитного поля, вызывающего индукционные токи в нервных клетках, эта опасность исключается.

Магнитный страж прилавка

Чтобы как-то защититься от краж, владельцы магазинов прикрепляют к товару особые бирки, которые отрываются на контрольном пункте после того, как уплачены деньги. Бирки – крошечные антенны – при попытке вынести покупку из магазина без оплаты включают на выходе сигнал тревоги за счет резонансного усиления радиосигнала, поступающего от небольших радиопередатчиков, установленных на выходе. Однако этот способ оказался не совсем надежен: вор может, заэкранировав бирку кусочком фольги или собственным телом, обмануть сигнальное устройство.
Чтобы этого не случалось, фирма «Чекмейт системс» разработала новую систему. Контрольная бирка изготавливается теперь из магнитного материала, а на выходе магазина стоят высокочувствительные магнитометры.
Система отрегулирована так, что она не реагирует на металлические предметы малого размера: ключи, часы, пряжки и ювелирные изделия, но отчаянно трезвонит, когда замечает контрольную бирку

ЛЕЧЕНИЕ МАГНИТАМИ

Явление магнетизма известно людям очень давно.
Древние приписывали магниту много чудесных свойств. Считалось, что истолченный в порошок «магнитный камень», излечивает от водянки и безумия, останавливает любое кровотечение, рассасывает раковые опухоли и даже дает бессмертие. Хотя одни лекари считали,что магнит — сильный яд, другие предлагали использовать его как противоядие..
Царица Египта Клеопатра носила магнитный амулет, чтобы сохранить молодость и красоту. Об использовании постоянных магнитов в лечебных целях встречаются упоминания в трудах Гиппократа, Парацельса, ученых древнего Китая. 
В XVII веке способ прикладывания к «болезненному месту» магнитного железняка стал распространенным и даже упоминался в книгах-лечебниках. 
Магнитную терапию применял и знаменитый врач 18 века Франц Антуан Месмер для лечения боли, подагры, нервных расстройств и колик. Великий Моцарт был настолько впечатлен лечебным успехом Месмера, что включил описание целебного действия магнитов в свою оперу «Cosi fan tutti».Месмер лечил больных магнитами, которыми водил над телом пациента. Он делал специальные сосуды, которые наполнял химическими веществами, чтобы производить электрический заряд. На этих сосудах были металлические ручки. Люди вставали рядом с ними и держались за ручки, чтобы получить магнитную силу.

Использование в технике:

Закрепление материала. Решение задач

Итоги

Сегодня на уроке мы изучили, как обнаружить магнитное поле по его действию на электрический ток. Рассмотрели правило левой руки для определения направления силы

V. Домашнее задание: § 46, упр. 36 (2, 3, 4, 5)………составьте свои задачи

       

Рис. 3. Правило левой руки для заряженных частиц.

  

В довершение, следует отметить, что сила действия магнитного поля на проводник с током или движущуюся заряженную частицу равна нулю, если направление тока в проводнике или скорость движения частицы совпадают с линией магнитной индукции или параллельны ей.

 

За счет силы тока возникает сила Ампера, поворачивающая рамку, однако за счет этого возникает сила упругости пружины, уравновешивающая силу Ампера. Благодаря этому поворот стрелки пропорционален силе тока.

Правило буравчика и правило правой руки. Определение направления вектора магнитной индукции с помощью правила буравчика и правила правой руки

Определение

Учёный, открывший данный закон, — настоящая загадка истории: про него известно лишь то, что фамилия у него была Буравчик.
Большинство склоняются к тому, что звали его всё-таки Пётр Сигизмундович.
Про него сочиняют немало баек.

Даже с появлением закона буравчика связана забавная полушутка-полулегенда: якобы когда Буравчик смог сформулировать это правило (правда, название было не в честь его автора, а в честь тех предметов, которые действовали согласно данному закону), он отправился прямиком в Москву, на поклон к Михаилу Васильевичу Ломоносову.
Простота метода несколько смутила великого учёного, и он, погрузившись в размышления, отвернулся и начал, извините за выражение, ковыряться в носу.

На что Пётр Сигизмундович ехидно заметил, что Михаил Васильевич, используя свой палец как буравчик, в точности следует его закону.

После этого Ломоносов уже не колебался в принятии решения относительно изысканий Буравчика: правилу — быть!
Каждый физик формулирует это правило своими словами, однако суть всегда такова: если направление движения штопора будет проходить в одну и ту же сторону с направлением тока внутри проводника, то его ручка продемонстрирует сторону, в которую будет обращён вектор магнитной индукции.

В свою очередь, штопор интерпретировался в правило правой руки, которое, в свою очередь, послужило основой для другого мнемонического закона, правила левой руки, благодаря коим физика кажется намного проще. Всех их активно применяют во многих её областях — в этом немалую роль играет их простота вкупе с эффективностью, которые были отмечены ещё Ломоносовым, а также то, что звучат они кратко и понятно: с помощью правила буравчика можно определить, к примеру, сторону, в которую направлены угловая скорость, магнитная индукция, параметры индукционного тока и многое другое, что позволяет решать задачи.
В этой статье мы подробно рассмотрим все случаи этих правил и правила винта.

В чём состоит правило буравчика

Буравчик — инструмента для сверления отверстий

Оно звучит так: в случаях, когда направление буравчика совпадает с направлением тока в проводнике во время поступательных движений, то одновременно идентичным ему будет и направление вращения ручки буравчика.

Правило правой руки

Самый простой способ определения пути движений линий магнитного поля — применение правила буравчика

Представить это можно и так — на примере собственной правой руки и самого обычного провода. Провод кладём в руку. Четыре пальца крепко сжимаем в кулак. Большой палец указывает вверх — наподобие жеста, которым мы демонстрируем, что нам что-то нравится. В данной «раскладке» большой палец чётко укажет направление движения тока, тогда как остальные четыре — путь движений линий магнитного поля.

Правило вполне применимо в жизни. Физикам оно необходимо для того, чтобы определить направление магнитного поля тока, рассчитать механическое вращение скорости, вектор магнитной индукции и момент сил.

Кстати, о том, что правило применимо к самым разным ситуациям говорит и то, что существует сразу несколько его толкований — в зависимости от рассматриваемого каждого конкретного случая.

Механическое вращение

Важные сокращения: ПБ — правило буравчика, УС — угловая скорость, ППР — правило правой руки.
Формулировка ПБ для механического вращения  определяется следующим образом:
Если вы начнёте завинчивать бур в направлении, в коем крутится корпус, он будет закручен в ту сторону, куда будет стремится УС.
Как и ожидалось, здесь всё просто и понятно.
Но вот ППР в механике  определяется заметно иначе.
Это правило в данном случае выглядит и работает так:

  1. Если вы возьмёте некий объект в правую руку;
  2. Затем станете крутить его в ту сторону, в кою вам указывают все пальцы, кроме большого;
  3. Тогда последний оставшийся палец укажет нам, куда будет стремится УС при таком вращении.

Абсолютно также вы сможете найти сторону, в которую будет направлен угловой момент.

Это было ожидаемо, потому как угловой момент прямо пропорционален угловой скорости с положительным (!) коэффициентом.
Аналогично это будет выглядеть и для момента импульса.
Но вернёмся к нашему чудесному правилу винта и посмотрим, как такой подход работает для момента силы.

Что такое магнитное поле

Все, наверное, знают что такое постоянные магниты — они «липнут» к железу и некоторым другим материалам. Если приблизить два магнита, то они будут притягиваться или отталкиваться — в зависимости от того, как мы их повернем друг относительно друга. Почему и за счет чего так происходит? За счет того, что вокруг магнитов создается магнитное поле. Оно возникает при движении заряженных частиц. Например, вокруг провода, по которому протекает электрический ток, есть магнитное поле. Оно слабое, но оно есть.

Магнитное поле нельзя увидеть, но можно ощутить

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.

Правило буравчика для магнитных полей

Речь шла о постоянных магнитах. У них все всегда понятно: где какой полюс и куда направлены линии магнитного поля — от северного полюса к южному. Но магнитное поле возникает и вокруг проводников, по которым течет ток. Просто оно слабое, так что даже если поднести два участка, по которым течет ток, особого притяжения или отталкивания мы не ощутим. Чтобы создать сильное электромагнитное поле, проводник накручивают вокруг какого-то сердечника. Это изделие называют соленоидом. Когда по нему течет ток, создается ощутимое магнитное поле. Но как направлены линии магнитного поля в электромагнитах? Где у них северный, где южный полюс? Вот это и выясняют с помощью правила буравчика.

Буравчик можно себе представить как обычный штопор с ручкой-перекладиной и витками, накрученными вправо. Чтобы закручивать такой штопор, ручку надо вращать вправо — по часовой стрелке. При этом острие штопора/буравчика продвигается вниз. Чтобы выкручивать его, надо рукоятку вращать влево — против часовой стрелки. Острие при этом движется вверх.

Правило буравчика для магнитного поля

С движением острия буравчика и направлением вращения рукоятки и связано определение направление магнитного поля. Вот как звучит правило буравчика (еще называют правило винта):

Если направление движения острия буравчика (винта) совпадает с направлением движения тока, то движение рукоятки буравчика укажет направление линий магнитного поля.

С ровными проводниками все просто. Представляете, вкручивать или выкручивать надо буравчик, получаете направление силовых линий. Если по условиям задачи есть только направление линий магнитного поля, при помощи правила буравчика можно установить направление тока. Для этого мысленно представляем, что ручка штопора крутится в указанном направлении. В зависимости от этого, определяем куда движется острие, а, значит, и куда течет ток.

Специальные правила

Рассмотрим варианты главного правила буравчика для частных случаев. Применение таких правил часто упрощает процесс вычислений.

Для векторного произведения

Расположите векторы так, чтобы их начальные точки совпадали. Для этой ситуации правило буравчика звучит так:

Если один из векторов сомножителей вращать кратчайшим способом до совпадения направлений со вторым вектором, то буравчик, вращающийся подобным образом, будет завинчиваться в сторону, куда указывает векторное произведение.

По циферблату часов

При расположении векторов способом совпадения их начальных точек можно определить направление вектора-произведения с помощью часовой стрелки. Для этого необходимо мысленно двигать кратчайшим путём один из векторов-сомножителей в сторону другого вектора. Тогда, если смотреть со стороны вращения этого вектора по часовой стрелке, то аксиальный вектор будет направлен вглубь циферблата.

Векторного произведения

Это правило (в переписанном виде) отличается от предыдущих.
У него есть два варианта звучания.
Первая формулировка правила правой руки читайте:

  1. Если вы изобразите вектора таким образом, чтобы их начальные координаты совместились при наложении;
  2. Начнёте вращать первый BC (вектор-сомножитель) самым коротким способом ко второму ВС;
  3. А также расположите все пальцы правой руки (за исключением большого) так, чтобы они демонстрировали сторону, в направлении коей происходило вращение, словно вы сжимаете в руке цилиндр;
  4. Тогда ваш большой палец укажет направление ВП (вектора-произведения).

Вторая формулировка часто именуется «пистолетом» и звучит так:

  1. Если вы изобразите вектора таким образом, чтобы их начальные координаты совместились при наложении;
  2. Большой палец расположите по направлению первого BC;
  3. Указательный — по направлению второго ВС
  4. Тогда и только тогда ваш средний палец укажет примерное направление ВП.

Это мнемоническое правило довольно несложно запоминать как ФБР — на английском эта аббревиатура FBI:

  1. F — сила, которая протекает параллельно среднему пальцу;
  2. B — вектор магнитной индукции, направленный по указательному
  3. I — ток, протекающий по большому.

Кроме того, как я уже упоминала ранее, его ещё называют «пистолетом»: несложно заметить, что ваши пальцы при его выполнении будут расположены в виде пистолета.

На этом наше изучение правила правой руки подошло к концу, и мы обратимся к третьему (и кратчайшему) разделу статьи — правилу левой руки (ПЛР).

Для базисов

Это правило будет работать и для базисов почти аналогично.
В правом базисе при вращении штопора, направленного по одному из векторов, по наиболее короткому пути ко второму вектору закручивание инструмента укажет направление третьего вектора.
Для простоты запоминания представляют настенные часы:
две вектора — это стрелки, а третий направлен к или от наблюдателя (выбор будет определять ориентацию всего базиса, то есть будет он правым или левым).

Правило буравчика универсально и подходит для определения многих векторов, так как зачастую в таких законах используются базисы и векторное произведение, которые подчиняются одним определенным законам.
Также используют для уравнения Максвелла, которые описывают поле индукции в сплошной среде и его влияние на точечные заряженные частицы.

Что связано с левой рукой

Не путайте буравчика и правило левой руки, оно нужно для определения действующей на проводник силы. Выпрямленная ладонь левой руки располагается вдоль проводника. Пальцы показывают в сторону протекания тока I. Через раскрытую ладонь проходят линии поля. Большой палец совпадает с вектором силы – в этом и заключается смысл правила левой руки. Эта сила называется силой Ампера.

Можно это правило применить к отдельной заряженной частице и определить направление 2-х сил:

  1. Лоренца.
  2. Ампера.

Представьте, что положительно заряженная частица двигается в магнитном поле. Линии вектора магнитной индукции перпендикулярны направлению её движения. Нужно поставить раскрытую левую ладонь пальцами в сторону движения заряда, вектор B должен пронизывать ладонь, тогда большой палец укажет направление вектора Fа. Если частица отрицательная – пальцы смотрят против хода заряда.

Если какой-то момент вам был непонятен, на видео наглядно рассматривается, как пользоваться правилом левой руки:

Важно знать! Если у вас есть тело и на него действует сила, которая стремится его повернуть, вращайте винт в эту сторону, и вы определите, куда направлен момент силы. Если вести речь об угловой скорости, то здесь дело обстоит так: при вращении штопора в одном направлении с вращением тела, завинчиваться он будет в направлении угловой скорости.

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

Силы Ампера, в чём оно заключается

Первое правило левой руки связано с силой Андре-Мари Ампера, кою французский учёный открыл в тысяча восемьсот двадцатом году — сразу после закона Ампера.
Принцип его работы следующий:

  1. Поместите свою левую ладонь так, чтобы в её внутреннюю сторону перпендикулярно ей входили линии индукции магнитного поля;
  2. Все пальцы, за исключением большого, направьте по электротоку
  3. В таком случае, ваш левый большой палец, который должен образовать прямой угол с остальными, покажет направление силы, которая будет действовать со стороны магнитного поля на проводник с током — то есть силы Ампера.

Однако это только один вариант ПЛР.

Сила Лоренца применение и формула

Действие электромагнитных полей порождает возникновение точечной заряженной частицы, на который воздействуют силы электрического и магнитного характера. В скомбинированном виде они получили наименование силы Лоренца.

Таким образом, сила Лоренца воздействует на любую частицу с зарядом, падающую с определенной быстротой в магнетическом поле. Степень влияния связана с электрическим зарядом частицы (q), показателем магнитной индукции (В) и быстротой падения частицы (V).

На основании полученных данных голландским ученым Хендриком Лоренцем была выведена формула: FL = |q|x V x B x sinα. Все условные обозначения приведены на рисунке.

В практической деятельности сила Лоренца получила применение в следующих областях:

  • Кинескопы – электронно-лучевые или телевизионные трубки. В этих устройствах электроны, летящие в направлении экрана, отклоняются магнитным полем, которое создают специальные катушки.
  • Масс-спектрографы. Определяют массы заряженных частиц, путем разделения их по удельным зарядам. Вакуумная камера помещается в магнитном поле. Заряженный частицы ускоряясь, двигаются по дуге и оставляют след на фотопластинке. Па радиусу траектории вначале определяется удельный заряд, на основании которого вычисляется и масса частицы.
  • Циклотрон. Ускоряет заряженные частицы. Ускорение происходит под действием силы Лоренца, после чего траектория частиц сохраняется за счет магнитного поля. Прибор давно начали использовать в медицинских исследованиях с применением радионуклидных фармацевтических препаратов.
  • Магнетрон. Электронная лампа высокой мощности для генерации микроволн, возникающих при взаимодействии электронного потока и магнитного поля. Используется с современных радиолокационных устройствах.

Движение заряженной частицы в магнитном поле

В простейшем случае, то есть при ортогональности векторов магнитной индукции и скорости частицы сила Лоренца, будучи перпендикулярной к вектору скорости, может менять только её направление. Величина скорости, следовательно, и энергия будут оставаться неизменными. Значит, сила Лоренца действует по аналогии с центростремительной силой в механике, и частица перемещается по окружности.

В соответствии со II законом Ньютона () можно определить радиус вращения частицы:

Необходимо обратить внимание, что с изменением удельного заряда частицы () меняется и радиус.

При этом период вращения T = = . Он не зависит от скорости, значит, взаимное положение частиц с различными скоростями будет неизменным.

В более сложном случае, когда угол между скоростью частицы и напряженностью магнитного поля является произвольным, она будет перемещаться по винтовой траектории – поступательно за счет составляющей скорости, направленной параллельно полю, и по окружности под влиянием ее перпендикулярной составляющей.

Самоиндукция

Самоиндукция – это явление возникновения ЭДС индукции в проводнике в результате изменения тока в нем.

При изменении силы тока в катушке происходит изменение магнитного потока, создаваемого этим током. Изменение магнитного потока, пронизывающего катушку, должно вызывать появление ЭДС индукции в катушке.

В соответствии с правилом Ленца ЭДС самоиндукции препятствует нарастанию силы тока при включении и убыванию силы тока при выключении цепи.

Это приводит к тому, что при замыкании цепи, в которой есть источник тока с постоянной ЭДС, сила тока устанавливается через некоторое время.

При отключении источника ток также не прекращается мгновенно. Возникающая при этом ЭДС самоиндукции может превышать ЭДС источника.

Явление самоиндукции можно наблюдать, собрав электрическую цепь из катушки с большой индуктивностью, резистора, двух одинаковых ламп накаливания и источника тока. Резистор должен иметь такое же электрическое сопротивление, как и провод катушки.

Опыт показывает, что при замыкании цепи электрическая лампа, включенная последовательно с катушкой, загорается несколько позже, чем лампа, включенная последовательно с резистором. Нарастанию тока в цепи катушки при замыкании препятствует ЭДС самоиндукции, возникающая при возрастании магнитного потока в катушке.

При отключении источника тока вспыхивают обе лампы. В этом случае ток в цепи поддерживается ЭДС самоиндукции, возникающей при убывании магнитного потока в катушке.

ЭДС самоиндукции ​( varepsilon_{is} )​, возникающая в катушке с индуктивностью ​( L )​, по закону электромагнитной индукции равна:

ЭДС самоиндукции прямо пропорциональна индуктивности катушки и скорости изменения силы тока в катушке.

Полезные сведения и советы

  1. Общепринято считать, что направление тока указывает в сторону от плюса к минусу. На самом деле, в проводнике упорядоченное перемещение электронов направлено от негативного полюса к позитивному. Поэтому, если бы перед вами стояла задача вычисления силы Лоренца для отдельного электрона в проводнике, следовало бы учитывать данное обстоятельство.
  2. По умолчанию мы рассматриваем винт (буравчик, штопор) с правой резьбой. Однако не следует забывать о существовании винтов с левой резьбой.
  3. При использовании правила часовой стрелки мы принимаем условие о том, что стрелки совершают движение слева направо. Известно, что в бывшем СССР производились часы с обратным ходом часового механизма. Возможно, такие модели существуют до сегодняшнего дня.

Советы: если вам необходимо определить пространственное расположение момента силы, под действием которой происходит вращение некоего тела – вращайте винт в ту же сторону. Условное врезание винта укажет на ориентацию вектора момента силы. Скорость вращения тела не влияет на направление вектора.

Полезно знать, что при вращении буравчика по ходу вращения тела, траектория его ввинчивания совпадёт с направлением угловой скорости.

Источники

  • https://electrically.ru/teoriya/pravilo-buravchika
  • https://kupi-elektriku.ru/osnovy-elektrotexniki/pravilo-buravchika-kratko-i-ponyatno-formula-i-kak-pol-zovat-sya/
  • https://elektroznatok.ru/info/teoriya/pravilo-buravchika
  • https://electric-220.ru/pravilo-levoj-ruki
  • https://svet202.ru/pribory/pravilo-buravchika.html
  • https://samelectrik.ru/prostoe-obyasnenie-pravila-buravchika.html
  • https://chipstock.ru/drugoe/pravilo-buravchika. html

 

 

Как вам статья?

Павел

Бакалавр «210400 Радиотехника» – ТУСУР. Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Написать

Пишите свои рекомендации и задавайте вопросы

Правило буравчика. Правило правой и левой руки. (Урок 41) презентация, доклад

Слайд 1
Текст слайда:

ПРАВИЛО БУРАВЧИКА

ПРАВИЛО ЛЕВОЙ РУКИ

ПРАВИЛО ПРАВОЙ РУКИ

Выполнила: учитель физики
Удомельской СОШ №4
Сергеева В.Е.


Слайд 2
Текст слайда:

ПЛАН

Магнитное поле и его графическое изображение
Неоднородное и однородное магнитное поле
Правило буравчика
Правило правой руки
Правило левой руки
Список литературы


Слайд 3
Текст слайда:

Магнитное поле и его графическое изображение

Поскольку электрический ток – это направленное движение заряженных частиц, то можно сказать, что магнитное поле создается движущимися заряженными частицами, как положительными, так и отрицательными. Для наглядного представления магнитного поля мы пользовались магнитными линиями.
Магнитные линии – это воображаемые линии, вдоль которых расположились бы маленькие магнитные стрелки, помещенные в магнитное поле.
На рисунке показано магнитная линия (как прямолинейная, так и криволинейная).
По картине магнитных линий можно судить не только о направлении, но и о величине магнитного поля.


Слайд 4
Текст слайда:

Неоднородное и однородное магнитное поле

Сила, с которой поле полосового магнита действует на помещенную в это поле магнитную стрелку, в разных точках поля может быть различной как по модулю, так и по направлению. Такое поле называют неоднородным. Линии неоднородного магнитного поля искривлены, их густота меняется от точки к точке. В некоторой ограниченной области пространства можно создать однородное магнитное поле, т.е. поле, в любой точке которого сила действия на магнитную стрелку одинакова по модулю и направлению.
Для изображения магнитного поля пользуются следующим приемом. Если линии однородного магнитного поля расположены перпендикулярно к плоскости чертежа и наплавлены от нас за чертеж, то их изображают крестиками, а если из-за чертежа к нам – то точками.


Слайд 5
Текст слайда:

Правило буравчика

Известно, что направление линий магнитного поля тока связано с направлением тока в проводнике. Эта связь может быть выражена простым правилом, которое называется правилом буравчика.
Правило буравчика заключается в следующем: если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением линий магнитного поля тока.
С помощью правила буравчика по направлению тока можно определить направлений линий магнитного поля, создаваемого этим током, а по направлению линий магнитного поля – направление тока, создающего это
поле.


Слайд 6
Текст слайда:

Правило правой руки

Для определения направления линий магнитного поля соленоида удобнее пользоваться другим правилом, которое иногда называют правилом правой руки.
Это правило читается так:
если обхватить соленоид ладонью правой руки, направив четыре пальца по направлению тока в витках, то отставленный большой палец покажет направление линий магнитного поля внутри соленоида.
Соленоид, как и магнит, имеет полосы: тот конец соленоида, из которого магнитные линии выходят, называется северным полюсом, а тот, в который входят, — южным.
Зная направления тока в соленоиде, по правилу правой руки можно определить направление магнитных линий внутри него, а значит, и его магнитные полюсы и наоборот.
Правило правой руки можно применять и для определения направления линий магнитного поля в центре одиночного витка
с током.


Слайд 7
Текст слайда:

Правило правой руки для проводника с током


Если правую руку расположить так, чтобы большой палец был направлен по току, то остальные четыре пальца покажут направление линии магнитной индукции


Слайд 8
Текст слайда:

Правило левой руки

Направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, можно определить, пользуясь правилом левой руки. Если левую руку расположить так. Чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по току. То отставленный на 900 большой палец покажет направление действующей на проводник силы.


Слайд 9
Текст слайда:

Определение силы Ампера


Если левую руку расположить
так, чтобы вектор магнитной
индукции входил в ладонь, а
вытянутые пальцы были
направлены вдоль тока, то
отведенный большой палец
укажет направление действия
силы Ампера на проводник с током.


Слайд 10
Текст слайда:

Сила, действующая на заряд


Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по движению положительно зараженной частицы (или против движения отрицательно заряженной), то отставленный на 900 большой палец покажет направление действующей на частицу силы Лоренца.


Слайд 11
Текст слайда:

Список литературы

Учебник для общеобразовательных учебных заведений – Физика 9
класс, Перышки А.В. и Гутник Е.М.
«Сборник задач по физике» (В.И. Лукашик, Е.В. Иванова)
«Физика». Краткий справочник школьника.
«Физика». Большой справочник для школьников и поступающих в вузы.
«Физика». Словарь школьника.
«Большой справочник школьника».
«Учебный справочник школьника».

выход


Скачать презентацию

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, а 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.

Как определить направление силы Лоренца

Уровень 2 (без высшей математики)

Уровень 2 требует школьной математики. Подходит для школьников.

Обновлено Александром Фуфаевым

Содержание
  1. Ингредиент №1: Движущиеся заряды Краткое пояснение, что такое электрический ток и что важно при движении зарядов.
  2. Ингредиент № 2: Магнитное поле Здесь вы узнаете, как представляется направление магнитного поля и почему магнитное поле важно для правила правой руки.
  3. Ингредиент № 3: Магнитная сила (сила Лоренца) Краткое введение в магнитную силу и то, как ее направление зависит от типа заряда.
  4. Как применить правило левой/правой руки? Здесь вы узнаете, как использовать свои три пальца, чтобы вычислить неизвестную величину (ток, силу или магнитное поле).
  5. Пример №1: Отклонение токоведущего провода
  6. Пример №2: Отклонение качания проводника

Видео — Сила Лоренца просто объясняется за 6 минут!

Play Video: Keynote (Google I/O ’18)

Используя правило правой руки, вы можете легко ответить на следующие вопросы:

  • В каком направлении сила Лоренца \( \class{green}{\boldsymbol{F}} \) действует на электрический заряд, движущийся в магнитном поле?

  • В каком направлении течет электрический ток \( \class{red}{\boldsymbol{I}} \)?

  • В каком направлении направлено магнитное поле \( \class{violet}{\boldsymbol{B}} \)?

  • Был положительным или отрицательным заряженных частиц, отклоняющихся в магнитном поле? Таким образом, вы также можете узнать тип заряда с помощью правила правой руки!

Правило правой руки весьма полезно при работе с магнитными полями и электрическими токами. Давайте сначала проясним несколько основ, чтобы достичь того же уровня знаний.

Ингредиент №1: Движущиеся заряды

Чтобы вообще применить правило правой руки, вам нужно движущихся электрических зарядов . Ударение ставится на слова « движется «и» заряжает «. Разве у вас нет никаких движущихся зарядов? Нет положительно заряженных протонов, которые никуда не движутся? Нет отрицательно заряженных электронов? Нет других положительно или отрицательно заряженных частиц? Тогда правило правой руки бесполезно.

Обычно движение заряда, представленное на рисунке, обозначается вектором («стрелка»). Этот вектор говорит вам, в каком направлении движется частица. а именно буква \( \class{red}{\boldsymbol{v}} \). Буква является аббревиатурой английского слова «\(\class{red}{\boldsymbol{v}}elocity\)». очевидно, движущийся заряд, должен иметь некоторую скорость…

движущийся заряд имеет скорость \( \class{red}{\boldsymbol{v}} \) в некотором направлении , представленном вектором.

Движущийся положительный заряд в направлении \( \class{red}{\boldsymbol{v}} \). Движущийся отрицательный заряд в направлении \(\class{blue}{\boldsymbol{v}} \).

Иногда у вас есть не один движущийся заряд, а много ! Эти заряды обычно движутся в одном направлении. Это коллективное движение электрических зарядов в определенном направлении мы называем электрический ток .

Движущийся электрический заряд генерирует электрический ток.

На предыдущих уроках вы уже узнали, что такое электрический ток. Электрический ток обозначается буквой \(\class{red}{\boldsymbol{I}}\) и показывает, сколько электрических зарядов в секунду проходит, например, по кабелю. Таким образом, электрический ток описывает движение многих заряженных частиц.

Текущее направление, то есть направление движения всех зарядов, также представлено вектором (то есть стрелкой). На векторе мы пишем букву \(\class{red}{\boldsymbol{I}}\), чтобы сказать: «Здесь и в этом направлении течет электрический ток».

Что такое электрический ток?

электрический ток \(\class{red}{\boldsymbol{I}}\), представленный вектором, представляет собой движение многих зарядов в определенном направлении .

Правило правой руки можно применить к одному движущемуся заряду, а также к нескольким движущимся зарядам, т. е. к электрическому току. Так что неважно, сколько зарядов движется, гораздо важнее вопрос:

У меня вообще ДВИЖУЩАЯСЯ электрическая ЗАРЯД или ТОК ?

Если вы можете ответить на этот вопрос ДА, то необходимое условие для применения правила правой руки уже выполнено.

Компонент №2: Магнитное поле

Направление магнитного поля внутри подковообразного магнита.

Однако одного движущегося заряда недостаточно. Он просто продолжал бы двигаться прямо вперед. Чего вам все еще не хватает, так это магнитного поля . Сокращено буквой \(\class{violet}{\boldsymbol{B}} \). Магнитное поле подобно скорости и току a направлено количество. Таким образом, мы можем задаться вопросом не только о том, в каком направлении движется заряд или в каком направлении течет ток, но и о том, в каком направлении указывает магнитное поле \( \class{violet}{\boldsymbol{B}} \). Магнитному полю также можно присвоить вектор («стрелку»), указывающий направление магнитного поля.

Направление магнитного поля определяется точкой от северного полюса к южному полюсу . Так что, если вы возьмете, например, подковообразный магнит, вам сначала нужно выяснить, где находятся его северный и южный полюса. Если вы этого не знаете, то правило правой руки поможет вам разобраться. Вы узнаете, как сделать это в мгновение ока!

Иногда встречаются двумерные изображения, на которых магнитное поле указывает на или на изображение.

  • Если вы видите крестик ⨂ (обычно с кружком вокруг него), это означает, что магнитное поле направлено на изображение (на экран). Магнитное поле направлено от вас.

  • Когда вы видите точку ⨀ с кружком вокруг нее, это означает, что магнитное поле направлено за пределы изображения (за пределы экрана). Магнитное поле направлено на вас.

Магнитное поле указывает на изображение. Он указывает в сторону от вас. Магнитное поле направлено за пределы изображения. Оно направлено на вас.

Как применить правило левой/правой руки?

Важно! Вам предстоит иметь дело с тремя направлениями:

  • С направлением движущегося заряда или тока \(\class{blue}{\boldsymbol{I}}\).

  • С направлением магнитного поля \(\class{violet}{\boldsymbol{B}}\).

  • С направлением отклонения силой Лоренца \(\class{green}{\boldsymbol{F}}\).

Необходимо указать ДВА направления из трех! Вы также должны знать, имеете ли вы дело с положительными или отрицательными зарядами .

Например, вы знаете направление \(\class{blue}{\boldsymbol{I}}\) и \(\class{violet}{\boldsymbol{B}}\) и знаете, что мы имеем дело с отрицательно заряженными электронами. Затем вы можете узнать третье направление, а именно направление 9.0003 Сила Лоренца \(\class{green}{\boldsymbol{F}}\), с правилом левой/правой руки. Пока ясно?

Итак, у вас есть один или несколько движущихся зарядов в магнитном поле. Хороший. Далее вы должны ответить на следующий вопрос:

Мне нужно использовать правую или левую руку?

Этот вопрос разъясняет, с каким типом оплаты (+ или -) вы имеете дело. После того, как вы ответили на этот вопрос, вам нужно ответить только на самый последний вопрос:

Какое направление величин \(\class{blue}{\boldsymbol{I}}\), \(\class{violet}{\ boldsymbol{B}}\), \(\class{green}{\boldsymbol{F}}\) неизвестен?

Правило левой руки для отрицательных зарядов: вот как должны быть выровнены ваши пальцы. Правило правой руки для положительных зарядов: вот как должны быть выровнены ваши пальцы.

Используйте пальцы выбранной руки следующим образом:

  • Большой палец — вытяните большой палец в направлении движущегося заряда или в направлении тока \(I\).

  • Указательный палец — вытяните указательный палец перпендикулярно большому пальцу в направлении магнитного поля \( \class{violet}{\boldsymbol{B} } \). Итак, в направлении магнитного южного полюса.

  • Средний палец — вытяните средний палец как можно перпендикулярнее двух других пальцев, тогда средний палец покажет вам направление силы Лоренца \( \class{green}{\boldsymbol{F} } \)..

Почему бы вам не попробовать правило левой/правой руки на следующих двух иллюстрациях…

  • Квест #1 : \(\class{blue}{\boldsymbol{ v}}\) и \( \class{violet}{\boldsymbol{B} } \) направления известны. В каком направлении отклоняются положительный и отрицательный заряд?

  • Квест #2 : На этот раз направления \(\class{blue}{\boldsymbol{v}}\) и \( \class{green}{\boldsymbol{F} } \) известны. Где находится южный полюс магнита?

  • Квест #3: Теперь представьте, что вы не знаете, слева или справа заряд вошел в магнитное поле. Вы знаете только, в каком направлении был отклонен заряд, направление \( \class{violet}{\boldsymbol{B} } \), а также тип заряда. С какого направления должен был прийти заряд?

  • Квест #4: Теперь все три направления \(\class{blue}{\boldsymbol{v}}\), \( \class{violet}{\boldsymbol{B} } \) и \( \class{green}{\boldsymbol{F} } \) известны, а тип заряда — нет. Отклонялась ли в магнитном поле положительно или отрицательно заряженная частица?

Положительный заряд в магнитном поле отклоняется вверх. Отрицательный заряд в магнитном поле отклоняется вниз.

Пример №1: Прогиб токоведущего провода

Проводник с током в магнитном поле.

У вас есть провод, по которому течет ток с электронами. Провод находится в магнитном поле, которое направлено на экран.

Сила Лоренца действует на провод слева или справа?

У вас здесь электронный ток . Это означает: вам нужна левая рука.

  1. Большой палец — указывает в направлении потока электронов.

  2. Указательный палец — указывает на экран.

  3. Средний палец — затем указывает вправо.

Таким образом, на провод справа действует сила Лоренца.

Пример #2: Отклонение качания проводника

Отклонение качания проводника наружу.

Возьмите подковообразный магнит. Согласно определению, линии магнитного поля внутри подковообразного магнита указывают от 90 141 северного полюса к южному полюсу 9. 0142 . Затем вы берете проволоку, формируете из нее подобие круга или прямоугольника и вставляете одну сторону подковообразного магнита (на иллюстрации 14 это сторона южного полюса) в образовавшийся круг/прямоугольник. Провод должен отклоняться внутри подковообразного магнита, чтобы эксперимент вообще работал. Назовем такой провод проводник свинг .

Проводник будет отклоняться внутрь или наружу?

Прежде всего, здесь мы имеем дело с положительным зарядным током . Это означает: вам нужна ваша правая рука.

  1. Большой палец — указывает в сторону положительного тока.

  2. Указательный палец — указывает в сторону южного полюса подковообразного магнита.

  3. Средний палец — затем указывает на внешнюю сторону подковообразного магнита.

Таким образом, на качели проводника действует сила Лоренца наружу.

На следующем уроке вы узнаете, как именно движущаяся заряженная частица отклоняется силой Лоренца в магнитном поле и почему это заставляет частицу двигаться по круговой или спиральной траектории.

Правило левой руки Флеминга и правило правой руки Флеминга

Правило левой руки Флеминга использует большой, указательный (или указательный) и средний пальцы для обозначения направлений движения или приложенной силы, тока и магнитного поля. . Правое правило Флеминга используется для определения направления индуцированного тока. На проводник с током действует сила, перпендикулярная полю и направлению тока , когда он находится во внешнем магнитном поле. Это правило используется для понимания работы электродвигателей путем определения направления силы.

Также проверьте: Магнитная сила

Содержание

  1. Что такое правило левой руки Флеминга?
  2. Характеристики правила левой руки Флеминга
  3. Применение правила левой руки Флеминга
  4. Правило левой руки Флеминга для электродвигателей
  5. Что такое правило правой руки Флеминга?
  6. Эксперимент по правой руке Флеминга
  7. Разница между правилом левой руки Флеминга и правым правилом
  8. Вещи. Правило левой руки Флеминга, электромагнитная индукция, ток, магнитное поле, магнитная сила, электродвигатели, проводники


    Что такое правило левой руки Флеминга?

    [Нажмите здесь, чтобы просмотреть примеры вопросов]

    Правило левой руки Флеминга не определяет величину; скорее, когда направление двух других параметров известно, оно просто показывает направление параметра — тока, магнитного поля и силы.

    «Правило левой руки Флеминга гласит, что когда проводник, по которому течет ток, подвергается воздействию внешнего магнитного поля, на него действует сила».

    Когда электрический ток течет по проводнику, он создает вокруг него цилиндрическое магнитное поле. В случае, если внешнее магнитное поле было поднесено к проводнику с током, как магнитное поле, так и электромагнитное поле взаимодействуют друг с другом. Взаимодействие между током и магнитными полями создает физическую силу. Как видно из диаграммы правила левой руки Флеминга, левая рука может использоваться для обозначения трех взаимно ортогональных осей на большом, указательном и среднем пальцах. 9Диаграмма правила левой руки Флеминга Указательный палец представляет направление магнитного поля (B)

Когда направление магнитного поля и тока известны, правило левой руки Флеминга является точным подходом, который можно использовать для определения направления силы или движения из проводник в электродвигателе.

Подробнее:   Формула ЭДС


Характеристики правила левой руки Флеминга

[Нажмите здесь, чтобы просмотреть примеры вопросов]

поле, в нем индуцируется ток.

  • Правило было сформулировано Джоном Амброузом Флемингом .
  • Если проводник принудительно перемещается внутри магнитного поля, будет существовать зависимость между направлением магнитного поля, приложенной силой и током.
  • Правило левой руки Флеминга в основном используется при работе электродвигателей для определения направления силы.

Решенные примеры

Пример. Используя правило левой руки Флеминга, определите направление силы, действующей на электрон. [2 балла]

Решение: Учитывая, что электрон движется вверх, видно, что внешнее магнитное поле действует на него в восточном направлении. Направление тока действует противоположно направлению движения электрона. Следовательно, после применения правила левой руки Флеминга можно сказать, что сила, с которой сталкивается электрон, будет направлена ​​на юг.

Пример: Согласно рисунку, приведенному ниже, определите направление, в котором катушка начнет вращаться, когда через нее будет проходить ток в направлении ABCD, подключив батарею к концам A и D катушки. [1 Марка]

  1. против часовой стрелки
  2. по часовой стрелке
  3. NO DIRIENTION
  4. UNTERENTINGINED

COIL DIASH

COIL. 0004 Направление, в котором катушка начнет вращаться, — против часовой стрелки.


Применение правила левой руки Флеминга

[Нажмите здесь, чтобы просмотреть примеры вопросов]

Существует несколько применений правила левой руки Флеминга. Вот некоторые из них:

  1. Правило левой руки Флеминга широко используется для определения направления электрона или протона при приложении магнитного поля.
  2. Правило левой руки Флеминга также используется в принципе работы электрических двигателей.
  3. Он также используется в гальванометрах с подвижной катушкой.

Правило левой руки Флеминга для электродвигателей

[Щелкните здесь, чтобы просмотреть примеры вопросов]

Когда электрический ток протекает через проводник (представленный как средний палец в правиле левой руки Флеминга) , формируется цилиндрическое магнитное поле вокруг него. Магнитное поле и электромагнитное поле взаимодействуют, когда внешнее магнитное поле (представленное как указательный палец) подносится близко к проводнику под напряжением. Это взаимодействие создает перпендикулярно противоположную физическую силу (представленную большим пальцем) .

Правило левой руки Флеминга для двигателей

Стандартный электродвигатель постоянного тока состоит из двух частей: ротора и статора.

  • Ротор может свободно вращаться внутри статора, поскольку он вставлен в него. Ротор является единственным компонентом, который получает питание от отдельного источника.
  • Статор базового двигателя представляет собой кольцо из постоянных магнитов , а ротор аккуратно обмотан токопроводящей медной проволокой несколько раз.

Правило левой руки Флеминга представляет:

  • Электрический ток передается по медным проволочным катушкам на роторе от внешнего источника питания.
  • Создаваемое при этом электромагнитное поле взаимодействует с магнитным полем, создаваемым постоянными магнитами статора.
  • Это взаимодействие приводит к возникновению физической силы, перпендикулярной полю.
  • При конструировании электродвигателя (ротор внутри статора) эта физическая сила проявляется как вращение ротора.

Правило левой руки Флеминга можно использовать для описания движения электродвигателя любого типа. Коммерческие двигатели имеют:

  • Электромагнит вместо постоянного магнита
  • Большое количество витков в токопроводящей катушке
  • Сердечник из мягкого железа, вокруг которого намотана катушка

Якорь — это сердечник из мягкого железа, на который намотана катушка. За счет этого увеличивается мощность двигателя.

Подробнее:


Что такое правило правой руки Флеминга?

[Нажмите здесь, чтобы просмотреть примеры вопросов]

В соответствии с законом электромагнитной индукции Фарадея , электрический ток индуцируется, когда проводник движется через магнитное поле. Правило правой руки Флеминга можно использовать, чтобы определить направление этого индуцированного тока.

Правило правой руки Флеминга

Правило правой руки Флеминга утверждает, что «если мы поместим большой, указательный и средний пальцы правой руки перпендикулярно друг другу, то большой палец укажет направление движения проводника по отношению к магнитному полю, при этом указательный палец будет указывать в направлении направления магнитного поля, а средний палец будет указывать в направлении наведенного тока».


Эксперимент с правилом правой руки Флеминга

Цель: Правило правой руки Флеминга помогает определить направление индуцированного тока в проводнике, если он перемещается в магнитном поле. Этот эксперимент должен понять направление индуцированного тока.

Правило правой руки Флеминга

Аппаратура: Неподвижный магнит и катушка, связанная с гальванометром, перемещаются в магнитном поле.

Эксперимент: Когда катушка перемещается под действием магнитного поля, гальванометр будет демонстрировать отклонение в основном из-за индукции тока. Когда катушка движется через магнитное поле только в одном направлении, гальванометр покажет отклонение.

Точно так же, когда катушка движется через магнитное поле, гальванометр снова покажет отклонение, теперь уже в противоположном направлении. Таким образом, меняется направление тока. Это направление индуцированного тока можно найти с помощью правила правой руки Флеминга.


Разница между правилом левой и правой руки Флеминга

[Щелкните здесь, чтобы просмотреть примеры вопросов]

Разница между правилом левой и правой руки Флеминга приведена ниже:

33 Правило левой руки Флеминга
Правило правой руки Флеминга
Правило левой руки Флеминга используется для работы электродвигателей Правило правой руки Флеминга используется для работы электрических генераторов.
Используется для определения направления движения электродвигателя. Используется для определения направления индукционного тока, когда проводник движется в магнитном поле.
Большой палец указывает направление усилия на проводнике. Большой палец указывает направление движения проводника.
Указательный палец указывает направление магнитного поля. Указательный палец указывает направление магнитного поля.
Средний палец обозначает направление тока. Средний палец обозначает направление индуцированного тока.


Что следует помнить

  • Правило левой руки Флеминга гласит, что когда проводник с током подвергается воздействию внешнего магнитного поля, он испытывает силу, перпендикулярную как магнитному полю, так и потоку тока.
  • Применение правила левой руки Флеминга заключается в определении направления силы, действующей на протон.
  • Он также используется для определения направления магнитного поля, действующего на электрон.
  • Правило левой руки Флеминга используется при работе электродвигателей.
  • Если расположить большой, средний и указательный пальцы левой руки перпендикулярно друг другу, то направление параметров, обозначаемых значком:
    • Большой палец – Магнитная сила
    • Указательный палец – Магнитное поле
    • Средний палец – текущий

Примеры вопросов

Вопросы. В чем разница между правилом левой руки Флеминга и правилом правой руки? [5 баллов]

Ответ . Различия между левым правилом Флемминга и правилом правого рук, как показано ниже:

. для работы электродвигателей
Правило Флеминга Правило используется при работе электрических генераторов
Используется для нахождения направления движения в электродвигателе Используется для нахождения направления индукционного тока при движении проводника в магнитном поле .
Большой палец указывает направление усилия на проводнике. Большой палец указывает направление движения проводника.
Указательный палец указывает направление магнитного поля. Указательный палец указывает направление магнитного поля.
Средний палец обозначает направление тока Средний палец обозначает направление индуцированного тока

Ques. Как запомнить правило левой руки Флеминга? [3 балла]

Ответ. Правило левой руки Флеминга можно запомнить по слову слева . Слово «левый» содержит букву «f», которая может обозначать силу. Усилие передается двигателем. Таким образом, вы можете вспомнить правило левой руки Флеминга.

  • Указательный палец: B
  • Указательный палец: I
  • Большой палец: F

Вопрос. Можем ли мы вычислить направление силы, действующей на протон, движущийся на восток, с направленным вниз магнитным полем, используя правило левой руки Флеминга? [3 балла]

Ответ . Поскольку протон движется на восток, ток также движется на восток.

Поскольку магнитное поле направлено вниз, сила направлена ​​на север.

В результате мы можем сказать, что сила действует в северном направлении.

Вопрос. Является ли источник магнитного поля аналогом источника электрического тока? [1 балл]

Отв.  Нет, потому что источником магнитного поля является не магнитный заряд, а источником электрического поля является электрический заряд.

Вопросы. Укажите принцип работы электродвигателей? [2 балла]

Ответ . Магнитный эффект электричества лежит в основе работы электродвигателя. Помещенный в магнитное поле проводник с током испытывает силу и вращается. Правило левой руки Флеминга можно использовать для вычисления направления вращения проводника.

Вопрос. Какова функция разрезного кольца в электродвигателе? [1 балл]

Ответ. В электродвигателе разрезное кольцо служит коллектором. После каждого полуоборота катушки коммутатор меняет направление тока, протекающего через нее. Катушка продолжает вращаться в том же направлении из-за изменения направления тока.

Вопросы. Можем ли мы определить направление магнитного поля, действующего на электрон, движущийся вверх, используя правило левой руки Флеминга? [2 балла]

Ответ.  Мы знаем, что электрон имеет отрицательный заряд. Когда электрон движется вверх, ток течет в противоположном направлении, вниз. Предполагается, что сила, действующая на электрон, направлена ​​на юг. В результате магнитное поле ориентировано на восток.

Вопросы. Определить угол между данным магнитным полем и силой, действующей на проводник с током. [1 балл]

Ответ. Согласно вопросу, угол между данным магнитным полем и силой, действующей на проводник с током, равен 90°.

Вопросы. Где используется правило правой руки Флеминга? [1 балл]

Ответ. Правило правой руки Флеминга используется для определения направления индукционного тока, когда проводник движется в магнитном поле.

Вопросы. Определите направление магнитного поля, предполагая, что электрон движется вертикально вверх и далее отклоняется в направлении на юг из-за однородного магнитного поля. [3 балла]

Ответ. Применив правило левой руки Флеминга, мы можем найти направление магнитного поля, действующего на электрон. Следовательно,

Мы знаем, что заряд электрона всегда отрицателен. Когда электрон движется вверх, направление тока противоположно; что просто означает, что направление тока становится нисходящим. Упоминается, что сила, действующая на электрон, направлена ​​на юг. Таким образом, направление магнитного поля направлено на восток.

Вопрос. Назовите правило, используемое для электрических генераторов. [1 балл]

Ответ. Правило правой руки Флеминга использовалось для электрических генераторов.


Также проверьте:

Электродвигатели без правила левой руки – e=mc2andallthat

Нет никаких сомнений в том, что учащиеся понимают, как работает электродвигатель , с трудом .

Далее следует подход, который аккуратно обходит необходимость применения правила левой руки Флеминга (FLHR), используя идею поле катапульты .

Поле катапульты — это изящная часть педагогики физики, которая, похоже, потеряла популярность в последние годы по какой-то неизвестной причине. Я надеюсь реабилитировать и предать гласности этот ценный подход, чтобы больше учителей могли попробовать эту электромагнитную «неизведанную дорогу».

(Кстати, если вы преподаете FLHR, мнемоника, показанная выше, не лучший способ запомнить ее: попробуйте вместо этого использовать этот подход.)

Магнитное поле, создаваемое длинным прямым проводником

Движущиеся электрические заряды создают магнитные поля. Когда ток течет по проводнику, он создает магнитное поле в виде ряда цилиндров, центрированных на проводе. Обычно это изображается на такой диаграмме:

Если мы представим, что смотрим вниз из точки, расположенной прямо над центром проводника (на что указывает бестелесный глаз), мы увидим такой вид в плане:

Мы используем соглашение «точка и крест» (где X представляет собой стрелку, направленную от нас, а точка представляет собой стрелку, направляющуюся к нам), чтобы легко представить трехмерную ситуацию в виде двухмерной диаграммы.

Направление силовых линий магнитного поля определяется с помощью правила захвата правой рукой.

Большой палец указывает в направлении течения. Линии поля «указывают» в том же направлении, что и пальцы на правой руке.

3D to 2D

Теперь давайте подумаем о взаимодействии между магнитным полем проводника с током и однородным магнитным полем, создаваемым парой магнитов.

На приведенных ниже диаграммах я попытался сделать переход между трехмерным и двухмерным представлением явным, что, как мне кажется, как преподаватели естественных наук, мы пропускаем слишком быстро — я считаю, что это еще один пример «проклятия знания».

Магнитное поле на магнитном поле

Если мы поместим проводник с током внутри магнитного поля, создаваемого постоянными магнитами, мы можем показать магнитные поля следующим образом:

Обратите внимание, что в области, заштрихованной зеленым цветом, оба набора силовых линий магнитного поля имеют одинаковое направление. Это приводит к более сильному магнитному полю здесь. Однако в области, заштрихованной розовым цветом, все наоборот, что приводит к более слабому магнитному полю в этой области.

Результирующее магнитное поле, создаваемое взаимодействием двух показанных выше магнитных полей, выглядит следующим образом.

Обратите внимание, что в областях, где магнитное поле сильное, силовые линии магнитного поля расположены близко друг к другу, а в областях, где оно слабое, силовые линии расположены далеко друг от друга.

Поле катапульты

Такое расположение линий магнитного поля, показанное выше, нестабильно и называется полем катапульты .

По сути, сгруппированные силовые линии будут выталкивать проводник из постоянного магнитного поля.

Позвольте мне на мгновение выразиться поэтично: как устрица образует переливчатую жемчужину вокруг раздражителя, так и постоянные магниты образуют поле катапульты, чтобы вытолкнуть нарушающий симметрию проводник с током.

Проводник толкается в направлении ослабленного магнитного поля. В весьма нестрогом смысле мы можем представить себе проводник, выталкиваемый из ослабленной «трещины», созданной в магнитном поле постоянных магнитов магнитным полем проводника с током…

Кроме того, сила, показанная зеленой стрелкой выше, имеет в точно такое же направление , как сила, предсказанная правилом левой руки Флеминга, но мы установили ее направление, используя только правило захвата правой рукой и рассмотрение взаимодействия между два магнитных поля.

Поле катапульты для электродвигателя

Во-первых, давайте убедимся, что учащиеся могут связать трехмерное расположение электродвигателя с двухмерной схемой.

Области, выделенные розовым цветом, показывают, где линии поля, вызванные током в проводнике (красные), направлены в противоположном направлении по отношению к линиям поля, создаваемым постоянным магнитом (фиолетовые). В этих областях фиолетовые силовые линии будут ослаблены, и из этого можно сделать ясный вывод, что левая сторона катушки будет испытывать направленную вверх силу, а правая сторона катушки будет испытывать направленную вниз силу. Как предполагалось (возможно, немного причудливо) выше, проводники вдавливаются в ослабленные «трещины», образовавшиеся в фиолетовых силовых линиях.

Поле катапульты для электродвигателя выглядело бы, пожалуй, так:

И, наконец…

С практической точки зрения, я бы не советовал полностью отказываться от правила левой руки Флеминга, но, надеюсь, идея катапультное поле добавляет еще одну тетиву к вашему педагогическому луку в том, что касается обучения электродвигателям (!)

Я, безусловно, нашел его полезным при обучении студентов, которые борются с применением правила левой руки Флеминга, и оно также полезно при ознакомлении с правилом предоставить понятное обоснование почему сила создается током в магнитном поле в первую очередь.

Поле катапульты — это «менее проторенный путь» с точки зрения обучения электромагнетизму, но тем не менее я призываю вас попробовать его. Это может — просто может — иметь значение.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Правило левой руки Флеминга и правило правой руки Флеминга

Физика — это область, полная интересных и практических концепций и теорий. Одна из этих практических теорий известна как правило левой руки Флеминга и правило правой руки Флеминга. Давайте узнаем, что это за правила!

Джон Амброуз Флеминг ввел правило левой руки Флеминга и правило правой руки Флеминга в конце 19-го века. Он назвал оба этих правила своим именем. Это своего рода основные правила, которые мы применяем в магнетизме и электромагнетизме.

Эти правила также помогают определить направление движения в электродвигателях и направление электрического тока в электрогенераторах. Вы всегда будете видеть связь между током, силой и магнитным полем в обоих этих правилах.

Однако вы должны знать, что эти правила не помогают определить величину. Они показывают только направление силы, тока и магнитного поля (три параметра). Эти параметры можно найти, только если известно направление двух других параметров.

Ниже мы подробно объясним правило левой руки Флеминга и правило правой руки Флеминга вместе с некоторыми примерами. Продолжай читать!

Что такое правило правой руки Флеминга?

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, в проводнике возникает электрический ток, когда он проходит через магнитное поле. Следовательно, правило правой руки Флеминга состоит в том, чтобы найти направление индуцируемого тока.

Правило правой руки Флеминга гласит:

«Если мы поместим средний, большой и указательный пальцы правой руки перпендикулярно друг другу, средний палец будет направлен в направлении индуцированного тока, большой палец будет направлен в сторону направление движения проводника относительно магнитного поля, а указательный палец направлен в сторону направления магнитного поля».

Что такое правило левой руки Флеминга?

Когда проводник с током внутри помещается в магнитное поле, на проводник действует сила, перпендикулярная направлению тока и полю. Следовательно, правило левой руки Флеминга может определить направление силы, действующей на проводник в этом внешнем магнитном поле.

Правило левой руки Флеминга гласит:

«Если мы поместим указательный, большой и средний пальцы левой руки перпендикулярно друг другу, то указательный палец будет направлен в направлении магнитного поля, большой палец будет направлен в сторону направления силы, которую испытывает проводник, а средний палец будет направлен в сторону направления электрического тока».

Разница между правилом левой и правой руки Флеминга

Теперь, когда мы рассмотрели правило левой руки Флеминга и правило правой руки Флеминга, пришло время пройтись по некоторым моментам, которые отличают эти два правила друг от друга. Вот и вы Go:

Правило Флеминга

Правило Флеминга 9107

. Это можно использовать для Electerly.

Это правило применяется только для электрогенераторов.

В основном это правило используется для определения направления движения электродвигателей.

В основном это правило используется для нахождения направления индукционного тока, когда проводник движется в магнитном поле.

В этом правиле большой палец представляет направление тяги проводника.

В этом правиле большой палец представляет направление движения дирижера.

Указательный или указательный палец показывает направление магнитного поля.

Указательный или указательный палец представляет направление магнитного поля.

Второй или средний палец представляет направление тока.

Средний или безымянный палец представляет направление индуцированного тока.


Изучив приведенный выше текст, вы, вероятно, уже знаете, что правило левой руки применимо только к двигателям, а правило правой руки применимо только к генераторам. Эти два правила — не более чем визуальная мнемоника. Визуальные мнемоники — это творческие вспомогательные средства памяти, такие как рифмы, изображения и аббревиатуры, чтобы запомнить и усвоить что-то в уме. Практически вы никогда не используете эти правила магнитного поля. Эти правила используются только как уловка, чтобы найти направление тока или тяги в магнитном поле.

Примеры правила левой и правой руки Флеминга

Пример 1 :

Если протон движется на восток и входит в однородное магнитное поле в нисходящем направлении, каково будет направление силы действует на этот протон?

Решение :

Направление силы, действующей на протон, можно найти с помощью правила левой руки Флеминга.

Мы знаем, что протон движется на восток; следовательно, движение тока также идет на восток, верно? Кроме того, направление магнитного поля — вниз, а направление силы — на север. При этом мы можем четко определить, что направление силы, действующей на протон, направлено на север.

Пример 2 :

Если электрон движется вертикально вверх, а затем отклоняется к югу однородным магнитным полем, каково будет направление магнитного поля?

Решение :

Мы можем найти направление магнитного поля на электроне, используя правило левой руки Флеминга.

Очевидно, что электрон имеет отрицательный заряд, верно? Когда электрон движется вверх, направление тока будет противоположным. Следовательно, направление тока будет нисходящим. Мы также знаем, что сила, действующая на электрон, действует в южном направлении. При этом направление магнитного поля будет на восток.

Пример 3 :

На изображении ниже, если ток I, протекающий по прямому проводнику с током, начинает уменьшаться, каково будет направление тока, индуцируемого в металлическом квадрате, расположенном справа от него. ?

Решение :

Учитывая правило правой руки, магнитное поле прямого провода направлено перпендикулярно плоскости прямоугольного контура, а магнитный поток провода убывает. Индуцированный ток останавливает это уменьшение магнитного потока в контуре. Индуцированный ток делает это, создавая новое магнитное поле в направлении магнитного поля провода. Теперь, снова учитывая правило правой руки, направление тока в петле этого внутреннего магнитного поля будет по часовой стрелке.

Заключительные слова

Правило левой руки Флеминга и правило правой руки просты. Мы надеемся, что этот пост помог вам легко понять основную концепцию правила Флеминга. Если у вас все еще есть какие-либо сомнения и путаница, вы всегда можете воспользоваться помощью наших высококвалифицированных и профессиональных преподавателей, чтобы прояснить свои концепции. Ваш частный репетитор на расстоянии одного клика!

Часто задаваемые вопросы

Что такое правило правой руки Флеминга?

Правило правой руки Флеминга гласит: если мы поместим средний, большой и указательный пальцы правой руки перпендикулярно друг другу, средний палец будет направлен в направлении индуцированного тока, а большой палец будет направлен в направлении индуцированного тока. движение проводника относительно магнитного поля, а указательный палец направлен в сторону направления магнитного поля.

Что такое правило левой руки Флеминга?

Правило левой руки Флеминга гласит, что если мы поместим указательный, большой и средний пальцы левой руки перпендикулярно друг другу, то указательный палец будет направлен в направлении магнитного поля, большой палец будет направлен в сторону магнитного поля. направление силы, которую испытывает проводник, а средний палец будет направлен в сторону направления электрического тока.

Какое правило специально для электродвигателей?

Правило левой руки Флеминга специально используется для электродвигателей.

Почему мы используем правило правой руки Флеминга?

Мы используем правило правой руки Флеминга, чтобы найти направление тока, индуцируемого, когда проводник движется в магнитном поле.

Какое правило относится конкретно к электрогенераторам?

Правило правой руки Флеминга специально для электрических генераторов.

Найдите лучших репетиторов в вашем районе


Найдите репетитора

Правило большого пальца левой руки Флеминга, используемое для онлайн-обучения

  »   Важный вопрос   »   Правило левой руки Флеминга

Правило левого большого пальца Флеминга. Направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, определяется с помощью правила левой руки Флеминга.

Автор: Ахил Гаур

Опубликовано 28 июля 2022 г.

Оставить комментарий к правилу Флеминга для большого пальца левой руки, используемому для

Содержание

Правило левой руки Флеминга

Правило большого пальца левой руки Флеминга: Когда проводник с током подвергается воздействию внешнего магнитного поля, на него действует сила, перпендикулярная как полю, так и направлению текущий поток. Направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, определяется по правилу левой руки Флеминга.

Правило левой руки Флеминга используется для

Согласно правилу левой руки Флеминга, если мы расположим большой, указательный и средний пальцы левой руки перпендикулярно друг другу, большой палец указывает направление силы, действующей на проводник. , указательный палец в направлении магнитного поля, а средний палец в направлении электрического тока.

Вопросы по правилу левой руки Флеминга

Работа электродвигателя — одно из наиболее типичных и известных применений правила левой руки Флеминга. Давайте посмотрим, как работает электродвигатель:

  • Когда по проводнику проходит электрический ток, вокруг проводника образуется цилиндрическое магнитное поле. Магнитное поле и электромагнитное поле взаимодействуют, когда внешнее магнитное поле приближается к проводнику с током.
  • В результате взаимодействия тока и магнитного поля возникнет физическая сила.
  • Мы применяем это правило для определения направления силы. Большой палец нашей левой руки будет указывать в направлении силы, если средний палец нашей левой руки представляет направление тока, а указательный палец представляет направление внешнего магнитного поля.
  • В обычном электродвигателе постоянного тока электромагнитное поле взаимодействует с магнитным полем постоянных магнитов, что приводит к возникновению физической силы.
  • Используя это правило, мы можем определить направление этой силы и направление движения двигателя.
  • Его можно использовать для более легкого понимания движения любого из множества различных типов электродвигателей.

 

Разница в правилах левой и правой руки Флеминга

На проводник с током действует сила всякий раз, когда он входит в контакт с магнитным полем. Правило левой руки Флеминга (также известное как «правило левой руки Флеминга для двигателей») можно использовать для определения направления этой силы. Направление движения электродвигателя определяется этим законом.

Аналогично, если проводник силой втянуть в магнитное поле, по нему потечет индуцированный ток. Для определения направления этой силы можно использовать правило правой руки Флеминга. В электрическом генераторе этот закон используется для определения направления индукционного тока.

Оба закона или правила были даны Джоном Эмброузом.

Правило левой руки Флеминга применяется к

  • Правило левой и правой руки Флеминга было создано Джоном Амброузом Флемингом в конце 1800-х годов.
  • Когда направление магнитного поля и направление тока известны, правило левой руки Флеминга является простым и точным подходом к определению направления силы/движения проводника в электродвигателе.
  • Большой, указательный и средний пальцы левой руки вытянуты перпендикулярно друг другу следующим образом:
    1. Тяга (или усилие) на проводник указывается большим пальцем.
    2. Направление магнитного поля показано указательным пальцем.

Правило левой руки Флеминга используется для нахождения направления

  • Направление тока указывается центральным (средним) пальцем.
  • В электродвигателе правило левой руки используется для обозначения направления движения.
  • Существует связь между магнитным полем, током и силой как в правилах левой, так и в правой руки Флеминга. Правило левой руки Флеминга и правило правой руки Флеминга соответственно определяют направление этой зависимости.
  • Когда направление двух других параметров (магнитного поля, тока и силы) известно, эти правила показывают направление любого из трех параметров (магнитного поля, тока и силы).
  • Правило левой руки в основном применяется к электродвигателям, а правило правой руки — к электрическим генераторам.

Связанный пост:

  • Атомная масса и вес хлора в килограммах
  • Штаты и столицы Индии 2022
  • Разница состояний кислоты и основания
  • Реакция смещения – определение с примерами для класса 10
  • Что такое стандартный меридиан Индии?
  • Список формул интегрирования и PDF для класса 12
  • Периметр треугольника – формула, определение, примеры
  • Площадь параллелограмма – формула, определение, примеры
  • Uidai. Gov.In For Aadhar — новая регистрация, обновление, загрузка

Правило левой руки Флеминга: часто задаваемые вопросы

В. Для чего используется правило левой руки Флеминга?

Ответ. На проводник с током действует сила, перпендикулярная как полю, так и направлению тока, когда он подвергается воздействию внешнего магнитного поля. Правило левой руки Флеминга используется для определения направления силы, действующей на проводник с током в магнитном поле.

В. Укажите правило левой руки Флеминга.

Ответ. Согласно правилу левой руки Флеминга, если мы поместим большой, указательный и средний пальцы левой руки перпендикулярно друг другу, большой палец будет направлен в сторону магнитной силы, указательный — в сторону магнитного поля, а средний палец — в сторону магнитного поля. текущее направление.

В. Сформулируйте правило правой руки Флеминга.

Ответ. Согласно правилу правой руки Флеминга, если мы поместим большой, указательный и средний пальцы правой руки перпендикулярно друг другу, большой палец будет направлен в сторону магнитной силы, указательный палец будет направлен в сторону магнитного поля, а средний палец будет направлен в сторону магнитного поля. текущее направление.

В. Для чего используются разные пальцы в правиле левой руки Флеминга?

Ответ. Большой, указательный и средний пальцы левой руки вытянуты перпендикулярно друг другу следующим образом, т. к. Упор (или усилие) на проводник обозначается большим пальцем; Направление магнитного поля показано указательным пальцем; Направление тока указывается центральным (средним) пальцем.

Делиться заботой!

15
акций

Posted byAkhil Gaur Posted inВажный вопросTags: Флеминг, правило левой руки Флеминга, правило левой руки Флеминга используется для, правило левой руки Флеминга, правило левой руки Флеминга используется для нахождения направления , левая рука, правило

Спасибо, ваши данные отправлены, мы свяжемся с вами.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.