Презентация по физике на тему » решение задач на правило буравчика, правой и левой руки!(8 класс)

Сила Ампера: варианты расчета

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

Рассчитывается элементарная сила Ампера по формуле:

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

Рассчитывается также сила Ампера по формуле:

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

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

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

Показатель измеряется в ньютонах (условное обозначение – Н) или

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

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

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).

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.

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.

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.

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.

Опыт Эрстеда

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)

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):

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.

Применение правила буравчика

 правило гласит

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

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

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

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

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

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

Различают исключительные случаи использования правила правой руки для вычисления:

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

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

Постоянные магниты

Как же тогда с магнитами? Откуда в них магнитное поле, ведь в них нет направленного движения частиц? Все просто. В них магнитное поле создается зарядами частиц. Как известно, любой материал состоит из положительно и отрицательно заряженных частиц. В некоторых материалах частицы можно расположить так, чтобы положительные были сконцентрированы с одной стороны, отрицательные — с другой. Эти «две стороны» называют полюсами магнита. Отрицательный — северный, обозначается латинской буквой N и закрашивается обычно синим цветом, положительный называют «южный» и обозначается S, закрашивается в красный цвет.

Постоянные магниты и их виды

Причем, стоит помнить, что однополюсных магнитов не бывает. Всегда есть два полюса. Если есть у вас большой магнит, его можно распилить пополам. И вы получите два магнита меньшего размера с двумя полюсами. Если распилите их — получите еще более мелкие двухполюсные магнитики.

Постоянные магниты можно сделать далеко не из всех материалов. Для этих целей подходят всего три вещества: железо (Fe), никель (Ni) и кобальт (Co). Если их выдержать в магнитном поле, частицы «рассортируются» по полюсам, материал станет магнитом. Но не все будут долго сохранять эти свойства. По способности удерживать магнитные свойства, материалы разделают на магнитомягкие и магнитотвердые материалы. Первые быстро намагничиваются, но и быстро теряют свои свойства. К таким относится железо (не обработанное). Магнитотвердый материал — например, сталь — в магнитном поле надо выдерживать долго. Зато после «выдержки» он становится магнитом на значительный промежуток времени. Можете поэкспериментировать со стальными скрепками.

Что такое магнитное поле

Приближая магниты друг к другу, на некотором расстоянии вы начнете ощущать, как они притягиваются или отталкиваются. Чем ближе подносите, тем сильнее они взаимодействуют. Все потому, что вокруг них существует магнитное поле. И чем ближе к магниту, тем поле сильнее.  Причем выглядит это поле как округлые линии, которые выходят из северного полюса и «заходят» в южный.

Магнитное поле можно представить в виде линий

Почему так решили? А потому что можно эти линии увидеть «вживую». Для этого надо провести эксперимент. На лист фанеры положить магнит, насыпать вокруг мелких металлических опилок и лист фанеры немного потрусить. Металлические опилки расположатся именно так, как показано на рисунке ниже справа

Обратите внимание — чем ближе к магниту, тем опилок больше, чем дальше — тем меньше. Это потому что магнитное поле ослабевает по мере удаления

Экспериментальное подтверждение: смотрим на магнитное поле и на взаимодействие полюсов

Опилки помогут понять и правила притяжения или отталкивания полюсов. На левом рисунке мы видим что происходит, если приблизить два противоположных полюса. Они притягиваются. Причем когда процесс завершится, картинка будет один в один как та, что справа. Как видите, они даже немного похожи.

Если поднести поближе два одноименных полюса — юг-юг или север-север — они будут отталкиваться. Это демонстрирует средний рисунок. И чем ближе их подносите, тем сильнее будет ощущаться противодействие.

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:

https://youtube.com/watch?v=vyYK9otQsTw

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

Примечания

Математические детали общего понятия ориентации базиса, о котором здесь идёт речь — см. в статье Ориентация.

Под определением направления здесь везде имеется в виду выбор одного из двух противоположных направлений (выбор между всего двумя противоположными векторами), то есть сводится к выбору положительного направления.

Это означает, что другие правила могут быть также удобны в любом количестве, но их использование не является необходимым.

Это означает, что при желании можно пользоваться и противоположным правилом, и иногда это может быть даже удобно.

Понятие правого и левого базиса распространяются не только на ортонормированные, но на любые трехмерные базисы (то есть и на косоугольные декартовы координаты тоже), однако мы для простоты ограничимся здесь случаем ортонормированных базисов (прямоугольных декартовых координат с равным масштабом по осям).

Можно проверить, что в целом это действительно так, исходя из элементарного определения векторного произведения: Векторное произведение есть вектор, перпендикулярный обоим векторам-сомножителям, а по величине (длине) равный площади параллелограмма. То же, какой из двух возможных векторов, перпендикулярных двум заданным, выбрать — и есть предмет основного текста, правило, позволяющее это сделать и дополняющее приведённое здесь определение, указано там.

Левая резьба применяется в современной технике только тогда, когда применение правой резьбы привело бы к опасности самопроизвольного развинчивания под влиянием постоянного вращения данной детали в одном направлении — например, левая резьба применяется на левом конце оси велосипедного колеса

Помимо этого, левая резьба применяется в редукторах и баллонах для горючих газов, чтобы исключить подсоединение к кислородному баллону редуктора для горючего газа.

В том числе они могут быть в своих случаях и более удобными, чем общее правило, и даже иногда сформулированы достаточно органично, чтобы особенно легко запоминаться; что, правда, по-видимому, всё же не делает запоминание их всех более лёгким, чем запоминание всего одного общего правила.

Даже если мы имеем дело с достаточно асимметричным (и асимметрично расположенным относительно оси вращения) телом, так что коэффициентом пропорциональности между угловой скоростью и моментом импульса служит тензор инерции, несводимый к численному коэффициенту, и вектор момента импульса тогда вообще говоря не параллелен вектору угловой скорости, тем не менее правило работает в том смысле, что направление указывается приблизительно, но этого достаточно, чтобы сделать выбор между двумя противоположными направлениями.

Строго говоря, при этом сопоставлении есть ещё постоянный коэффициент 2, но в данной теме это не важно, так как речь идет сейчас только о направлении вектора, а не о его величине.

Не обязательное требование.

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:

Наверняка вы не знаете:

• Зависимость сопротивления проводника от температуры
• Как стать электриком
• Что такое фаза, ноль и земля
• Тесты по электротехнике

Проверочная работа по теме «Правило левой руки»

Правило левой руки.

ВАРИАНТ 1.

1. Магнитная стрелка установлена перпендикулярно плоскости рисунка южным полюсом на читателя. Линейный проводник закрепили перпендикулярно магнитной стрелке и собрали электрическую цепь, представленную на рисунке. При замыкании ключа магнитная стрелка

 1) останется на месте    2) повернётся на 180^о  

 3) повернётся на 90^о и установится параллельно проводнику южным полюсом слева  

 4) повернётся на 90^о и установится параллельно проводнику северным полюсом слева

2. По проводнику протекает электрический ток (график зависимости силы тока от времени представлен на рисунке). Магнитное поле вокруг проводника не возникает  

 1) только в интервале времени от 0 до t₁  

 2) только в интервале времени от t₁ до t₂  

 3) только в интервале времени от t₂ до t₃  

 4) в интервале времени от t₁ до t₃

3. На рисунке изображён проводник с током, помещенный в магнитное поле. Стрелка указывает направление тока в проводнике. Вектор магнитной индукции направлен перпендикулярно плоскости рисунка от нас. Как направлена сила, действующая на проводник с током?  

 1) вправо →    2) влево ←   3) вниз ↓    4) вверх ↑

4. В магнитное поле, созданное сильными постоянными магнитами, влетает пучок электронов, скорость которых направлена горизонтально (см. рисунок). Как направлена сила, действующая на электроны?

 1) влево    2) вправо  

 3) за плоскость чертежа (от нас)   

4) из-за плоскости чертежа (на нас)

5. В однородном магнитном поле, вектор магнитной индукции которого параллелен плоскости чертежа, на проводник с током, расположенный перпендикулярно плоскости чертежа (см. рисунок), действует сила, направленная  

 1) вправо →    2) влево ←    3) вверх ↑    4) вниз ↓

6. В однородном магнитном поле, вектор магнитной индукции которого направлен перпендикулярно рисунку от наблюдателя, находится электрическая цепь, состоящая из прямолинейных проводников. В какую сторону направлена сила, действующая со стороны магнитного поля на проводник 3–4?  

 1) вертикально вниз ↓   2) вертикально вверх ↑  

 3) горизонтально влево ←  4) горизонтально вправо →

7.  Между полюсами постоянного магнита помещен проводник с током, направление которого показано на рисунке. По какой из стрелок: 1, 2, 3 или 4 — будет направлена сила, действующая на проводник с током?  

 1) 1    2) 2   

3) 3    4) 4

8. Электрическая схема содержит источник тока, проводник АВ, ключ и реостат. Проводник АВ помещён между полюсами постоянного магнита
(см. рисунок). Используя рисунок, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.  

 1)   При замкнутом ключе проводник будет выталкиваться из области магнита вправо.  

2) В области расположения проводника АВ магнитное поле направлено вертикально вверх.  

 3) Электрический ток в проводнике АВ создаёт однородное магнитное поле.  

 4) При перемещении ползунка реостата вправо сила Ампера, действующая на проводник АВ, увеличится

 5) При замкнутом ключе электрический ток в проводнике имеет направление от точки В к точке А.  

9. На рисунке изображен проводник с током, помещённый в магнитное поле. Стрелка указывает направление тока в проводнике. Вектор магнитной индукции направлен перпендикулярно плоскости рисунка к нам. Как направлена сила, действующая на проводник с током?   

 1) вправо →    2) влево ←    3) вниз ↓    4) вверх ↑

10. В вертикальном однородном магнитном поле на горизонтальных проводящих рельсах перпендикулярно им расположен горизонтальный стальной брусок (см. рис.). Модуль вектора магнитной индукции равен 0,1 Тл. Какой минимальный ток необходимо пропустить через брусок, чтобы сдвинуть его с места? Расстояние между рельсами 15 см, масса бруска 300 г, коэффициент трения скольжения между бруском и рельсами 0,2.

15. Сила Ампера

Сила Ампера определяет силу ∆F с которой внешнее магнитное поле действует на элемент проводника ∆Lс током I

, где B индукция внешнего магнитного поля

Направление (правило левой руки) : Если индукция магнитного поля входит в ладонь, то 4 вытянутых пальца расположены по направлению тока, то большой палец укажет на направление силы Ампера.

[Тл]-это магнитная индукция такого однородного поля, которая действует с силой 1 Н на каждый 1 м проводника перпендикулярно вектору B.

16. Закон Био-Савара-Лапласа

физический закон для определения вектора индукции магнитного поля, порождаемого постояннымэлектрическим током. Был установлен экспериментально в 1820 году Био и Саваром и сформулирован в общем виде Лапласом. Лаплас показал также, что с помощью этого закона можно вычислить магнитное поле движущегося точечного заряда (считая движение одной заряженной частицы током).

17. Магнитное поле проводника с током и кругового тока. Магнитный момент витка с током.

Элемент проводника с током с токомI создает вокруг себя магнитное поле с индукцией B

Mагнитное поле кругового тока

18. Действие магнитного поля на движущийся заряд Сила Лоренца.

Сила, с которой внешнее магнитное поле действует на движущийся в ней заряд.

Fл =QVB sin α (Q-заряд; V-скорость; α-угол между V и В)

Направление силы Лоренца определяют по правилу левой руки. Если индукция В входит в ладонь, 4 вытянутых пальца расп. по направлению движения частицы, то отогнутый большой палец укажет направление силы Лоренца. =>сила Лоренца перпендикулярна перемещению.

Fл-работы не совершает, => не изменяет кинетическую энергию. т.е. не изменяет величину V. Fл изменяет только направление V.

Частица будет двигаться по спирали.

19. Закон полного тока для магнитного поля в вакууме (теорема о циркуляции вектора магнитной индукции)

Циркуляция вектора магнитной индукции по произвольно замкнутому контуру L:

Теорема: Циркуляция вектора B по произвольно замкнутому контуру L, равна произведению на алгебраическую сумму токов охватываемым контуромL.

Каждый ток учитывается столько раз , сколько раз он охватывается контуром L.

Ток называется положительным, если он совпадает с поступательным движением правого винта при его вращении по направлению контура L.

B=– для вакуума

20. Магнитный поток. Теорема Остроградского-Гаусса

Магнитный поток – поток вектора В через поверхность S. Определяется как скалярное произведение BS.

Теорема. Поток вектора В через любую замкнутую поверхность равен нулю:

21.Работа перемещения проводника и контура с током в магнитном поле.

М.п. совершает работу по перемещению проводника с током (т.к. на него действует сила Ампера). Под действием силы F проводник передвинется параллельно самому себе на отрезок dx из положения 1 в положение 2

Работа по перемещению проводника с током: (где dФ приращение магнитного потока через контур)

Работа по перемещению плоского контура с током: A=I()

Получили, что поле внутри соленоида однородно. — Студопедия

3).Важное значение для практики имеет также магнитное поле тороида – кольцевой катушки, витки которой намотаны на сердечник, имеющий форму тора. Магнитное поле сосредоточено внутри тороида, вне его поле отсутствует. Тороид можно рассматривать как достаточно длинный соленоид свитый в кольцо и для расчета напряженности магнитного поля тороида пользоваться формулой (10.2):

В= μ_onI/l = μ_onI/(2πr). (10.3)

Причем длину тороида l следует считать по средней линии, пренебрегая небольшим различием между внешней и внутренней окружностями кольца.

Сила Ампера.

Сила Ампера это та сила, с которой магнитное поле действует на проводник, с током помещённый в это поле. Величину этой силы можно определить с помощью закона Ампера. В этом законе определяется бесконечно малая сила для бесконечно малого участка проводника. Что дает возможность применять этот закон для проводников различной формы.

 

 

Формула 1 — Закон Ампера

B индукция магнитного поля, в котором находится проводник с током

I сила тока в проводнике

dl бесконечно малый элемент длинны проводника с током

альфа угол между индукцией внешнего магнитного поля и направлением тока в проводнике

Направление силы Ампера находится по правилу левой руки. Формулировка этого правила, звучит так. Когда левая рука расположена таким образом, что лини магнитной индукции внешнего поля входят в ладонь, а четыре вытянутых пальца указывают направление движения тока в проводнике, при этом отогнутый под прямым углом большой палец будет указывать направление силы, которая действует на элемент проводника.

Рисунок 1 — правило левой руки

 

Некоторые проблемы возникают, при использовании правила левой руки, в случае если угол между индукцией поля и током маленький. Трудно определить, где должна находиться открытая ладонь. Поэтому для простоты применения этого правила, можно ладонь располагать так, чтобы в нее входил не сам вектор магнитной индукции, а его модуль.

Из закона Ампера следует, что сила Ампера будет равна нулю, если угол между линией магнитной индукции поля и током будет равен нулю. То есть проводник будет располагаться вдоль такой линии. И сила Ампера будет иметь максимально возможное значение для этой системы, если угол будут составлять 90 градусов. То есть ток будет перпендикулярен линии магнитной индукции.

С помощью закона Ампера можно найти силу, действующую в системе из двух проводников. Представим себе два бесконечно длинных проводника, которые находятся на расстоянии друг от друга. По этим проводникам протекают токи. Силу, действующую со стороны поля создаваемого проводником с током номер один на проводник номер два можно представить в виде.

 

Закон Био–Савара–Лапласа. Принцип суперпозиции в магнетизме

Био и Савар провели в 1820 г. исследование магнитных полей токов различной формы. Они установили, что магнитная индукция во всех случаях пропорциональна силе тока, создающего магнитное поле. Лаплас проанализировал экспериментальные данные, полученные Био и Саваром, и нашел, что магнитное поле тока I любой конфигурации может быть вычислено как векторная сумма (суперпозиция) полей, создаваемых отдельными элементарными участками тока.

Д лина каждого участка тока настолько мала, что его можно считать прямым отрезком, расстояние от которого до точки наблюдения много больше . Удобно ввести понятие элемента тока где направление вектора совпадает с направлением токаI, а его модуль равен (рис. 6).

Для индукции магнитного поля , создаваемого элементом тока в точке, находящейся на расстоянииr от него (рис. 6), Лаплас вывел формулу, справедливую для вакуума:

. (1.1)

Формула закона Био–Савара–Лапласа (1.1) написана в системе СИ, в которой постоянная называется магнитной постоянной.

Уже отмечалось, что в магнетизме, как и в электричестве, имеет место принцип суперпозиции полей, т. е. индукция магнитного поля, создаваемого системой токов, в данной точке пространства равна векторной сумме индукций магнитных полей, создаваемых в этой точке каждым из токов в отдельности:

(1.2)

Н а рис. 7 приведен пример построения вектора магнитной индукции в поле двух параллельных и противоположных по направлению токов и :

1.3. Применение закона Био–Савара–Лапласа. Магнитное поле прямого тока

Рассмотрим отрезок прямого тока. Элемент тока создает магнитное поле, индукция которого в точке А (рис. 8) по закону Био–Савара–Лапласа находится по формуле:

, (1.3)

где – угол между направлением тока и вектором , характеризующим положение точкиА относительно

На рис. 9 представлен фрагмент рис. 8. Опустив перпендикуляр из точки С на сторону ОА, получим два прямоугольных треугольника. Из треугольника ODCследует, что СD = , а из треугольникаCDA следует, что CD= .

Учитывая, что и бесконечно малые величины, получим

. (1.4)

После подстановки (1.4) в (1.3) получим:

.

Из рис. 8 следует, что , гдеb – расстояние от прямого тока до рассматриваемой точки А. Следовательно,

.

По принципу суперпозиции . В точкеА все от различных элементов отрезка прямого тока имеют одинаковое направление. Величина магнитной индукции в точкеА равна алгебраической сумме от всех элементов прямого тока:

I

.

Т аким образом, для индукции магнитного поля отрезка прямого тока конечной длины (рис. 10) получаем формулу

. (1.5)

В случае бесконечно длинного прямого проводника с током , . Следовательно, Отсюда следует, что индукция магнитного поля бесконечно длинного прямогопроводника с током находится по формуле

. (1.6)

1.4. Применение закона Био–Савара–Лапласа. Магнитное поле кругового тока

Рассмотрим проводник в форме окружности радиуса R, по которому протекает ток I (рис. 11). Разобьем круговой ток на элементы тока , каждый из которых создает в центре кругового тока (точкаО) магнитное поле . По закону Био–Савара–Лапласа (1.1), с учетом, что , магнитная индукция, создаваемая элементом тока в точкеО, определяется формулой

.

П о принципу суперпозиции . В точкеО все от разных элементов кругового тока имеют одинаковое направление. Следовательно,

.

Таким образом, для индукции магнитного поля в центре кругового тока получаем

. (1.7)

Рассмотрим магнитное поле, создаваемое круговым током в других точках на оси z (рис. 12).

Л

z

юбая пара равных по величине элементов тока ( ), расположенная симметрично относительно осиz, создает в точках на оси магнитное поле: ( ). Вектор в соответствии с законом Био–Савара–Лапласа направлен перпендикулярно плоскости, содержащей вектора и . Вектор направлен перпендикулярно плоскости, содержащей вектора и . Вектора и образуют ромб, диагональ которого представляет вектор , направленный вдоль осиОz.

Как следует из рис. 12,

.

Учитывая, что , по закону Био–Савара–Лапласа

.

Так как , , получаем

.

По принципу суперпозиции результирующий вектор также направлен вдоль осиz, поэтому

.

Окончательное выражение для индукции в точках на оси кругового тока имеет вид

.

Сила действующая на прямолинейный проводник с током

Т.к. ток в проводниках представляет собой направленное движение зарядов, то если поместить такой проводник в магнитное поле, то со стороны магнитного поля на заряды проводника будут действовать силы, а значит будут действовать силы и на проводник с током. Эти силы называются ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ или СИЛАМИ АМПЕРА.

Направление действия этих сил можно определить по правилу левой руки: Левую руку располагают так, чтобы линии индукции входили в ладонь, 4 вытянутых вперед пальца указывали на направление тока в проводнике, тогда отогнутый на 90 градусов большой палец будет указывать на направление действия силы Ампера.

Выясним, отчего зависит сила Ампера

угол между линиями индукции магнитного поля и вектором тока в проводнике.
4) В

— формула расчета силы Ампера.

Индукция магнитного поля (В) является силовой характеристикой магнитного

поля, т.к. она численно равна силе, действующей со стороны магнитного поля на проводник длиной в 1_М с током в 1А при условии, если проводник располагается перпендикулярно линиям индукции.

Индукция магнитного поля — величина векторная. Вектор индукции магнитного поля направлен по касательной к линиям индукции и в ту же сторону. При графическом изображении магнитных полей густота линий индукции и величина индукции магнитного поля находятся в прямой пропорциональной зависимости.

Единицей измерения индукции магнитного поля в «СИ».

1Тесла – индукция магнитного поля, в котором на проводник длиной 1метр с током в 1 А действует сила 1 Н.

Проводник располагается перпендикулярно линиям индукции.

7.Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле. Магнитный поток.

— магнитный поток

Если по замкнутому контуру цепи идет ток и при этом магнитный поток, пронизывающий контур цепи изменяется, то совершается работа, в результате которой энергия электрического поля превращается в механическую, по такому принципу работают электродвигатели.

— формула расчета магнитного потока.

— угол, между линиями индукции магнитного поля и перпендикуляром к площадке

1Вебер – магнитный поток сквозь поверхность площади в 1м с индукцией поля в 1 Тл при условии перпендикулярного расположения контура к линиям индукции.

8. Магнитное поле, создаваемое проводниками с током различной формы.

1) — формула расчета индукции магнитного поля, создаваемого прямолинейным проводником с током.

2) -формула расчета индукции магнитного поля по центру кругового тока.

3) — формула расчета индукции магнитного поля на осевой линии катушки.

9. Напряженность магнитного поля.

Магнитное поле атома вещества складывается из магнитного поля электронов, вращающихся вокруг ядра, спинового магнитного поля электронов, это поле возникает вследствии вращения электронов вокруг своей оси, а также магнитного поля ядра атома. В результате сложения эти

магнитные поля могут друг друга усиливать и тогда и у атома появляется собственное магнитное поле, которое называется магнитным полем микротоков атома. Результат сложения может давать 0.

В таком случае атом не имеет собственного магнитного поля. Парамагнитные вещества состоят из атомов, которые имеют собственное магнитное поле. Если поместить проводник с током в какое-либо вещество, то магнитное поле макротока проводника начинает оказывать силовое действие на магнитные поля микротоков атомов окружающей среды. И в результате у парамагнетиков магнитное поле макротоков и магнитные поля микротоков по направлению будут совпадать и друг друга усиливать и результирующее поле усилится. У диамагнитных веществ магнитные поля макротоков и наведенные магнитные поля атомов микротоков направлены в противоположную сторону и результирующее поле ослабевает (уменьшается).

Атомы окружающей среды могут усиливать или ослабевать магнитное поле макротока проводника. Индукция магнитного поля В является силовой характеристикой результирующего магнитного поля макротока проводника и микротоков атомов окружающей среды ( ). Напряженность (Н) является силовой характеристикой магнитного поля, создаваемого макротоком проводника и от окружающей среды не зависит.

— формула, устанавливающая связь между напряженностью магнитного поля (Н) и индукцией (В).

Магнитное взаимодействие

Французский физик Андре-Мари Ампер в 1820 г. обнаружил, что два проводника, по которым пропущен электрический ток, расположенные параллельно друг другу, притягиваются, если направления токов совпадают, и отталкиваются, если токи направлены в разные стороны. Ампер назвал этот эффект электродинамическим взаимодействием.

Рис. 1. Опыт Ампера по взаимодействию токов в параллельных проводниках.

Для объяснения этого явления Ампер ввел понятие магнитного поля, которое возникает вокруг любого движущегося электрического заряда. Магнитное поле непрерывно в пространстве и проявляет себя, оказывая силовое воздействие на другие движущиеся электрические заряды.

Предшественники Ампера пытались построить теорию магнитного поля по аналогии с электрическим полем с помощью магнитных зарядов с разными знаками (северным N и южным S). Однако, эксперименты показали, что отдельных магнитных зарядов в природе не существует. Магнитное поле возникает только в результате движения электрических зарядов.

Сила магнитного взаимодействия

Сила, действующая на проводник с током со стороны магнитного поля, была названа в честь первооткрывателя — силой Ампера. Эксперименты показали, что модуль силы Ампера F пропорционален длине проводника L и зависит от пространственного положения проводника в магнитном поле.

Для количественного описания действия магнитного поля на проводник с током была введена величина, названная магнитной индукцией B. Тогда сила Ампера будет равна:

где I — сила тока. Эта формула справедлива при вычислении модуля максимального значения силы Ампера, действующей на прямолинейный проводник в магнитном поле, вектор магнитного поля B направлен под 90 0 к вектору тока I.

Правило левой руки

Для определения направления вектора силы Ампера применяется “правило левой руки”.

Рис. 2. Правило левой руки для определения направления силы Ампера.

Левая рука располагается так, чтобы пальцы ладони (все кроме большого) указывали направление тока в проводнике. Затем плоскость ладони устанавливается перпендикулярно плоскости, в которой находятся проводник с током и вектор магнитной индукции B. Вектор B должен входить в ладонь. Тогда большой палец левой руки, развернутый под прямым углом, укажет направление силы Ампера.

Единица измерения индукции

Единица индукции в системе СИ определяется как индукция такого магнитного поля, в котором на 1 м проводника при силе тока действует сила Ампера величиной 1 Н. Единица называется тесла (Тл).

Единица индукции названа в честь выдающегося сербского инженера, физика Николы Тесла (1856-1943 г.г.). Тесла изобрел электромеханические генераторы, высокочастотный трансформатор. Исследовал свойства токов высокой частоты, изобрел многофазный электродвигатель и системы передачи электроэнергии с помощью переменного тока. Тесла сформулировал основные принципы радиосвязи, изобрел мачтовую антенну для приемки и передачи радиосигналов.

Рис. 3. Портрет Никола Тесла.

Что мы узнали?

Итак, мы узнали что на проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует сила Ампера. В статье рассказано кратко о действии магнитного поля на проводник с током. Дано определение понятия магнитной индукции. Приведены формулы для вычисления силы Ампера. Для определения направления силы Ампера дано описание “правила левой руки”.

Линии магнитной индукции представляют собой концентрические окружности с центром на проводнике

Круговой ток

Направление вектора магнитной индукции связано с направлением ток в контуре правилом правого винта

Постоянный магнит — изделие различной формы из магнитотвёрдого материала с высокой остаточной магнитной индукцией, сохраняющее состояние намагниченности в течение длительного времени. Постоянные магниты применяются в качестве автономных (не потребляющих энергии) источников магнитного поля.

Магни́тная инду́кция — векторная величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля (его действия на заряженные частицы) в данной точке пространства. Определяет, с какой силой магнитное поле действует на заряд , движущийся со скоростью , т.е. действие магнита на объект без механического вмешательства.

43.При помещении провода с током в магнитное поле действующая на носители тока магнитная сила передается проводу. Получим выражение для магнитной силы, действующей на элементарный отрезок провода длиной dl в магнитном поле с индукцией В.

Обозначим заряд одного носителя q₁, концентрацию носителей n , скорость упорядоченного движения носителей u , скорость хаотического движения v. Магнитная сила, действующая на один носитель

, (4.2.1)

Ее среднее значение равно

.

Здесь , так как все направления скорости хаотического движения равновероятны.

Пусть площадь сечения провода S , тогда объем отрезка провода равен Sdl и общее число носителей nSdl. Суммарная магнитная сила, действующая на элементарный отрезок провода, равна

.

Здесь плотность тока.

Величина плотности тока j связана с силой тока I и площадью сечения S: j=I/S . Введем вектор элемента длины проводника dl , сонаправленный с вектором плотности тока j, тогда jSdl=Idl и для магнитной силы, действующей на элемент тока, получаем

. (4.2.2)

Это соотношение было получено экспериментально Ампером и называется законом Ампера. Исторически оно было получено раньше, чем выражение для магнитной части силы Лоренца. В действительности, Лоренц получил выражение для магнитной силы, основываясь на законе Ампера.

Для прямого отрезка провода с током I, помещенного в однородное магнитное поле B, сила Ампера равна

. (4.2.3)

Здесь вектор l направлен по току (в сторону переноса положительного заряда), а его модуль равен длине провода. Направление амперовой силы определяется так же, как направление магнитной силы для положительного заряда (см. рис. 4.2.3).

Элементарная работа dА, совершаемая силой Ампера dF_А при перемещении на dr в магнитном поле элемента проводника dl, равна

. (4.2.4)

Здесь мы, подставив выражение для амперовой силы (4.2.2), вынесли скалярную величину – силу тока I и воспользовались известным свойством смешанного произведения векторов: оно не изменяется при циклической перестановке сомножителей. Векторное произведение перемещения и элемента проводника есть вектор площадки, прочерченной проводником при его перемещении (см. рис. 4.2.4):

. (4.2.5)

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Закон Ампера — ПРОЕКТ ПО ФМЗИКЕ

Подборка по базе: Казусы по Законам Хаммурапи ОЗЮ (1).docx, Первый закон термодинамики. Работа газа и пара_разработка урока-, Задачи закон сох импульса.docx, КСП 1 закон Ньютона.docx, ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЗАКОН N165 (1).docx, Федеральный закон от 27.12.2002 N 184-ФЗ (ред. от 02.07.2021.rtf, Экстрапирамидные двигательные расстройства.docx, Реферат законодательство.docx, Тест Транспортное законодательство.docx, Основные требования законодательства Российской Федерации о труд 1.2 Закон Ампера  Магнитное поле материально, т. е. существует независимо от наших знаний о нем. Порождается только движущимся электрическим зарядом: вокруг любого движущегося заряженного тела существует магнитное поле. Магнитное поле может быть создано и магнитом, (в соответствии с рисунком 2) но и там причиной появления поля является движение электронов. Магнитное поле может быть создано и переменным электрическим полем. Рисунок 2 – Магнитное моле Обнаружить магнитное поле можно по действию на движущийся электрический заряд (или проводник с током) с некоторой силой. Магнитное поле распространяется в пространстве с конечной скоростью, равной скорости света в вакууме. Источниками магнитного поля являются электрические движущиеся заряды (токи) и изменяющееся во времени электрическое поле. Магнитное поле, в отличие от электрического, не оказывает действия на покоящийся заряд.Сила возникает лишь тогда, когда заряд движется.Сила Ампера это та сила, с которой магнитное поле действует на проводник, с током помещённый в это поле. Величину этой силы можно определить с помощью закона Ампера. (в соответствии с рисунком 3) В этом законе определяется бесконечно малая сила для бесконечно малого участка проводника. Что дает возможность применять этот закон для проводников различной формы. — Закон Ампера B – индукция магнитного поля, в котором находится проводник с током I – сила тока в проводнике ∆l – бесконечно малый элемент длины проводника с током α – угол между индукцией внешнего магнитного поля и направлением тока в проводнике  Направление силы Ампера находится по правилу левой руки. Формулировка этого правила, звучит так. Когда левая рука расположена таким образом, что линии магнитной индукции внешнего поля входят в ладонь, а четыре вытянутых пальца указывают направление движения тока в проводнике, при этом отогнутый под прямым углом большой палец будет указывать направление силы, которая действует на элемент проводника. Рисунок 4 — Правило левой руки   Некоторые проблемы возникают, при использовании правила левой руки, в случае если угол между индукцией поля и током маленький. Трудно определить, где должна находиться открытая ладонь. Поэтому для простоты применения этого правила, можно ладонь располагать так, чтобы в нее входил не сам вектор магнитной индукции, а его модуль. Из закона Ампера следует, что сила Ампера будет равна нулю, если угол между линией магнитной индукции поля и током будет равен нулю. То есть проводник будет располагаться вдоль такой линии. И сила Ампера будет иметь максимально возможное значение для этой системы, если угол будут составлять 90 градусов. То есть ток будет перпендикулярен линии магнитной индукции. 2 ПРИМЕНЕНИЕ ЗАКОНА АМПЕРА В РАБОТЕ ТЯГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ ЭЛЕКТРОВОЗА Рисунок 5 — Макет тягового двигателя Как правило, современный электровоз комплектуется электрическим двигателем, который может быть как постоянного, так и переменного тока. Тяговой электродвигатель работает по определенному принципу, если в однородном магнитном поле расположить в вертикальном положении  рамку и пропустить по ней ток, тогда вокруг проводника возникнет электромагнитное поле, которое будет взаимодействовать с полюсами магнитов. От одного рамка будет отталкиваться, а к другому притягиваться.В результате рамка повернется в горизонтальное положения, в котором будет нулевым воздействие магнитного поля на проводник. Для того что бы вращение продолжилось необходимо добавить еще одну рамку под углом или изменить направление тока в рамке в подходящий момент. Это делается при помощи двух полуколец, (в соответствии с рисунком 5) к которым примыкают контактные пластины от батарейки. В результате после совершения полуоборота меняется полярность и вращение продолжается.Итак, как правило, в магнитное поле (в данном случае оно создается благодаря постоянному магниту) помещают якорь с обмотками — обмотку из медной изолированной проволоки. (в соответствии с рисунком 6) В свою очередь, от какого-либо источника тока поступает постоянный ток, который проходит по обмотке. Рисунок 6 — Схема тягового двигателя После этого, вокруг проводника, который проводит через себя электрический ток, возникает магнитное поле. Помимо магнитного поля, которое образуется благодаря току, протекающему через проводник, существует еще и магнитное поле постоянного магнита.Они воздействуют между собой и в результате образуется сила, которая стремится повернуть проводник в определенную сторону. Куда будет направлено действие этой силы (а следовательно, и направление вращения) можно определить воспользовавшись правилом левой руки. Следуя правилу, если расположить левую руку так, чтобы в ладонь входили магнитные силовые линии (из северного полюса магнита в южный), а пальцы разместить в сторону направления движения тока, проходящего через проводник, то отставленный в сторону большой палец покажет направление движения проводника. В итоге, рамка поворачивается против часовой стрелки вплоть до того времени, пока не займет определенную позицию. В последнем случае, ток по ее цепи проходить не будет, но все же, даже тогда она будет двигаться по инерции до тех пор пока не займет соответствующего положения.В данном положении, по рамке опять пройдет ток в прежнем направлении, что говорит о том, что он будет производить магнитное поле, которое во время взаимодействия с полем магнита, будет стремиться к поворачиванию рамки против часовой стрелки. И тут приходит на помощь коллектор. Как правило, коллектор, который предназначается для поддержания направления тока в обмотке электродвигателя при ее оборачивании неизменимым, состоит из двух медных полуцилиндров, которые располагаются в изоляции друг от друга и дотрагиваются до щеток. Если бы его не было, то рамка, после того как она займет определенное положение, должна будет сделать остановку, так как, согласно правилу левой руки, сила взаимодействия магнитных полей рамки и магнита будет стремиться возвратить рамку в определенную позицию.   ЗАКЛЮЧЕНИЕ Выполнена цель работы: как работоет и гдеприменяется закон Ампера в работе тягового двигателя электровоза, а также выполненыдостижения поставленной цели и выдвинуты следующие задачи: Изучены источники информации по данной теме Рассмотрены основные части и назначение тягового двигателя электровоза Изучен закон Ампера Выяснено, где применяется закон Ампера в работе тягового двигателя электровоза СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Библиофонд [Электронный ресурс]Конструкция и ремонт тягового электродвигателя. — © 2003 – 2017, http://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=654667 Джедай-Электромастер [Электронный ресурс] Как работает электродвигатель. — © 2017,http://jelektro.ru/elektricheskie-terminy/ustrojstvo-rabota-jelektrodvigatelja.html Железнодорожный транспорт [Электронный ресурс] Тяговый электродвигатель. — CopyrightMyCorp © 2017, http://rail-transport.at.ua/publ/10-1-0-118 Школа для электрика [Электронный ресурс] Закон Ампера. — © 2010 – 2017, http://electricalschool.info/spravochnik/electroteh/1795-zakon-ampera.html

Понятие магнитного поля. Сила Лоренца и сила Ампера

Магни́тноепо́ле — силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения магнитная составляющая электромагнитного поля

Магнитное поле может создаваться током заряженных частиц и/или магнитными моментами электронов в атомах (и магнитными моментами других частиц, хотя в заметно меньшей степени) (постоянные магниты).

Кроме этого, оно появляется при наличии изменяющегося во времени электрического поля.

Основной силовой характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции (вектор индукции магнитного поля) С математической точки зрения — векторное поле, определяющее и конкретизирующее физическое понятие магнитного поля. Нередко вектор магнитной индукции называется для краткости просто магнитным полем

Сила Лоренца

Так как электрический ток представляет собой упорядоченное движение зарядов, то действие магнитного поля на проводник с током есть результат его действия на отдельные движущиеся заряды.

Силу, действующую со стороны магнитного поля на движущиеся в нем заряды, называют силой Лоренца.

Сила Лоренца определяется соотношением:

Fл = q·V·B·sina

где q — величина движущегося заряда;

V — модуль его скорости;

B — модуль вектора индукции магнитного поля;

a — угол между вектором скорости заряда и вектором магнитной индукции.

сила Лоренца перпендикулярна скорости и поэтому она не совершает работы, не изменяет модуль скорости заряда и его кинетической энергии. Но направление скорости изменяется непрерывно

Сила Лоренца зависит от модулей скорости частицы и индукции магнитного поля. Эта сила перпендикулярна скорости и, следовательно, определяет центростремительное ускорение частицы. Частица равномерно движется по окружности радиуса r.

сила Ампера это та сила, с которой магнитное поле действует на проводник, с током помещённый в это поле. Величину этой силы можно определить с помощью закона Ампера. В этом законе определяется бесконечно малая сила для бесконечно малого участка проводника. Что дает возможность применять этот закон для проводников различной формы.

F=B.I.ℓ. sin a

Закон Ампера

 

B индукция магнитного поля, в котором находится проводник с током

I -сила тока в проводнике

dl-бесконечно малый элемент длинны проводника с током

альфа -угол между индукцией внешнего магнитного поля и направлением тока в проводнике

Направление силы Ампера находится по правилу левой руки. Формулировка этого правела, звучит так. Когда левая рука расположена таким образом, что лини магнитной индукции внешнего поля входят в ладонь, а четыре вытянутых пальца указывают направление движения тока в проводнике, при этом отогнутый под прямым углом большой палец будет указывать направление силы, которая действует на элемент проводника.

(PDF) Причины трудностей студентов с правилами правой руки в электромагнетизме

330

Journal of Baltic Science Education, Vol. 17, No. 2, 2018

ISSN 1648–3898 / Print /

ISSN 2538–7138 / Online /

Fishbane, P. M., Gasiorowicz, S. G., & Thornton. С. Т. (2004). Физика для ученых и инженеров (3-е изд.) Нью-Джерси: Пирсон Прентис

Холл.

Глесн, К. (2006). Стать качественными исследователями: Введение (3-е изд.). Бостон: Массачусетс: Pearson Education, Inc.

Guisasola, J., Almudi, J. M., & Zubimendi, J. L. (2004). Трудности в изучении вводной теории магнитного поля в первые

года обучения в университете. Научное образование, 88, 443–464.

Гюлер, Б., & Шахин, М. (2017). Исследование концептуальных представлений кандидатов в учителя естественных наук о «электричестве и магнетизме.

Журнал педагогического факультета Бука, 44, 179–193.

Хеклер А. Ф., и Скайф Т.М. (2011). Взаимодействие между электрическими и магнитными понятиями во вводной физике. Physical Review

Специальные темы — Исследования в области физического образования, 7, 1-11.

Холдин, Дж. Э. (1974). Обучение электромагнетизму на университетском уровне. Физическое образование, 9, 9-12.

Келлер, Ф. Дж., Геттис, У. Э. и Сков, М. Дж. (1992). Физика для ученых и инженеров. Нью-Йорк: Колледж Макгроу-Хилл.

Клацки Р. Л. и Ву Б. (2008). Воплощенный актер в различных системах отсчета, в Embodiment, Ego-Space и Action, Carn-

egie Mellon Symposia on Cognition, Vol.34, под редакцией Р.Л., Клацки, Б., Мак-Уинни, М. Берманна (Psychology Press, New

York, 2008), гл. 5. С. 145–177. Симпозиумы по познанию, Psychology Press, 2008.

Кустуш, М. Б. (2016). Оценка влияния репрезентативных и контекстных характеристик проблемы на использование учащимися правых правил

. Physical Review Исследования в области физики в образовании, 12, 1-22.

Лофтус, М. (1996). Представления студентов об электромагнетизме. Обзор школьной науки, 77, 93-94.

Магана, А.Дж., Санчес, К. Л., Шейх, У. А., Джонс, М. Г., Тан, Х. З., Гуаякиль, А., и Бенес, Б. (2017). Изучение принципов мультимедиа

для поддержки концептуального изучения электричества и магнетизма с помощью визуально-тактильного моделирования. Компьютеры в учебном журнале.

Получено с http://hpcg.purdue.edu/bbenes/papers/Magana17CEJ.pdf.

Маук, Х. В., и Хингли, Д. (2005). Понимание учащимися индуцированного тока: Использование учебных пособий по вводной физике для обучения

электричеству и магнетизму.Американский журнал физики, 73, 1164-1171.

Нгуен, Н. Л., и Мельцер, Д. (2003). Инструмент визуализации для трехмерных отношений и правила правой руки. Учитель физики, 43, 155-157.

Паттон, М. (1990). Качественная оценка и методы исследования. Беверли-Хиллз, Калифорния: Сейдж.

Радута, К. (2005). Заблуждения школьников об электричестве и магнетизме. Получено с https://arxiv.org/ftp/

Physics / paper / 0503 / 0503132.pdf.

Россинг, Т.Д. (1995). Магнитная сила и поля: Примечание по терминологии, определениям и педагогике. Американский журнал физики,

63, 957-958.

Sağlam, M., & Millar, R. (2006). Понимание электромагнетизма старшеклассниками. Международный научный журнал

ence Education, 28, 543-566.

Скайф, Т. М., и Хеклер, А. Ф. (2010). Студенческое понимание направления магнитной силы на заряженную частицу. Американский

Journal of Physics, 78, 869-876.

Сервей, Р. А., и Байхнер, Р. Дж. (2000). Физика для ученых и инженеров. Филадельфия: Издательство Saunders College.

Танель З. и Эрол М. (2008). Эффекты совместного обучения по обучению магнетизму: Анализ экспериментальной последовательности обучения

. Латиноамериканский журнал физического образования, 2 (2), 124-136.

Получено: 20 ноября 2017 г. Принято: 5 апреля 2018 г.

Erdogan Ozdemir PhD, доцент, Профессиональная школа медицинских услуг, Okan

Университет

, Стамбул, Турция.

Эл. Почта: [email protected]

Мустафа Корамик научный сотрудник, Баликесирский университет, Балыкесир, Турция.

Электронная почта: [email protected]

ПРИЧИНЫ УЧАЩИХСЯ ТРУДНОСТИ ПРИ ПРАВИЛЬНОМ ПРАВИЛЕ В ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМЕ

(P. 320-330)

Правило 2 справа указывает направление Силы на движущийся положительный Правило правой руки заряда Правило правой руки 1 определяет направление магнитного поля, обусловленного током.

Презентация на тему: «Правило правой руки 2 определяет направление силы на движущийся положительный заряд. Правило правой руки. Правило правой руки 1 определяет направление магнитного поля, обусловленного током.»- стенограмма презентации:

ins [data-ad-slot = «4502451947»] {display: none! important;}} @media (max-width: 800px) {# place_14> ins: not ([data-ad-slot = «4502451947»]) {display: none! important;}} @media (max-width: 800px) {# place_14 {width: 250px;}} @media (max-width: 500 пикселей) {# place_14 {width: 120px;}} ]]>

1 Правило правой руки 2 определяет направление Силы на движущийся положительный заряд Правило правой руки Правило правой руки 1 задает направление магнитного поля в соответствии с действующим разделом 20.1

2 Пример: два параллельных провода I I 1 2 Какая сила действует на провод 1 со стороны провода 2? Сила притягивает или отталкивает? r L

3 Ток — это набор движущихся зарядов. Направление силы задается правилом правой руки 2 Магнитная сила на токе Раздел 20.4

4 Закон Ампера Закон Ампера можно использовать для расчета магнитного поля при наличии симметрии. Подобно закону Гаусса для электрических полей. Связывает магнитное поле вдоль пути с электрическим током, заключенным на пути Раздел 20.7

5 Закон Ампера, продолжение Магнитное поле вдоль замкнутого пути связано с током, протекающим по этому пути. Μ o — проницаемость свободного пространства μ o = 4 π x 10 -7 Тл. M / A. Закон бесполезен Раздел 20.7.

6 Магнитное поле длинного прямого провода Закон Ампера можно использовать для определения магнитного поля около длинного прямого провода. Выберите круговой замкнутый путь B || одинакова на всем протяжении пути. Если круговой путь имеет радиус r, то общая длина пути равна 2 π r. Применение закона Ампера дает раздел 20.7

7 Пример: два параллельных провода I I 1 2 Какая сила действует на провод 1 со стороны провода 2? Сила притягивает или отталкивает? r L

8 Поле из токовой петли Невозможно найти простой путь, вдоль которого магнитное поле является постоянным. Закон Ампера нельзя легко применить из других методов, раздел 20.7

9 Поле внутри соленоида При наложении множества витков близко друг к другу поле вдоль оси намного больше, чем для одиночного контура. Спиральная намотка провода называется соленоидом. Более практично, чем наложение одиночных контуров. Для длинного соленоида практически нет поля снаружи. Раздел 20.7

10 Пример: длинный соленоид Что такое магнитное поле B внутри «длинного» соленоида?

11 Крутящий момент в токовой петле Магнитное поле может создавать крутящий момент в токовой петле. Направление сил можно найти из правила 2 Правил правой руки, раздел 20.5

12 Крутящий момент, продолж. С двух сторон ток параллелен или антипараллелен полю, поэтому сила на этих сторонах равна нулю Силы на сторонах 1 и 3 направлены в противоположные стороны и создают крутящий момент на петле, когда угол между петлей и полем равен θ крутящий момент равен τ = IL 2 B sin θ Для различных форм это становится τ = IAB sin θ Раздел 20.5.

13 Магнитный момент, μ Для токовой петли магнитный момент μ равен IA Направление магнитного момента либо вдоль оси стержневого магнита, либо перпендикулярно токовой петле. Сила крутящего момента зависит от величины магнитного поля. момент τ = μ B sin θ Раздел 20.5

14 Электродвигатель Магнитное поле может создавать крутящий момент в токовой петле. В практическом двигателе вместо одиночной петли используется соленоид. Требуется дополнительная настройка, чтобы вал вращался. Электрогенераторы работают в обратном направлении. Генератор вырабатывает электрический ток. вращая катушку между полюсами магнита Раздел 20.10

15 Сводка по магнетизму Магнитные поля: (T) Северный и Южный полюса Закон Ампера Поле от прямого провода Правило правой руки 1 Поле от токовой петли Поле от соленоидов Магнитные силы: (N) Сила на движущийся заряд Правило правой руки 2 Сила эффекта Холла масс-спектрометра на токовом проводе Момент на токовой петле Магнитный момент

16 Глава 21 Магнитная индукция

17 Электромагнетизм Электрические и магнитные явления были связаны Эрстедом в 1820 году. Он обнаружил, что электрический ток в проводе может воздействовать на стрелку компаса. Он пришел к выводу, что изменяющееся электрическое поле создает магнитное поле. Может ли магнитное поле создавать электрическое поле? Эксперименты проводил Майкл Фарадей Секция 21.1

18 Эксперимент Фарадея Если стержневой магнит находился в движении, наблюдался ток. Если магнит неподвижен, ток и электрическое поле равны нулю. Те же результаты были получены при перемещении петли вместо магнита Раздел 21.1

19 Эксперимент Фарадея, продолжение Соленоид расположен внутри проволочной петли. Когда ток через соленоид постоянный, в проводе нет тока. Когда переключатель разомкнут или замкнут, ток течет по проводу, секция 21.1

20 Выводы из экспериментов Эксперименты Фарадея показывают, что электрический ток создается в проволочной петле только тогда, когда магнитное поле через петлю изменяется. Изменяющееся магнитное поле создает электрическое поле. Электрическое поле, создаваемое таким образом, называется индуцированным электрическим полем. называется электромагнитной индукцией Раздел 21.1

21 год Магнитная индукция Движущиеся электрические заряды создают магнитное поле Движущиеся заряды изменяют электрическое поле Изменяющееся магнитное поле создает электрическое поле Этот эффект называется магнитной индукцией. Он фундаментально связывает электричество и магнетизм. Магнитная индукция также является ключом ко многим практическим приложениям WiTricity: http: // www.ted.com/talks/eric_giler_demos_wireless_electricity.html

22 Магнитный поток Фарадей разработал количественную теорию индукции, которая теперь называется законом Фарадея. Закон показывает, как рассчитать индуцированное электрическое поле в различных ситуациях. В законе Фарадея используется концепция магнитного потока. Магнитный поток аналогичен концепции электрического потока.

23 Магнитный поток, продолжениеЕсли поле перпендикулярно поверхности, Φ B = B A Если поле образует угол θ с нормалью к поверхности, Φ B = B A cos θ Если поле параллельно поверхности, Φ B = 0 Раздел 21.2

24 Магнитный поток, конечный Магнитный поток может быть определен для любой поверхности Сложная поверхность может быть разбита на небольшие области и определение приложенного потока Общий поток — это сумма потоков, проходящих через все отдельные части поверхности Единица магнитного потока Вебер (Wb) 1 Wb = 1 T.м 2 Участок 21.2

25 Закон Фарадея Закон Фарадея указывает, как рассчитать разность потенциалов, которая создает индуцированный ток. Записано в терминах ЭДС (напряжения), индуцированной в проволочной петле. Индуцированное напряжение пропорционально скорости изменения магнитного потока. Отрицательный знак — закон Ленца. Раздел 21.2

26 Применение закона Фарадея, продолжениеЭДС создается за счет изменений магнитного потока в цепи. Постоянный поток не создает индуцированного напряжения. Поток может измениться из-за изменений магнитного поля. ЭДС, индуцированный ток и электрическое поле Это связано с электрическим полем непосредственно вдоль и внутри проволочной петли. Раздел 21.2.

27 Закон Фарадея, резюме Только изменения в магнитном потоке. Быстрые изменения в магнитном потоке производят большие значения ЭДС, чем медленные изменения. Эта зависимость от частоты означает, что наведенная ЭДС играет важную роль в цепях переменного тока. Величина ЭДС пропорциональна скорости. изменения потока Если скорость постоянна, то ЭДС постоянна. В большинстве случаев это невозможно, и токи переменного тока приводятся в Разделе 21.2

28 год Поток в изменяющейся области Какова величина напряжения, индуцируемого в проволочной петле? Какая мощность рассеивается через резистор? Раздел 21.2

29 Сохранение энергии Механическая мощность, подаваемая на стержень, равна электрической мощности, подаваемой на резистор. Энергия преобразуется из механической в ​​электрическую, но общая энергия остается неизменной. Сохранение энергии обеспечивается электромагнитными явлениями Раздел 21.2

30 Изменение магнитного потока, сводка Изменение магнитного потока может быть произведено четырьмя способами Если величина магнитного поля изменяется со временем Если площадь изменяется со временем Если петля вращается так, что угол изменяется со временем Если петля перемещается из единицы область магнитного поля в другую область другого магнитного поля Раздел 21.2

31 год Закон Ленца Закон Ленца дает простой способ определить знак наведенной ЭДС. Определить направление индуцированного тока. Закон Ленца гласит: «Магнитное поле, создаваемое индуцированным током, всегда противодействует любым изменениям магнитного потока», Раздел 21.3

32 Закон Ленца, пример 1 Рассмотрим металлическую петлю, в которой магнитное поле проходит вверх через петлю и увеличивается со временем. Магнитное поле, создаваемое наведенной ЭДС, должно противодействовать изменению потока. Следовательно, индуцированное магнитное поле должно быть направлено вниз, а наведенный ток будет по часовой стрелке Раздел 21.3

33 Закон Ленца, пример 2 Рассмотрим металлическую петлю, в которой магнитное поле проходит вверх через петлю и уменьшается со временем. Магнитное поле, создаваемое наведенной ЭДС, должно противодействовать изменению потока. Следовательно, наведенное магнитное поле должно быть направлено вниз, а наведенный ток будет против часовой стрелки Раздел 21.3

34 Пример: падающий магнит. Предположим, стержневой магнит падает вниз через проволочную петлю, сначала северный полюс. Какое направление индуцированного тока? Предположим, стержневой магнит падает вверх через проволочную петлю, сначала южный полюс. Какое направление индуцированного тока? N v S v

35 год Закон Ленца и сохранение энергии С математической точки зрения закон Ленца — это просто отрицательный знак в законе Фарадея. На самом деле это следствие сохранения энергии. Следовательно, сохранение энергии содержится в законе Фарадея. сохранения энергии Раздел 21.3

36 Электрический генератор Использует изменяющийся магнитный поток для индукции тока в проволочной петле. Проволочная петля имеет фиксированную площадь, но установлена ​​на вращающемся валу. Угол между полем и плоскостью петли изменяется по мере вращения петли Если вал вращается с постоянным углом Скорость потока изменяется синусоидально со временем Синусоидальное напряжение является источником цепей переменного тока Раздел 21.2

Сила движущихся зарядов и правило правой руки — Видео с физикой

Привет, ребята.В этом видео мы поговорим о силах, магнитных силах движущихся зарядов, и я собираюсь ввести правило правой руки, давайте проверим. Хорошо, если у вас есть заряд, который движется через существующее магнитное поле и будет выглядеть так, у вас есть магнитное поле. Помните, поля обычно представлены несколькими линиями, магнитное поле — это B, и у вас есть заряд, скажем q, который движется, скажем так, со скоростью V, этот заряд будет испытывать магнитную силу из-за того, что он движется в магнитное поле, ладно? Величина этой силы будет задана этим уравнением Fb, равным q, V, B, синусу тета, где q — это просто заряд, V — скорость, и это вектор, или я предполагаю величину вектора скорости, это величина магнитного поля и умноженная на синус тета, где тета — это угол между двумя векторами, q — не вектор V, а B — векторы и направления, поэтому угол будет углом между двумя объектами с направлениями между V и B, например, здесь, V идет в эту сторону, а B идет в эту сторону, поэтому угол здесь такой, который был или равен 90 градусам, хорошо? Кстати, это так называемая сила Лоренца имени г-на.Лоренц, и вы должны знать, что единицей измерения магнитного поля является Тесла, названная в честь г-на. Тесла, круто? И тогда один Тесла — это один Ньютон, разделенный на один ампер-метр, если ваш профессор хочет, чтобы вы запоминали эти вещи, давайте сделаем небольшой пример и вычислим здесь некоторые величины. Итак, здесь мы говорим о 2-х кулоновских зарядах, давайте запишем это, заряд 2 кулонов, движется перпендикулярно магнитному полю, движется перпендикулярно магнитному полю, перпендикулярно означает 90 градусов, это не говорит нам, проблема не сообщает нам, кто куда движется и что указывает в каком направлении.Итак, мы можем просто помириться, если они разнесены на 90 градусов. Итак, мы можем сказать, что скорость будет идти в этом направлении, а магнитное поле будет таким, потому что нам сказали, что угол между ними двумя должен быть 90 градусов, круто? Допустим, он движется со скоростью 3 метра в секунду. Итак, это наш V, 3 метра в секунду, и он ощущает силу, это наша магнитная сила, в 4 ньютона, это нереальные числа, но я просто хотел, чтобы это было действительно просто, какова должна быть величина магнитного поля? Магнитное поле — это большая величина B, и я хочу знать, что такое большая величина B, поэтому вопрос в том, существует ли уравнение, связывающее эти четыре переменные вместе, и, очевидно, оно есть, это то, что мы только что рассмотрели, FB равно q, V, B, синус теты.Итак, у нас есть все, но мы ищем B. Итак, все, что нам нужно сделать, это решить для B. Итак, я перемещаю его сюда, B — это FB, деленный на q, V, синус теты, синус теты равен легко, угол между q, конечный угол между V и B равен 90, а синус 90, как вы должны знать, равен 1. Итак, все это просто становится 1. Итак, нам не нужно беспокоиться о это сила 4, заряд 2, скорость 3, это 4 на 6 или 2 на 3 или 0,67, мы говорим о напряженности магнитного поля, так это 0,67 тесла, круто? Вот и все, что мне нужно сделать с этим уравнением.Итак, одна вещь, о которой мы еще не говорили. Итак, мы говорили о величине, но не говорили о направлении и направлении в магнетизме. Проблемы всегда будут исходить из правила правой руки, и будет несколько вариантов правила правой руки, мы настроим Правило, чтобы заставить его работать для различных задач, правило правой руки сокращенно RHR, если вы осмотритесь, вы знаете, что освоитесь с вещами, когда начнете использовать аббревиатуры. Итак, прежде чем мы перейдем к правилу правой руки, которое очень важно, многие люди здесь запутываются.Итак, мы должны пройти через это медленно, я хочу предупредить вас, что существует множество разных правил, на самом деле, большинство книг и большинство профессоров будут использовать какую-то версию, подобную этой, которую вы, возможно, видели в классе, хорошо? Когда это похоже на то, что вы стреляете в кого-то, а затем как будто ваш средний палец как бы палывает в сторону, это сложно сделать на камеру, но это самый популярный, и есть инженерная причина или своего рода более продвинутая физическая причина почему это умный поступок, мне не нравится эта версия, я использую другую версию, давным-давно я как бы думал обо всех других и остановился на той, которую я собираюсь Чтобы объяснить вам, ребята, у него есть куча преимуществ, вы не сможете полностью оценить преимущества, если я не объясню вам все, а это уже слишком.Итак, вам просто нужно поверить мне, иначе вы можете использовать все, что использует ваш профессор, или любой другой действенный метод, который вам может понравиться. Итак, что бы вы ни делали, вы должны выбрать одно и придерживаться его, но если то, что вы делаете, отличается от вашего профессора, отличается для меня, вам просто нужно убедиться, что они совпадают, я имею в виду, что если я Я решаю проблему, и у меня направление налево, а вы используете другой метод, ваш метод по-прежнему должен давать тот же ответ, что и ваш профессор.Итак, если вы используете мой метод, а ваши профессора — другой метод, вы должны убедиться, что действительно получаете ответы, соответствующие его ответам, иначе что-то не так, хорошо? Так что будьте осторожны, выберите один и продолжайте с ним работать. Итак, когда мы увидели, причина того, что правило правой руки состоит в том, что теперь все будет в трех измерениях, и если у вас есть два измерения, вы можете двигаться вверх или вниз, это одно измерение, а второе измерение — левое или правое? Но теперь у нас будет третье измерение.Итак, одним измерением будет, скажем, ось x, и вы можете двигаться вправо или влево, это выглядит некрасиво, но неважно. а затем здесь вы можете двигаться вверх или вниз, но теперь у нас будет ось z, которая будет идти либо от вас, либо к вам, хорошо? Делать это на камеру — это странно, и я хочу объяснить это, чтобы вы не запутались, когда я. Вдали от себя, я иду к вам, хорошо? Итак, я не хочу, чтобы вы смотрели на меня, я хочу, чтобы вы подражали мне, хорошо? Так.Вдали от себя и к себе, это два направления, надеюсь, вокруг никого нет, это будет странно, правда? Итак, направление от вас, снова, сделайте это со мной, верно? Вдали от вас это то же самое, что и на странице, на странице. Итак, вытащи руку со сцеплением, верно? Посмотри на страницу, дальше от тебя — на страницу или на экран компьютера, хорошо? Это идет на страницу или в самолет и идет к вам, к вам. Так что давай, указывай на себя, верно? Как идиот, по отношению к вам, как и я, мы все идиоты, уйдет со страницы, со страницы.Итак, вот страница, верно? И, если я сам укажу на это, вы можете подумать, что он идет со страницы ко мне. Итак, продолжайте и сделайте это, опять же, это, вероятно, очень просто, но я хочу убедиться, что мы идем здесь медленно, есть символы для этих вещей, точно так же, как вверх выглядит так, а внизу выглядит так, а справа выглядит так и слева выглядит так, совершенно очевидно, символы для этих вещей для входа и выхода не так просты, поэтому символ от вас — это x, а символ для вас — точка, и классический способ вспоминая это, если вы смотрите, это мой рисунок глаза, если вы смотрите, я не могу рисовать, но если вы смотрите на стрелку, хорошо? Итак, если вы смотрите на стрелку, и стрелка уходит от вас, то вы видите своего рода маленький крестик на обратной стороне стрелки.Итак, когда вы видите стрелку, уходящую от вас, вы видите x прямо здесь, хорошо? Если стрелка направлена ​​к вам, вы не видите x, вместо этого вы видите переднюю часть стрелки здесь, которая выглядит как большая точка, хорошо? Потому что вы видите это здесь. Итак, вот как вы должны помнить, если у вас есть способ получше, круто? Просто помните, что от вас находится на странице, и это x, потому что это обратная сторона стрелки, круто? Хорошо, это то, что вам нужно знать.

Итак, есть три вещи, которые имеют направление, и я уже говорил о двух из них здесь: скорость имеет направление, магнитное поле имеет направление, но сила также имеет направление, хорошо? Итак, мы собираемся использовать правило правой руки, чтобы выяснить эти направления.Помните, я упоминал, что магнитное поле обычно рисуется множеством стрелок, поэтому мы будем использовать наши четыре пальца, надеюсь, все четыре неподвижны, мы собираемся использовать четыре пальца, чтобы указать направление магнитного поля, Ладно? Итак, это будет направление Б, кстати, вы должны держать их вместе, не делать таких странных вещей, как это. Итак, четыре таких пальца, как это, будет буквой B, скорость обычно обозначается одной стрелкой. Итак, это будет наш единственный большой палец, верно? Надеюсь, у вас нет двоих таких, ребята.Итак, единственный большой палец, который будет двигаться в этом направлении, а то, что останется, — это ладонь вашей руки, которая будет направлять силу. Итак, пальцы будут B, большой палец будет V, опять же, пальцы будут B, потому что там несколько линий. Итак, есть несколько пальцев, одна линия больших пальцев, а затем то, что осталось, — это ладонь, которая будет представлять собой магнитную силу, и один из способов запомнить это — это то, что вы можете захотеть кого-то ударить, верно? Ударь кого-нибудь ладонью, верно? Ударил что-нибудь, да? Ладонью руки.Итак, B, V, вот здесь, а затем сила, верно? Похлопайте что-нибудь, так ладонь. Теперь это работает с вашим, не так ли? Рука, у меня здесь две версии правой руки, одна, это ладонь, смотрящая на вас, хорошо? Итак, я хочу, чтобы вы это сделали, верно? Я хочу, чтобы вы посмотрели на свою ладонь, я буду действовать очень медленно, потому что я хочу убедиться, что вы прибили это, вы смотрите на свою ладонь. Обратите внимание, что ваш большой палец справа, верно? Опять же, я должен сделать это со мной, посмотреть на вашу ладонь, вытащить ее, а затем заметить, что ваш большой палец находится вправо, как на этой картинке, поэтому направление силы в этом случае будет к вам, хорошо ? Потому что ваша ладонь направлена ​​на вас.Итак, это будет x или точка, и я надеюсь, вы думаете, что это будет точка, хорошо? А здесь это тыльная сторона твоей руки, это тыльная сторона твоей руки. что опять же, вот тыльная сторона моей руки, я смотрю на это, следуй за мной, не смотри на меня, подражай мне, верно? Итак, сделайте то же самое, и тогда вы увидите мою тыльную сторону ладони, что означает, что ладонь вашей руки на самом деле выходит в эту сторону, она уходит от вас, а от вас — это x, хорошо? Итак, это не на плоскости, на странице или на плоскости, а это на странице, здорово, это правило правой руки.

Последнее, что хочу сказать, это то, что вся эта хрень работает на положительные заряды. Итак, если у вас есть отрицательные заряды, все по-прежнему ведет себя точно так же, за исключением того, что вместо того, чтобы использовать правую руку, вы собираетесь использовать левую, хорошо? Но все остается неизменным, у людей есть другие способы сделать это, мне нравится просто менять руки, положительная рука отрицательная, ладно, круто? То же правило, давайте сделаем пример, и я хочу сделать два из них, и я хочу, чтобы вы сделали два из них, и давайте убедимся, что мы сможем это исправить, хорошо? Итак, во-первых, мы просто хотим найти направление магнитной силы, помните, что это направление вашей ладони на движущемся заряде в каждой из следующих ситуаций, помните, что заряды должны двигаться, чтобы вы могли сила, сила равна q, V, B, синус тета, если у вас нет V, у вас нет F, хорошо? Итак, во всех этих случаях движутся.Итак, здесь протон, а затем электрон, какое это значение? Что ж, протон положительный, а это значит, что мы будем использовать правую руку, хорошо? И электрон, очевидно, отрицателен, а это значит, что мы собираемся сделать то же самое, но с левой рукой, хорошо? Итак, протон движется влево. Итак, давайте просто нарисуем движение влево, что означает направление скорости. Итак, двигаясь влево в эту сторону, и поле B указывает вверх, я собираюсь нарисовать здесь несколько линий, поле B указывает вверх, каково направление силы? Итак, вы это делаете, теперь вам нужно приложить руку к тому же самому, с той же настройкой, которая описана здесь, и, чтобы сделать это немного проще, я собираюсь переключить экраны здесь, и я собираюсь сделать это здесь, на бумаге, хорошо? Потому что вам нужно уметь делать это на бумаге для теста.Итак, вы собираетесь нарисовать, что у вас есть V таким образом, и у вас есть FB таким образом, и вы хотите найти, извините, только магнитное поле B, и вы хотите найти направление силы, в каком направлении сила, хорошо? Итак, помните, несколько стрелок означают несколько пальцев B, верно? Итак, это направление B прямо здесь, а V — слева, так что это действительно легко, когда вы это делаете, теперь вам нужно смотреть в направлении ладони вашей руки, ладонь моей руки входит в page, на страницу и подальше от меня, поэтому направление FB — внутрь страницы, которая на страницу, помните, уходящая стрелка.Итак, это х. Итак, FB движется в направлении x. Итак, если вы хотите, что вы можете сделать, вы можете поставить здесь небольшой крестик и сказать, что это направление FB, хорошо? И тогда это наш V вот здесь, круто? Итак, это A, это часть A, я собираюсь сделать часть B, и я хочу, чтобы вы попробовали C и D самостоятельно. Итак, давайте займемся Частью B, Частью B, у нас есть электрон, что означает, что мы собираемся использовать правило левой руки, которое является просто правилом правой руки с вашей левой рукой. Итак, левая рука готова, вытащите свою, электрон движется вниз.Итак, движение вниз означает, что вот электрон, он движется вниз, хорошо? И в поле B, которое указывает за пределы страницы, за пределы страницы, за пределы страницы. Итак, если вы посмотрите на страницу, а затем укажете на страницу, которую указываете на себя, верно? Опять же, я хочу, чтобы вы сделали это, убедитесь, что вы указываете со страницы, что означает, что вы указываете на себя, хорошо? За пределами страницы, за пределами страницы, это означает, что стрелки летят на вас, что означает, что символ — это точка, поэтому вы представляете, как вы помещаете много маленьких точек повсюду, хорошо? Маленькие точки повсюду, и вы увидите, что это направление моего магнитного поля, потому что поле существует повсюду, верно? Во многих местах.Итак, как мы это сделаем? Что ж, давайте возьмем левую руку и расположим левую в соответствии с этим. Итак, V — это одинарная стрелка. Итак, это будет большой палец, так что это мой V прямо здесь, и если я сделаю это, у меня будет что-то вроде этого, хорошо? Но моя Б должна быть на странице, верно? Теперь моя буква B указывает вправо. Это неправильно. Так что я должен, извините, убрать страницу. Итак, я должен сделать что-то так, чтобы мои пальцы указывали на меня, в то время как этот парень был направлен вниз. Я здесь очень медленно, потому что я хочу, чтобы вы это полностью поняли, хорошо? Если вы можете это сделать, я надеюсь, вы увидите, что произойдет, верно? Я хочу, чтобы вы подражали мне в этот момент, буква B приближается к моему лицу, потому что она выходит за пределы страницы, а буква V опускается вниз, когда вы это делаете, ваша ладонь теперь указывает вправо, хорошо? Ваша ладонь направлена ​​вправо, единственный способ избавиться от этого — сделать это несколько раз.Значит, это означает, что магнитная сила будет справа, хорошо? Вот и все. Итак, я хочу, чтобы вы приостановили видео, если вам нужно, и сделайте C и D, я буду продолжать здесь, но я надеюсь, что вы приостановите видео, даже если вы уже знаете это, просто сделайте это очень быстро, убедитесь, что вы это поняли, я собираюсь использовать здесь правило левой руки, потому что это электрон, и электрон движется вниз, электрон движется вниз, V, а поле B указывает влево, так что это мои линии B, левая рука, я должен повернуть мою левую руку влево и заметить, как это выглядит странно.Так вот, я должен сделать это, и вы меня не видите, но я здесь как бы искажаюсь, если вы попытаетесь сделать что-то подобное, вы тоже будете бороться, верно? Итак, что-то вроде этого, но обратите внимание, что теперь мой палец здесь, это проблема, мой V не работает. Итак, что мне нужно сделать, так это сделать это, странное искривление, и если вы делаете это так, как я, вы сейчас вообще какие-то странные, верно? Итак, это моя B, это моя V, но вы видите, что происходит то, что моя ладонь поднимается вверх, моя ладонь поднимается, она выходит за пределы страницы, поэтому она указывает на меня.Итак, я могу сказать, что магнитная сила находится вне страницы, что обозначено точкой. Итак, если вы хотите, вы можете нарисовать прямо здесь, что FB отсутствует на странице, надеюсь, вы правильно поняли, давайте сделаем еще один.

А потом. Теперь у меня есть протон. Итак, мы вернулись к позитиву, правилу правой руки, позитиву, попробуйте сами, хорошо? Надеюсь, теперь это становится проще, протон движется на страницу, поэтому скорость на странице, если что-то попадает на страницу, вы видите обратную сторону стрелки прямо здесь, на странице, верно? Итак, это направление V, а магнитное поле направлено вправо.Итак, это выглядит так, V, B, и мы хотим знать, каково направление силы, то есть направление вашей ладони. Итак, давайте сделаем это. V должен быть в поле, поэтому он должен направлять мой большой палец на страницу, но тогда мне нужно, мне нужно, мне нужно, чтобы магнитное поле было справа, поэтому вам действительно трудно это увидеть, и я пытаюсь искривите здесь, но если вы сделаете это, хорошо, вот и все, если вы сделаете это, надеюсь, вы видите, что моя ладонь направлена ​​вниз на мою страницу, хорошо? Моя ладонь движется в эту сторону, моя ладонь движется в эту сторону, так что это магнитная сила, она идет вниз, хорошо? Итак, опять же, у меня есть вверх, вниз, вправо, влево, да, но вы также можете входить и выходить из страницы, хорошо? Итак, вот и все, надеюсь, вы поняли, визуальные эффекты здесь немного сложны, но вы знаете, надеюсь, этого было достаточно практики, давайте продолжим.

Правило большого пальца правой руки используется для определения физики класса A Force 12 CBSE

Подсказка: Правило большого пальца правой руки получено из правила правой руки Флеминга. Правило правой руки Флеминга указывает направление индуцированного тока при прохождении проводника в магнитном поле, подключенного к цепи. Его можно использовать для оценки направления тока в обмотках генератора.

Полный пошаговый ответ:
— Правило большого пальца правой руки гласит, что «если проводник с током переносится в правой руке, указывая большим пальцем в направлении потока тока, а другие пальцы обвиваются вокруг проводника, загнутые пальцы указывают направление магнитного поля из-за проводника с током.Этот закон только показывает положение магнитного поля проводника с током.
Правило большого пальца правой руки используется в приложениях по закону цепи Ампера:
i) Электрический ток течет через соленоид, создавая магнитное поле. Когда вы сгибаете правую руку вокруг соленоида кончиками пальцев в направлении традиционного тока, ваш большой палец указывает на северный магнитный полюс.