Правило правой и левой руки: формулировка и применение

Содержание

Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Правило буравчика. Закон Ампера
и сила Ампера. Сила Лоренца. Правило левой руки. Электромагнитная индукция, магнитный
поток, правило Ленца, закон электромагнитной индукции, самоиндукция, энергия магнитного поля

Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Правило буравчика:

  • Магнитное поле: это особая форма, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрически заряженными частицами
  • Вектор магнитной индукции B [РўР»]: это силовая характеристика магнитного поля. Направление Р’ это направление РѕС‚ южного полюса Рє северному полюсу магнитной стрелки, СЃРІРѕР±РѕРґРЅРѕ устанавливающейся РІ магнитном поле (совпадает СЃ направлением положительной нормали Рє замкнутому контуру СЃ током).
  • Правило Буравчика: если направление поступательного движения буравчика совпадает СЃ направлением тока РІ РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРєРµ, то направление вращения ручки буравчика совпадает СЃ направлением вектора Р’.
  • Модуль вектора магнитной индукции Р’ — это отношение максимальной силы Fm, действующей СЃРѕ стороны магнитного поля РЅР° участок РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРєР° СЃ током, Рє произведению силы тока I РЅР° длину этого участка О”l :
    • Модуль вектора магнитной индукции Р’ - это отношение максимальной силы Fm, действующей СЃРѕ стороны магнитного поля РЅР° участок РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРєР° СЃ током, Рє произведению силы тока I РЅР° длину этого участка О”l
Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Правило буравчика:

Сила Ампера, Закон Ампера, правило левой руки:

  • Сила Ампера: это сила, действующая РЅР° РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРє СЃ током, помещенный РІ магнитное поле
  • Закон Ампера: сила Ампера равна произведению модуля вектора магнитной индукции РЅР° силу тока, длину участка РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРєР° О”l Рё РЅР° СЃРёРЅСѓСЃ угла О± между магнитной индукцией Рё участком РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРєР°:
    • Закон Ампера: сила Ампера равна произведению модуля вектора магнитной индукции РЅР° силу тока, длину участка РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРєР° О”L Рё РЅР° СЃРёРЅСѓСЃ угла О± между магнитной индукцией Рё участком РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРєР°
    • РїСЂРё этом, очевидно, что если ток (РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРє) перпендикулярен вектору магнитной индукции, то
    • sin О± = 1, Рё формула принимает РІРёРґ:
      • FРђ=B |I| О”L sin О±
  • Правило левой СЂСѓРєРё: если левую СЂСѓРєСѓ расположить так, чтобы перпендикулярная Рє РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРєСѓ составляющая вектора Р’ входила РІ ладонь, Р° четыре вытянутых пальца были направлены РїРѕ направлению движения тока, то отогретый РЅР° 90Рѕ большой палец покажет направление силы, действующей РЅР° отрезок РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРєР°
Сила Ампера, Закон Ампера, правило левой руки:

Сила Лоренца, правило левой руки:

  • Сила Лоренца: это сила, действующая РЅР° движущуюся заряженную частицу СЃРѕ стороны магнитного поля:
    • Сила Лоренца: это сила, действующая РЅР° движущуюся заряженную частицу СЃРѕ стороны магнитного поля
    • РїСЂРё этом, очевидно, что если скорость частицы перпендикулярна вектору магнитной индукции,
    • то sin О± = 1, Рё формула принимает РІРёРґ:
      • FР›=|q| v B
  • Правило левой СЂСѓРєРё: если левую СЂСѓРєСѓ расположить так, чтобы составляющая вектора В перпендикулярная скорости заряда входила РІ ладонь, Р° четыре вытянутых пальца были направлены РїРѕ движении положительного заряда (= против движения отрицательного заряда), то отогрутый РЅР° 90Рѕ большой палец покажет направление действующей заряд силы Лоренца
Сила Лоренца, правило левой руки

Явление электромагнитной индукции, магнитный поток, поток магнитной индукции:

  • Электромагнитная индукция: это явление возникновения электрического тока РІ проводящем контуре, который либо покоится РІ переменном магнитном поле, либо движется РІ постоянном магнитном поле таким образом, что число линий магнитной индукции, пронизывающих контур, меняется
  • Магнитный поток (=поток магнитной индукции) [Р’Р±]: через поверхность площадью S это величина равная произведению модуля вектора магнитной индукции Р’ РЅР° площадь Рё РєРѕСЃРёРЅСѓСЃ угла между вектром Р’ Рё нормалью Рє плоскости S:
    • Магнитный поток (=поток магнитной индукции): через поверхность площадью S это величина равная произведению модуля вектора магнитной индукции Р’ РЅР° площадь Рё РєРѕСЃРёРЅСѓСЃ угла между вектром Р’ Рё нормалью Рє плоскости S
    • РїСЂРё этом, очевидно, что если магнитная индукция перпендикулярна плоскости,
    • то cos О± = 1, Рё формула принимает РІРёРґ:
      • Р¤=BS
Явление электромагнитной индукции, магнитный поток, поток магнитной индукции

Правило Ленца:

  • Возникающий РІ замкнутом контуре индукционный ток СЃРІРѕРёРј магнитным полем противодействует тому изменению магнитного поля, которым РѕРЅ вызван.

Закон электромагнитной индукции:

  • ЭДС индукции РІ замкнутом контуре равна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, взатой СЃРѕ знаком «-»
    • ЭДС индукции РІ замкнутом контуре равна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, взатой СЃРѕ знаком
Закон электромагнитной индукции

Самоиндукция:

  • Самоиндукция это частный случай электромагнитной индукции, РїСЂРё котором изменяющееся магнитное поле индуцирует ЭДС РІ том самом РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРєРµ, РїРѕ которому течет ток, создающий это поле:
    • Самоиндукция это частный случай электромагнитной индукции, РїСЂРё котором изменяющееся магнитное поле индуцирует ЭДС РІ том самом РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРєРµ, РїРѕ которому течет ток, создающий это поле:, РіРґРµ LВ  — индуктивность

Энергия магнитного поля тока:

  • Энергия магнитного поля тока: Энергия магнитного поля тока равна работе, которую должен совершить источник, чтобы создать данный ток
    • Энергия магнитного поля тока: Энергия магнитного поля тока равна работе, которую должен совершить источник, чтобы создать данный ток
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:

Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:

Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста.
Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста.
Коды баннеров проекта DPVA.ru

Начинка: KJR Publisiers

Консультации и техническая

поддержка сайта:

Zavarka Team

Проект является некоммерческим. �нформация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса. Free xml sitemap generator

www.dpva.ru �нженерный справочник.

Принцип буравчика

Достаточно долгое время магнитные и электрические характеристики поля изучались физикой раздельно. Однако в 1820 году совершенно случайно датский ученый Ханс Христиан Эрстед обнаружил магнитные свойства провода с электричеством во время проведения лекции по физике в университете. Также была обнаружена зависимость ориентации магнитной стрелки от направления протекания тока в проводнике.

Проведенный опыт доказывает наличие поля с магнитными характеристиками вокруг провода с током, на которое реагирует намагниченная стрелка или компас. Ориентация протекания «переменки» заставляет поворачиваться стрелку компаса в противоположные стороны, сама стрелка расположена по касательной электромагнитного поля.

Взаимодействие электромагнитного поля с магнитной стрелкой

Взаимодействие электромагнитного поля с магнитной стрелкой

Для выявления ориентации электромагнитных потоков применяют правило буравчика, или закон правого винта, которое гласит, что, ввинчивая шуруп по курсу протекания электротока в шунте, путь верчения рукоятки задаст ориентацию ЭМ потоков фона «переменки».

Правило буравчика

Правило буравчика

Также возможно использовать правило Максвелла правой руки: когда отодвинутый палец правой руки ориентируется по курсу протекания электричества, то остальные сжатые пальцы покажут ориентацию электромагнитной области.

Правило Максвелла правой руки

Правило Максвелла правой руки

Пользуясь этими двумя принципами, будет получен одинаковый эффект, используемый для определения электромагнитных потоков.

Правило левой руки

Рассмотрим правило: если разместить левую ладошку так, что четыре остальные пальца показывают направленность тока, то в этом случае линии индукции будут поступать в ладошку под прямым углом, а отвёрнутый заглавный палец и покажет вектор существующей силы.

Имеется иное обозначение. Направленность силы Ампера и силы Лоренца должен указывать выставленный главный палец левой руки в том случае, если оставшиеся четыре пальца будут размещены в сторону передвижения положительно и отрицательно заряженных элементов электрического тока, и линии индукции образованного поля будут вертикально входить в ладошку. Это изобретение считается теоретическим и практическим объяснением способа работы двигателей и генераторов, работающих с помощью электрического тока.

Правило левой руки

Можно сделать вывод, что знание данных правил и умение их использовать на практике, позволяют создавать и придумывать электрические приборы и успешно работать с ними.

Магнитное поле проводника с током

Электрический ток, протекающий по проводнику с током, создает в окружающем его пространстве магнитное поле. Чем больше ток, проходящий по проводнику, тем сильнее возникающее вокруг него магнитное поле.

Магнитные силовые линии этого поля располагаются по концентрическим окружностям, в центре которых находится проводник с током.

Направление линий магнитного поля вокруг проводника с током всегда находится в строгом соответствии с направлением тока, проходящего по проводнику.

Направление магнитных силовых линий можно определить по правилу буравчика: если поступательное движение буравчика (1) совпадает с направлением тока (2) в проводнике, то вращение его рукоятки укажет направление силовых линий (4) магнитного поля вокруг проводника.

При изменении направления тока линии магнитного поля также изменяют свое направление.

По мере удаления от проводника магнитные силовые линии располагаются реже. Следовательно, индукция магнитного поля уменьшается.

Направление тока в проводнике принято изображать точкой, если ток идет к нам, и крестиком, если ток направлен от нас.

Для получения сильных магнитных полей при небольших токах обычно увеличивают число проводников с током и выполняют их в виде ряда витков; такое устройство называют катушкой.

В проводнике, согнутом в виде витка, магнитные поля, образованные всеми участками этого проводника, будут внутри витка иметь одинаковое направление. Поэтому интенсивность магнитного поля внутри витка будет больше, чем вокруг прямолинейного проводника. При объединении витков в катушку магнитные поля, созданные отдельными витками, складываются. При этом концентрация силовых линий внутри катушки возрастает, т. е. магнитное поле внутри нее усиливается.

Чем больше ток, проходящий через катушку, и чем больше в ней витков, тем сильнее создаваемое катушкой магнитное поле. Магнитное поле снаружи катушки также складывается из магнитных полей отдельных витков, однако магнитные силовые линии располагаются не так густо, вследствие чего интенсивность магнитного поля там не столь велика, как внутри катушки.

Магнитное поле катушки с током имеет такую же форму, как и поле прямолинейного постоянного магнита: силовые магнитные линии выходят из одного конца катушки и входят в другой ее конец. Поэтому катушка с током представляет собой искусственный электрический магнит. Обычно для усиления магнитного поля внутрь катушки вставляют стальной сердечник; такую катушку называют электромагнитом.

Направление линий магнитной индукции катушки с током находят по правилу правой руки:

если мысленно обхватить катушку с током ладонью правой руки так, чтобы четыре пальца указывали направление тока в ее витках, тогда большой палец укажет направление вектора магнитной индукции.

Для определения направления линий магнитного поля, создаваемого витком или катушкой, можно использовать также правило буравчика:

если вращать ручку буравчика по направлению тока в витке или катушке, то поступательное движение буравчика укажет направление вектора магнитной индукции.

Электромагниты нашли чрезвычайно широкое применение в технике. Полярность электромагнита (направление магнитного поля) можно определить и с помощью правила правой руки.

Видео

Это видео поможет вам лучше понять, что такое магнитное поле.

Что такое «Правило левой руки»? Ответ вы найдете в этом видео.

Магнитное поле — Сила Лоренца.

Объяснение названия

После изучения общих принципов и формулировок пользоваться рассмотренными правилами несложно. Ниже подробно представлены методики, которые применяют при работе с электротехническими схемами. В частности, с их помощью определяют направление тока. При необходимости уточняют параметры образованного поля. Аналогичные технологии можно использовать в механике для оценки угловой скорости и других рабочих параметров системы. Изменяются только отдельные компоненты формул. Алгоритмы применения технологий остаются неизменными.

Заключение

Разобравшись один раз с правилами правой и левой руки, уважаемый читатель поймёт, насколько легко ими пользоваться. Ведь они заменяют знание многих законов физики, в частности, электротехники. Главное здесь – не забыть направление течения тока.

При помощи рук можно определить множество различных параметровПри помощи рук можно определить множество различных параметров

Надеемся, что сегодняшняя статья была полезна нашим уважаемым читателям. При возникновении вопросов их можно оставить в обсуждениях ниже. Редакция Seti.guru с удовольствием на них ответит в максимально сжатые сроки. Пишите, общайтесь, спрашивайте. А мы, в свою очередь, предлагаем вам посмотреть короткое видео, которое поможет более полно понять тему нашего сегодняшнего разговора.

Основные формулы раздела «Магнитное поле»

Магнитное поле

2.8

(56.67%)

6

votes

Особенности соленоида

Электромагнитное поле создает катушка, подключенная к источнику питания. На примере с кольцевой конструкцией понятно неравномерное распределение силовых линий. Это затрудняет создание рабочих схем с заданными расчетными параметрами.

Отмеченный недостаток устраняют с применением соленоида. При достаточно большом количестве витков в центральной части образуется равномерное поле с параллельными силовыми линиями. «Краевыми» искажениями, если длина значительно больше, по сравнению с диаметром, можно пренебречь. Фактически эта конструкция выполняет функции постоянного магнита. Существенное преимущество – возможность создания изделий с определенными расчетом (изменяемыми) рабочими параметрами.

Катушка и кольцевая конструкция

Катушка и кольцевая конструкция

Для уточнения параметров поля берут катушку, как показано на картинке. Сжатые пальцы направляют с учетом подключенного электропитания. Обеспечивают совпадение с током. Большой палец отгибают в сторону. Он будет показывать сторону, в которую направлен вектор силовых линий магнитной индукции.

К сведению. Аналогичным образом применяют правило буравчика. По этой методике винт вкручивают от «+» подключенной аккумуляторной батареи к «минусовой» клемме.

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
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...
Электрик в Дом