Андрей Смирнов
Время чтения: ~22 мин.
Просмотров: 2

Правило буравчика

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.

Разбор на примерах

Чаще всего ДТП происходят как раз тогда, когда участники должны были воспользоваться правилом «правой руки». Проблема в том, что водители забывают универсальный способ разъезда и совершают ошибки на нерегулируемых участках.

Перекрёсток

Если субъект дорожного движения подъехал к перекрёстку без признаков регулирования и увидел других равнозначных участников, то:

  • при повороте направо, необходимо пропустить тех, кто едет по прямой;
  • при проезде прямо нужно пропустить всех справа;
  • при повороте налево потребуется уступить машинам, едущим навстречу прямо и с направления, куда поворачивает субъект.

Нюансы:

  • трамвай необходимо пропустить, с какой бы стороны он ни подъехал и куда бы ни направлялся;
  • на Т-образных перекрёстках тоже действует рассматриваемый метод;
  • этим же способом регулируется приоритет водителей, едущих по кольцу — между собой они должны знать, что пропускают машины слева. Тут речь идёт о машинах на самом кольце, а по отношению к участникам, подъехавшим к нему, действует приоритет кольца.

Пример — с противоположных сторон к перекрёстку подъехали машины. Они обе не имеют помеху, но как только они выедут на пересечение полос и определятся с направлением, одна из них может оказаться слева, и ей нужно пропустить вторую машину.

При перестроении

Если участники движения перестраиваются одновременно, то уступать обязан водитель слева.

Нюансы:

  • если машина подъезжает к перекрестку и перестраивается на правую полосу, а другой водитель в тот же момент смещается на левую, то пропускает тот, у кого появилась помеха справа, а именно — первая машина;
  • если одна машина едет прямо, а другая собирается сместиться на её полосу, то пропускать не требуется, хотя и можно, но здесь приоритет за первым водителем.

Разновидность ситуации — сужение дороги. Здесь водители могут применять как пункт 8.9, так и пункт 8.4 из ПДД, что приводит к конфликтам на дорожном полотне. По более верному мнению, приоритет имеет попутный поток — едущие параллельно машины, им должен уступать водитель, который перестраивается из-за сужения.

В ПДД есть понятие прилегающих территорий — парковки, заезды во дворы, различные стоянки и проезды к больницам, торговым центрам и т. п. Водитель, который выезжает с подобных участков, обязан пропустить правый поток, и только при отсутствии помех выезжать на проезжую часть.

Основы ПДД: правила смены полосы движения

Каждый водитель должен в идеале владеть знаниями основ ПДД, поскольку их несоблюдение чревато не только административными штрафами и денежным взысканием, но также это может стать причиной необратимых последствий.

Одним из наиболее распространенных правил, которые нарушают многие водители, является правильное пересечение сплошной при смене полосы движения.

Что говорит закон

Правила перестроения из одного ряда в другой четко регламентированы законодательством и прописаны в десятом разделе ПДД.

Как гласит этот нормативный документ, каждый водитель, при осуществлении любого маневра и смене направления движения, должен убедиться в том, что его действия не станут причиной создания аварийно-опасной ситуации на дороге.

При въезжании на дорогу с примыкающей территории, например, с автомобильной стоянки или станции АЗС, водитель обязан в первую очередь уступить дорогу другим участникам дорожного движения, будь то пешеход или другое транспортное средство, после чего ему разрешается самому двигаться в необходимом направлении.

Если возникла необходимость перестроиться в соседний ряд, то сначала уступается дорога движущимся средствам передвижения по этой полосе.

Если два водителя, движущиеся по соседним полосам, хотят перестроиться, то сначала этот маневр совершает тот, который движется в правом ряду, после чего уже перестраивается второй водитель.

При смене полосы движения в месте дороги, дорожное полотно которой содержит разметку тормозной полосы, необходимо заранее перестроиться на нее и сбросить скорость движения до предполагаемого ограничения, накладываемого дорожными знаками.

Если возникает необходимость въезда на скоростную полосу, то водитель обязан пропустить вперед движущиеся по ней транспортные средства и влиться в автомобильный поток не создавая помехи окружающим.

ППР

Подытожить и изложить простым и понятным для всех языком можно следующим образом:

любой маневр, совершаемый водителем на любом участке дороги, следует выполнять таким образом, чтобы он не препятствовал движению других водителей и не создавал опасной ситуации.

Что касается перестраивания в другой ряд, то водитель должен пропустить движущиеся по этой полосе автомобили, после чего уже вливаться в транспортный поток.

Однако в повседневной жизни многие водители сталкиваются с определенными проблемами при смене ряда одновременно с другим транспортным средством.

Причиной этому является то, что большинство новоиспеченных автомобилистов, которые обладают небольшим водительским стажем, забывают либо вообще не имеют никакого представления о правиле правой руки, согласно которому преимущество закрепляется за тем автомобилем, который движется ближе к правой обочине автомагистрали.

При этом не имеет никакого значения, который из автомобилей движется впереди, поскольку правилами дорожного движения запрещено перестроение в другой ряд если при этом создается какая-либо помеха другому транспортному средству в результате которой у него может возникнуть необходимость экстренной остановки или смены своего направления.

Особого внимания заслуживают места въезда и выезда с мостов. На этих участках дороги преимущество закрепляется за теми автомобилями, которые уже движутся по нему. Тем не менее для мостов действует то же правило правой руки, что и для обычного участка дороги.

Использование правила правой руки в электродинамике

Если в магнитном поле подвесить на тонком и гибком проводе рамку с током, то она будет поворачиваться и расположится определенным образом. Аналогично поведение магнитной стрелки. Это свидетельствует о векторном характере физической величины, характеризующей магнитное поле. При этом направление этого вектора будет связано с ориентацией рамки и стрелки. Физической векторной величиной, которая характеризует магнитное поле, стал вектор магнитной индукции ($\vec{B}$).

Это один из главных параметров, описывающих состояние магнитного поля, поэтому необходимо уметь находить его величину и, конечно, направление.

Для определения направления вектора магнитной индукции используют:

  • правило правого винта или
  • правило правой руки.

Направлением вектора магнитной индукции, в месте локализации рамки с током, считают направление положительного перпендикуляра ($\vec{n}$) к этой рамке. Положительная нормаль ($\vec{n}$) будет иметь направление такое же, как направление поступательного перемещения правого винта, если его головку вращать по току в рамке (рис.1 (a)).

Рисунок 1. Определение направления вектора магнитной индукции. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Так, обладая пробной рамкой с током, помещая ее в исследуемое поле, давая ей свободно вращаться в нем, можно определить, как направлен вектор магнитной индукции в каждой точке поля. Необходимо только дать рамке прийти в положение равновесия, затем использовать правило правого винта.

Теперь обратимся к правилу правой руки. Сожмем правую руку в неплотный кулак (рис.2). Отогнем большой палец на 90°. Руку разместим так, чтобы большой палец указывал направление течения тока, тогда согнутые остальные четыре пальца укажут направление линий магнитной индукции поля, которое создает ток. А мы помним, что касательная в каждой точке поля к силовой линии (линии магнитной индукции) указывает направление $\vec{B}$.

Рисунок 2. Правило правой руки. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Рассмотрим соленоид. Обхватим правой ладонью его так, чтобы четыре пальца совпали с направлением тока в нем, тогда отогнутый на девяносто градусов палец укажет, как направлено магнитное поле, создаваемое у него внутри.

Нам известно, что если в магнитном поле перемещать проводник, то в этом проводнике будет возникать ток индукции. Правило правой руки можно использовать для определения направления течения тока индукции в таких проводниках. При этом:

  • линии индукции магнитного поля должны входить в открытую ладонь правой руки,
  • палец этой руки отогнуть на девяносто градусов, и направить по скорости перемещения проводника,
  • вытянутые четыре пальца будут указывать, как направлен ток индукции.

Правилом правой руки можно воспользоваться при определении направления ЭДС индукции в контуре:

Согнутыми четырьмя пальцами правой руки охватить контур, в котором индуцируется ЭДС при изменении магнитного потока, отогнуть на девяносто градусов большой палец этой руки и направить его по направлению магнитного потока при его увеличении (или против направления магнитного потока при его уменьшении), тогда согнутые пальцы укажут на направление противоположное ЭДС.

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.

Электродинамика и магнитостатика

Магнитная индукция представляет собой векторный фактор, который характеризует силовое поле. Величина показывает влияние магнитного фона на отрицательно и положительно заряженные частицы в исследуемом пространстве. Индукция определяет силу влияния поля на заряд, перемещающийся с заданной скоростью. Для этого случая законы применения описываются так:

  • Правило винта. Если поступательное круговое движение буравчика совпадает с направлением заряженных электронов в катушке, то путь поворота ручки инструмента будет совпадать с курсом магнитного вектора полярной индукции, направление при этом зависит от тока.
  • Принцип правой кисти. Если взять стержень в правую кисть так, что отставленный под прямым углом палец демонстрирует курс тока, то другие пальцы будут соответствовать направлению луча магнитной индукции, продуцируемого током. Путь магнитного вектора индукции прокладывается касательно линии отрезков.

Для подвижного проводника

В стержне из металла находится большое число свободных электронов, движение которых характеризуется как хаотичное. Если катушка движется в силовом электромагнитном поле вдоль линий, то фон отклоняет электроны, перемещающиеся одновременно с проводником. Их движение создает ЭДС (электродвижущую силу) и называется электромагнитной наведенной индукцией.

Ток будет протекать под действием разности потенциалов при подсоединении такой катушки к внешней цепи по замкнутому контуру. При передвижении стержня по направлению силовых линий снижается до нуля воздействие поля на заряды. Не возникает электродвижущая сила, нет напряжения, отсутствует ток электронов.

ЭДС индукции равняется произведению рабочего размера проводника, скорости движения стержня и значения магнитной индукции. Ее направление устанавливается по закону правой руки. Ладонь располагается так, чтобы в нее были направлены линии силового поля, а отогнутый под 90° большой палец ставится вдоль движения стержня. В этом положении четыре распрямленных пальца покажут курс тока индукции.

Нахождение ЭДС по Максвеллу

Электродвижущее давление будет возникать при каждом пересечении стержня и силового поля. Результативным будет перемещение проводника, самого поля или изменение электромагнитных характеристик силового пространства.

ЭДС, полученная в контуре при состыковке его с изменяющимся силовым полем, измеряется скоростью трансформации магнитного потока. Направление индуцированной движущей силы идет так, что продуцируемый ею электрический ток противодействует реконструкции потоков магнитного излучения.

Изменение тока ведет к реформированию создаваемого им магнитного потока. Проходя через пространство, магнитное излучение стыкуется с соседними проводниками и со своим. В стержне наводится электродвижущая сила, которая носит название самоиндукции. Явление означает поддержку тока при его уменьшении и ослабление движения электронов при увеличении силы тока.

Если вращать буравчик по путям завихрения пространства, где возникают векторы, то его движение покажет направление кручения ротора. Это можно проследить, если четыре сжатых пальца правой кисти поставить по курсу завихрения. В этом случае отогнутый палец укажет путь движения ротора.

Для магнитного вектора индукции правила буравчика совпадают с законом Ампера — Максвелла. Но к электротоку через контур добавляется скорость трансформации силового поля через эту конфигурацию, а магнитное поле воспринимается только в случае его перемещения в пределах очертания.

Применение правил левой кисти:

  • Ладонь ставится так, чтобы индукционные линии входили в центр внутренней стороны, а пальцы соответствовали токовому направлению. Отставленный большой палец определит путь силы, оказывающий давление на стержень со стороны силового поля. Мощь носит наименование силы Ампера.
  • При втором варианте ладонь располагается так, чтобы линии силового поля входили под прямым углом в плоскость руки, а пальцы располагались по направлению перемещения положительных электронов или в противоположную сторону от отрицательных частиц. Тогда палец под углом 90° укажет путь приложения силы Лоренца.

Правило правой кисти для соленоида: нужно взять катушку индуктивности в правую руку так, чтобы пальцы показывали путь тока в оборотах, отставленный под 90° большой палец определит курс магнитных линий во внутренней части устройства. Зная полярность, легко вычислить путь прохождения электрического тока.

Сила тока

Иногда чтобы рассчитать закон Ампера, для начала нужно вычислить силу тока. Существуют несколько формул расчета данной величины. Для расчета ее величины используют:

  • закон Ома для полного участка цепи и ее части;
  • отношение напряжения и суммы сопротивлений;
  • отношение мощности и напряжения.

Самым популярным является отношение количество заряда прошедшего за единицу времени через определенную поверхность к размеру этого интервала. Графически формула выглядит следующим образом:

Чтобы найти этот показатель можно пользоваться законом Ома для участка цепи. Он гласит следующее: величина этого показателя равна отношению приложенного напряжения к сопротивлению на измеряемым участке цепи. Записывается формула этого закона следующим образом:

Определить ее также можно, применив формулу закон Ома для полной цепи. Звучит он так: эта величина является отношением приложенного напряжения в цепи и суммы внутреннего сопротивления источника питания и всего сопротивления в цепи. Формула выглядит так:

Рассчитать данную величину можно, в случае если известны мощность и напряжение.

Важно! Применение каждой конкретной формулы зависит от имеющихся в распоряжении данных.

Согласно утвержденной МСЕ, измеряется сила тока в амперах, и обозначается А (в честь ученого, открывшего ее). Но это не единственный способ обозначения данной величины. Дополнительно измеряется сила тока в Кл/с.

Изучая в общеобразовательных учреждениях данный материал, ученики быстро забывают, как применять правила левой и правой руки, и для чего они вообще нужны. Также часто они не помнят в чём измеряют указанные величины. Ознакомившись с рассмотренным выше материалом, не должно возникнуть трудностей с применением рассмотренных правил и законов на практике.

Правило буравчика

 Правило правой руки

Вспоминаем ПДД

Многие автомобилисты часто придерживаются не совсем верной формулировки: кто справа, тот и прав. Это неправильное утверждение. Правило «правой руки» применяется на нерегулируемых перекрестках из равнозначных дорог.

Что такое нерегулируемый перекресток:

  • здесь нет регулировщика;
  • отсутствуют светофоры;
  • светофоры есть, но они неисправны.

Равнозначными дорогами являются дороги, имеющие одинаковое покрытие.

Это можно определить визуально или с помощью следующих предупреждающих знаков:

  • «конец главной дороги»;
  • «пересечение равнозначных дорог».

Именно на таких участках необходимо соблюдать ПДД в части правила помехи справа. Здесь преимущества остаются за транспортными средствами, движущимися по правую сторону. Водители автомобилей, находящихся слева, всегда уступают дорогу.

Прочие ситуации, где применяется правило помехи справа

На прилегающих территориях

Территории возле жилых домов, торговых центров, рынков, на парковках и автостоянках являются прилегающими к определенному объекту. Здесь также действует правило помехи справа, но оно, к сожалению, в большинстве случаев не соблюдается безответственными автолюбителями.

В спальных районах населенных пунктов, как правило, есть много примыкающих к главной дороге, выходящих со дворов путей.

Как понять, что есть помеха справа в данной ситуации, если отсутствуют соответствующие знаки или таблички? Чтобы не было проблем, старайтесь не превышать скорость и будьте готовы уступать всем.

При перестроении

Перестроение может быть:

  • одновременным, когда два автомобиля пытаются перестроиться: один – с правой полосы на левую, второй – с левой на правую;
  • односторонним, когда один автомобиль движется прямо, второй пытается перестроиться на его полосу.

Помеха справа при перестроении действует лишь в первой ситуации. В этом случае водитель с левой полосы может перестроиться в правую только после того, как пропустит транспортное средство справа.

Но, если автомобили движутся по левой полосе прямо и никуда не собираются перестраиваться, то водитель, желающий перестроиться влево, должен пропустить прямо идущие ТС.

Нестандартные ситуации

На нерегулируемом инспекторами ГИБДД или светофорами перекрестке с равнозначными дорогами вполне может произойти ситуация, когда действия водителей не попадают ни под правила помехи справа, ни под какие-либо другие ПДД.

К перекрестку могут одновременно подъехать четыре автомобиля, которым необходимо, не меняя направления движения, пересечь данный участок. В этом случае приоритет отсутствуют у каждого транспортного средства. Недоразумение должно решиться водителями.

Опытные автомобилисты всегда пропустят своих коллег и только после этого начнут движение. Благо, что такая обстановка на перекрестках создается крайне редко.

Выезжая с придомовой территории, невнимательный или неопытный водитель может решить, что его автомобиль для всех является помехой справа, и ему обязательно должны уступить дорогу. Так машина может получить удар в бок.

Выезд со двора всегда является второстепенной дорогой. Поэтому в данном случае лучше пропустить все ТС, которые передвигаются по главной дороге.

Хорошо, что среди водителей в большинстве случаев соблюдается правило помехи справа. Но на дорогах всегда надо внимательно следить за обстановкой, предупреждающими знаками и сигналами, подающимися другими водителями. Здесь всегда может возникнуть нестандартная ситуация. Поэтому убедитесь, что вам действительно уступили дорогу, и только потом спокойно продолжайте движение.

Магнитное поле. Магнитная индукция. Правила буравчика и правой руки. Сила Ампера. Правило левой руки

Подробности
Просмотров: 532

— это особый вид материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрически заряженными частицами.

Свойства стационарного магнитного поля

Постоянное (или стационарное) магнитное поле — это магнитное поле, неизменяющееся во времени .

1. Магнитное поле создается движущимися заряженными частицами и телами, проводниками с током, постоянными магнитами.

2. Магнитное поле действует на движущиеся заряженные частицы и тела, на проводники с током, на постоянные магниты, на рамку с током.

3. Магнитное поле вихревое, т.е. не имеет источника.

Магнитные силы

— это силы, с которыми проводники с током действуют друг на друга.

………………

Магнитная индукция

— это силовая характеристика магнитного поля.

Вектор магнитной индукции направлен всегда так, как сориентирована свободно вращающаяся магнитная стрелка в магнитном поле.

Единица измерения магнитной индукции в системе СИ:

Линии магнитной индукции

— это линии, касательными к которой в любой её точке является вектор магнитной индукции.

Однородное магнитное поле — это магнитное поле, у которого в любой его точке вектор магнитной индукции неизменен по величине и направлению; наблюдается между пластинами плоского конденсатора, внутри соленоида (если его диаметр много меньше его длины) или внутри полосового магнита.

Магнитное поле прямого проводника с током:

или

где

— направление тока в проводнике на нас перпендикулярно плоскости листа,

— направление тока в проводнике от нас перпендикулярно плоскости листа.

Магнитное поле соленоида:

Магнитное поле полосового магнита:

— аналогично магнитному полю соленоида.

Свойства линий магнитной индукции

— имеют направление;
— непрерывны;
-замкнуты (т.е. магнитное поле является вихревым);
— не пересекаются;
— по их густоте судят о величине магнитной индукции.

Направление линий магнитной индукции

— определяется по правилу буравчика или по правилу правой руки.

Правило буравчика ( в основном для прямого проводника с током):

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

Правило правой руки

( в основном для определения направления магнитных линий внутри соленоида):

Если обхватить соленоид ладонью правой руки так, чтобы четыре пальца были направлены вдоль тока в витках, то отставленный большой палец покажет направление линий магнитного поля внутри соленоида.

Существуют другие возможные варианты применения правил буравчика и правой руки.

Сила Ампера

— это сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током.

Модуль силы Ампера равен произведению силы тока в проводнике на модуль вектора магнитной индуции, длину проводника и синус угла между вектором магнитной индукции и направлением тока в проводнике.

Сила Ампера максимальна, если вектор магнитной индукции перпендикулярен проводнику.

Если вектор магнитной индукции параллелен проводнику, то магнитное поле не оказывает никакого действия на проводник с током, т.е. сила Ампера равна нулю.

Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки:

Если левую руку расположить так, чтобы перпендикулярная проводнику составляющая вектора магнитной индукции входила в ладонь, а 4 вытянутых пальца были направлены по направлению тока, то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление силы, действующий на проводник с током.

Примеры:

или

Действие магнитного поля на рамку с током

Однородное магнитное поле ориентирует рамку (т.е. создается вращающий момент и рамка поворачивается в положение, когда вектор магнитной индукции перпендикулярен плоскости рамки).

Неоднородное магнитное поле ориентирует + притягивает или отталкивает рамку с током.
Так, в магнитном поле прямого проводника с током (оно неоднородно) рамка с током ориентируется вдоль радиуса магнитной линии и притягивается или отталкивается от прямого проводника с током в зависимости от направления токов.

Следующая страница «Действие магнитного поля на движущийся заряд.Магнитные свойства вещества»

Назад в раздел «10-11 класс»

Электромагнитное поле — Класс!ная физика

Взаимодействие токов. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Сила Ампера —
Действие магнитного поля на движущийся заряд.Магнитные свойства вещества —
Явление электромагнитной индукции. Магнитный поток. Направление индукционного тока. Правило Ленца —
ЭДС электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле
ЭДС индукции в движущихся проводниках —
Самоиндукция. Индуктивность. Энергия магнитного поля. Вопросы к пр/работе

Физическая основа правил

Прогнозирование направления плотности потока ( B ), учитывая, что ток I течет в направлении большого пальца.

Когда электроны или любые заряженные частицы текут в одном и том же направлении (например, как электрический ток в электрическом проводнике , таком как металлический провод ), они создают цилиндрическое магнитное поле, которое охватывает проводник (как обнаружил Ганс Кристиан Эрстед. ).

Направление индуцированного магнитного поля можно запомнить по правилу штопора Максвелла . То есть, если обычный ток течет от наблюдателя, магнитное поле движется по часовой стрелке вокруг проводника в том же направлении, в котором штопор должен был бы повернуться, чтобы уйти от наблюдателя. Направление индуцированного магнитного поля также иногда запоминается правилом для правой руки , как показано на иллюстрации, с большим пальцем, показывающим направление обычного тока, и пальцами, показывающими направление магнитного поля. Существование этого магнитного поля может быть подтверждено размещением магнитных компасов в различных точках по периферии электрического проводника, по которому проходит относительно большой электрический ток.

Большой палец показывает направление движения, указательный палец показывает линии поля, а средний палец показывает направление индуцированного тока.

Если внешнее магнитное поле приложено горизонтально, так что оно пересекает поток электронов (в проводнике или в электронном пучке), два магнитных поля будут взаимодействовать. Майкл Фарадей представил для этого визуальную аналогию в форме воображаемых магнитных силовых линий : те, что в проводнике, образуют концентрические круги вокруг проводника; те, которые находятся во внешнем магнитном поле, идут параллельными линиями. Если те, которые находятся на одной стороне проводника, движутся (от северного к южному магнитному полюсу) в направлении, противоположном тем, которые окружают проводник, они будут отклоняться так, что они пройдут с другой стороны проводника (поскольку магнитные силовые линии не могут пересекаются или бегут друг против друга). Следовательно, будет большое количество силовых линий магнитного поля в небольшом пространстве на этой стороне проводника и их недостаток на исходной стороне проводника. Поскольку силовые линии магнитного поля больше не являются прямыми линиями, а изогнуты, чтобы проходить вокруг электрического проводника, они находятся под напряжением (как растянутые эластичные ленты), а энергия связана в магнитном поле. Поскольку этому энергетическому полю теперь практически не противостоит, его наращивание или вытеснение в одном направлении создает — аналогично третьему закону движения Ньютона — силу в противоположном направлении. Поскольку в этой системе есть только один подвижный объект (электрический проводник), на который действует эта сила, результирующий эффект представляет собой физическую силу, работающую, чтобы вытеснить электрический проводник из внешнего магнитного поля в направлении, противоположном тому, на которое магнитный поток перенаправляется на — в этом случае (двигатели), если проводник проводит обычный ток вверх , а внешнее магнитное поле движется от наблюдателя, физическая сила будет толкать проводник влево . Это причина крутящего момента в электродвигателе. (Электродвигатель затем сконструирован таким образом, что выталкивание проводника из магнитного поля заставляет его помещаться внутрь следующего магнитного поля, и это переключение продолжается бесконечно.)

Закон Фарадея : индуцированная электродвижущая сила в проводнике прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока в проводнике.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации