Правило буравчика, правой и левой руки
В физике и электротехнике широко используются различные приемы и способы, позволяющие определить одну из характеристик магнитного поля – направленность напряженности. С этой целью используется закон буравчика, правой и левой руки. Данные способы позволяют получить довольно точные результаты.
Правило буравчика и правой руки
Закон буравчика используется для определения направленности напряженности магнитного поля. Оно работает при условии прямолинейного расположения магнитного поля, относительно проводника с током.
Это правило заключается в совпадении направленности магнитного поля с направленностью рукоятки буравчика, при условии вкручивания буравчика с правой нарезкой в направлении электрического тока. Данное правило применяется и для соленоидов.
В этом случае, большой палец, оттопыренный на правой руке, указывает направление линий магнитной индукции. При этом, соленоид обхватывается так, что пальцы указывают направление тока в его витках.
Обязательным условием является превышение длиной катушки ее диаметра.
Правило правой руки противоположно правилу буравчика. При обхватывании исследуемого элемента, пальцы в сжатом кулаке указывают направление магнитных линий. При этом, учитывается поступательное движение по направлению магнитных линий. Большой палец, который отогнут на 90 градусов по отношению к ладони, указывает направление тока.
При движущемся проводнике, силовые линии перпендикулярно входят в ладонь. Большой палец руки вытянут перпендикулярно, и указывает направление движения проводника. Оставшиеся четыре оттопыренных пальца, расположены в направлении индукционного тока.
Правило левой руки
Среди таких способов, как правило буравчика, правой и левой руки, следует отметить правило левой руки. Для того, чтобы это правило работало, необходимо расположить левую ладонь таким образом, чтобы направление четырех пальцев было в сторону электрического тока в проводнике.
Индукционные линии входят в ладонь перпендикулярно под углом 900. Большой палец отогнут, и указывает направление силы, действующей на проводник. Обычно, этот закон применяется, когда нужно определить направление отклонения проводника.
В данной ситуации проводник располагается между двумя магнитами и по нему пропущен электрический ток.
Правило левой руки формулируется еще и таким образом, что четыре пальца на левой руке располагаются в направлении, куда движутся положительные или отрицательные частицы электрического тока. Индукционные линии, как и в других случаях, должны перпендикулярно располагаться относительно ладони и входить в нее. Большой оттопыренный палец указывает на направление силы Ампера или Лоренца.
Источник: https://electric-220.ru/news/pravilo_buravchika_pravoj_i_levoj_ruki/2014-11-18-747
Правила левой и правой руки | Учеба-Легко.РФ — крупнейший портал по учебе
Сила магнитного взаимодействия токов. Сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током, называется силой Ампера.
Экспериментальное изучение магнитного взаимодействия показывает, что модуль силы Амперапропорционален длине l проводника с током и зависит от ориентации проводника в магнитном поле.
Магнитная индукция. Для характеристики способности магнитного поля оказывать силовое действие на проводник с током вводится векторная величина — магнитная индукция. Силовое действие магнитного поля может обнаруживаться по действию силы Ампера на прямолинейный проводник с током и по вращающему действию на замкнутый контур.
При исследовании магнитного поля с помощью прямолинейного проводника с током магнитная индукция определяется следующим образом: модуль магнитной индукции равен отношению максимального значения модуля силы Ампера, действующей на проводник с током, к силе тока I в проводнике и его длине l:
.(1)
Для определения направления вектораиндукции нужно расположить прямолинейный проводник в магнитном поле таким образом, чтобы сила Ампера имела максимальное значение.
Раскрытую ладонь левой руки поместим в плоскости, проходящей через векторсилы Ампера и проводник с током.
Четыре пальца левой руки расположим по направлению тока в проводнике, а большой палец, отогнутый в плоскости ладони под прямым углом к остальным четырем пальцам,— по направлению векторасилы Ампера. Тогда вектор индукциибудет входить перпендикулярно в плоскость ладони (рис. 180).
Единица индукции в этом случае определяется как индукция такого магнитного поля, в котором на 1 м проводника при силе тока 1 А действует максимальная сила Ампера 1 Н. Эта единица называется тесла (Тл) в честь выдающегося югославского электротехника Николы Тесла (1856—1943).
.
При исследовании магнитного поля с помощью контура с током за направление вектора магнитной индукциив том месте, где расположена рамка с током, принимают направление перпендикуляра к плоскости, в которой устанавливается свободно вращающаяся рамка с током (рис. 181).
Векториндукции направлен в ту сторону, куда перемещался бы буравчик при вращении по направлению тока в рамке (рис. 182).
Модуль вектора индукцииравен отношению максимального момента сил М, действующего на рамку с током со стороны магнитного поля, к произведению силы тока I в рамке на ее площадь S:
.(2)
За единицу магнитной индукции принята магнитная индукция такого поля, в котором на контур площадью 1 м2 при силе тока 1 А действует со стороны поля максимальный момент сил 1 H * м. Нетрудно убедиться в том, что эта единица совпадает с единицей, установленной при первом способе определения магнитной индукции:
.
Сила, действующая со стороны магнитного поля на одну заряженную частицу, движущуюся со скоростьюпод угломк векторуиндукции, равна
.(3)
Эту силу называют силой Лоренца.
Направление вектора силы Лоренцаопределяется правилом левой руки, в нем за направление тока нужно брать направление вектора скорости положительного заряда (рис. 186). Для случая движения отрицательно заряженных частиц четыре пальца следует располагать противоположно направлению вектора скорости.
Источник: http://uclg.ru/education/fizika/shpargalki/lecture_pravila_levoy_i_pravoy_ruki.html
Правило левой руки
Проводник с током в магнитном поле. Магнитная индукция.
Если проводник, по которому проходит электрический ток, внести в магнитное поле, то в результате взаимодействия магнитного поля и проводника с током проводник будет перемещаться в ту или иную сторону. Направление перемещения проводника зависит от направления тока в нем и от направления магнитных линий поля.
Допустим, что в магнитном поле магнита NS находится проводник, расположенный перпендикулярно плоскости рисунка; по проводнику протекает ток в направлении от нас за плоскость рисунка.
Ток, идущий от плоскости рисунка к наблюдателю, обозначается условно точкой, а ток, направляющийся за плоскость рисунка от наблюдателя,— крестом.
Движение проводника с током в магнитном поле
1 — магнитное поле полюсов и тока проводника,
2 — результирующее магнитное поле.
Всегда всё уходящее на изображениях обозначается крестом,
а направленное на смотрящего — точкой.
Под действием тока вокруг проводника образуется свое магнитное поле рис.1.
Применяя правило буравчика, легко убедиться, что в рассматриваемом нами случае направление магнитных линий этого поля совпадает с направлением движения часовой стрелки.
При взаимодействии магнитного поля магнита и поля, созданного током, образуется результирующее магнитное поле, изображенное на рис.2.
Густота магнитных линий результирующего поля с обеих сторон проводника различна.
Справа от проводника магнитные поля, имея одинаковое направление, складываются, а слева, будучи направленными встречно, частично взаимно уничтожаются.
Следовательно, на проводник будет действовать сила, большая справа и меньшая слева. Под действием большей силы проводник будет перемещаться по направлению силы F.
Перемена направления тока в проводнике изменит направление магнитных линий вокруг него, вследствие чего изменится и направление перемещения проводника.
Для определения направления движения проводника в магнитном поле можно пользоваться правилом левой руки, которое формулируется следующим образом:
Если расположить левую руку так, чтобы магнитные линии пронизывали ладонь, а вытянутые четыре пальца указывали направление тока в проводнике, то отогнутый большой палец укажет направление движения проводника.
Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, зависит как от тока в проводнике, так и от интенсивности магнитного поля.
Основной величиной, характеризующей интенсивность магнитного поля, является магнитная индукция
В. Единицей измерения магнитной индукции является тесла (Тл=Вс/м2).
О магнитной индукции можно судить по силе действия магнитного поля на проводник с током, помещенный в это поле.
Если на проводник длиной 1 м и с током 1 А, расположенный перпендикулярно магнитным линиям в равномерном магнитном поле, действует сила в 1 Н (ньютон), то магнитная индукция такого поля равна 1 Тл (тесла).
Магнитная индукция является векторной величиной, ее направление совпадает с направлением магнитных линий, причем в каждой точке поля вектор магнитной индукции направлен по касательной к магнитной линии.
Сила F, действующая на проводник с током в магнитном поле, пропорциональна магнитной индукции В, току в проводнике I и длине проводника l, т. е.
F=BIl. Эта формула верна лишь в том случае, когда проводник с током расположен перпендикулярно магнитным линиям равномерного магнитного поля.
Если проводник с током находится в магнитном поле под каким-либо углом а по отношению к магнитным линиям, то сила равна:
F=BIl sin a.
Если проводник расположить вдоль магнитных линий, то сила F станет равной нулю, так как а=0.
(Подробно и доходчиво в видеокурсе «В мир электричества — как в первый раз!»)
Источник: https://eleczon.ru/ucheba/osnovi/pravilo-levoy-ruki.html
Правила левой и правой руки
Правило правой руки – правило, использующееся для определения вектора магнитной индукции поля.
Данное правило также имеет названия «правило буравчика» и «правило винта», из-за схожести принципа действия. Широко распространено в физике, так как позволяет без применения специальных приборов или вычислений определить важнейшие параметры – угловую скорость, момент сил, момент импульса. В электродинамике данный способ позволяет определить вектор магнитной индукции.
Правило буравчика
Правило буравчика или винта: если ладони правой руки поставить так, чтобы она совпадала с направлением тока в изучаемом проводнике, то поступательное вращение ручки буравчика (большого пальца ладони) укажет непосредственно вектор магнитной индукции.
Иными словами, необходимо правой рукой как будто вкручивать бур или штопор, чтобы определить вектор. Особых сложностей в освоении данного правила нет.
Правило правой руки
Есть ещё одна разновидность данного правила. Чаще всего данный способ называется просто «правилом правой руки».
Оно звучит следующим образом: чтобы определить направление линий индукции создаваемого магнитного поля, необходимо рукой взять проводник так, чтобы оставленный на 90о большой палец показал направление тока, протекающего через него.
Есть аналогичный вариант и для соленоида.
В данном случае следует обхватить прибор так, чтобы пальцы ладони совпадали с направлением тока в витках. Оттопыренный большой палец в данном случае покажет, откуда выходят линии магнитного поля.
Правило правой руки для движущегося проводника
Поможет данное правило и в случае с движущимися в магнитном поле проводниками. Только здесь необходимо действовать несколько по-другому.
Открытая ладонь правой руки должна располагаться так, чтобы силовые линии поля входили в неё перпендикулярно. Вытянутый большой палец должен указывать на направление движения проводника. При таком расположении вытянутые пальцы совпадут с направлением индукционного тока.
Как мы видим, количество ситуаций, когда данное правило реально помогает, достаточно велико.
Первое правило левой руки
Необходимо поставить левую ладонь таким образом, чтобы линии индукции поля входили в неё под прямым углом (перпендикулярно). Четыре вытянутых пальца ладони должны совпадать с направлением электрического тока в проводнике. В этом случае отставленный большой палец левой ладони покажет направление действующей на проводник силы.
На практике данный способ позволяет определить направление, куда начнёт отклоняться проводник с проходящим по нему электрическим током, помещённый между двумя магнитами.
Второе правило левой руки
Есть и другие ситуации, когда можно воспользоваться правилом левой руки. Вчастности для определения сил при движущемся заряде и неподвижном магните.
Другое правило левой руки гласит: Ладонь левой руки следует расположить таким образом, чтобы в неё перпендикулярно входили линии индукции созданного магнитного поля.
Положение четырёх вытянутых пальцев зависит от направления электрического тока (по движению положительно заряженных частиц, либо против отрицательных).
Оттопыренный большой палец левой руки в этом случае укажет направление силы Ампера или силы Лоренца.
Преимущества правил правой и левой руки заключается как раз в том, что они просты и позволяют достаточно точно определить важные параметры без использования дополнительных приборов. Они используются и при проведении различных опытов и испытаний, и на практике, когда дело касается проводников и электромагнитных полей.
Источник: http://solo-project.com/articles/10/pravila-levoy-i-pravoy-ruki.html
Магнитное поле. Магнитная индукция. Правила буравчика и правой руки. Сила Ампера. Правило левой руки :: Класс!ная физика
— 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.
Вспомни тему «Электромагнитные явления» за 8 класс:
Магнитное поле.
Магнитное поле прямого проводника. Магнитные линии.
Магнитное поле катушки с током. Электромагнит.
Постоянные магниты.
Магнитное поле Земли.
Действие магнитного поля на проводник с током. Электродвигатель.
Вспомни тему «Электромагнитное поле » за 9 класс:
Магнитное поле.
Определение направления линий магнитного поля.
Обнаружение магнитного поля по его действию на проводник с током.
Магнитная индукция. Магнитный поток.
Явление электромагнитной индукции.
Электромагнитное поле. Электромагнитные волны.
Смотри другие страницы по теме «Всё о магнитах»:
Магнитное поле
Постоянные магниты
Органические магниты
Магнитные жидкости
Электромагниты
Электромагниты Дж. Генри
Телеграф С. Морзе
«Ювелирные» соленоиды
«Шаттл» на электромагнитной тяге
Опыты с магнитными иголками
Опыт: влияние температуры на свойства магнита
Магнитное поле Земли
Можно ли намагнитить шар?
Намагничивание в магнитном поле Земли
Часы и магнетизм
«Поющие» магниты
Размагничивание
Дрейф магнитных полюсов Земли
«Магометов гроб»
Проект магнитного транспорта
Лечение магнитами
Магнитная летательная машина
Сражение марсиан с земножителями
Магнитный вечный двигатель
Магнитные фокусы
Оружие 21 века
Как влияет электросмог на всё живое?
Как работает микроволновка?
Загадки Николы Тесла
О полярных сияниях
Научные игрушки с элементами «антигравитации»
Применение электромагнита
Бури, которые не видит глаз
Может ли бритва самозатачиваться?
Источник: http://class-fizika.narod.ru/10_15.htm
Загрузка...
