Правило левой руки: применение правила Буравчика, формулы, примеры задач

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 ($\vec{B}$).

Готовые работы на аналогичную тему

Курсовая работа Правило левой и правой руки для магнитного поля 480 ₽ Реферат Правило левой и правой руки для магнитного поля 270 ₽ Контрольная работа Правило левой и правой руки для магнитного поля 220 ₽ Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту Узнать стоимость

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.

Появились вопросы по этой теме? Задай вопрос преподавателю и получи ответ через 15 минут! Задать вопрос

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.

Карточки-задания «Правила буравчика и левой руки» 9 класс

2. Изобразить линии магнитного поля вокруг рамки с током. Определить направление вектора индукции магнитного поля в точке А.

3. Определить направление тока в проводнике

4. Определить направление силы, действующей на проводник с током со стороны магнитного поля

5. Определить направление силы, действующей со стороны однородного магнитного поля на участок рамки bd

2. Изобразить линии магнитного поля вокруг рамки с током. Определить направление вектора индукции магнитного поля в точке А.

3. Определить направление силы, действующей на проводник с током со стороны магнитного поля

4. Определить направление тока в проводнике

5. Определить направление силы, действующей со стороны однородного магнитного поля на участок рамки cd

2. Изобразить линии магнитного поля вокруг рамки с током. Определить направление вектора индукции магнитного поля в точке А.

3. Определить расположение полюсов у постоянных магнитов

4. Определить направление силы, действующей на проводник с током со стороны магнитного поля

5. Определить направление силы, действующей со стороны однородного магнитного поля на участок рамки ab

2. Изобразить линии магнитного поля вокруг рамки с током. Определить направление вектора индукции магнитного поля в точке А.

3. Определить направление тока в проводнике

4. Определить направление силы, действующей на проводник с током со стороны магнитного поля

5. Определить направление силы, действующей со стороны однородного магнитного поля на участок рамки bd

2. Изобразить линии магнитного поля вокруг рамки с током. Определить направление вектора индукции магнитного поля в точке А.

3. Определить расположение полюсов у постоянных магнитов

4. Определить направление силы, действующей на проводник с током со стороны магнитного поля

5. Определить направление силы, действующей со стороны однородного магнитного поля на участок рамки cd

2. Изобразить линии магнитного поля вокруг рамки с током. Определить направление вектора индукции магнитного поля в точке А.

3. Определить направление силы, действующей на проводник с током со стороны магнитного поля

4. Определить направление тока в проводнике

5. Определить направление силы, действующей со стороны однородного магнитного поля на участок рамки bd

2. Изобразить линии магнитного поля вокруг рамки с током. Определить направление вектора индукции магнитного поля в точке А.

3. Определить расположение полюсов у постоянных магнитов

4. Определить направление силы, действующей на проводник с током со стороны магнитного поля

5. Определить направление силы, действующей со стороны однородного магнитного поля на участок рамки ab

2. Изобразить линии магнитного поля вокруг рамки с током. Определить направление вектора индукции магнитного поля в точке А.

3. Определить расположение полюсов у постоянных магнитов

4. Определить направление тока в проводнике

5. Определить направление силы, действующей со стороны однородного магнитного поля на участок рамки bd

2. Изобразить линии магнитного поля вокруг рамки с током. Определить направление вектора индукции магнитного поля в точке А.

3. Определить расположение полюсов у постоянных магнитов

4. Определить направление силы, действующей на проводник с током со стороны магнитного поля

5. Определить направление силы, действующей со стороны однородного магнитного поля на участок рамки cd

2. Изобразить линии магнитного поля вокруг рамки с током. Определить направление вектора индукции магнитного поля в точке А.

3. Определить направление тока в проводнике

4. Определить направление силы, действующей на проводник с током со стороны магнитного поля

5. Определить направление силы, действующей со стороны однородного магнитного поля на участок рамки ab

2. Изобразить линии магнитного поля вокруг рамки с током. Определить направление вектора индукции магнитного поля в точке А.

3. Определить направление тока в проводнике

4. Определить направление силы, действующей на проводник с током со стороны магнитного поля

5. Определить направление силы, действующей со стороны однородного магнитного поля на участок рамки bd

2. Изобразить линии магнитного поля вокруг рамки с током. Определить направление вектора индукции магнитного поля в точке А.

3. Определить расположение полюсов у постоянных магнитов

4. Определить направление силы, действующей на проводник с током со стороны магнитного поля

5. Определить направление силы, действующей со стороны однородного магнитного поля на участок рамки ab

Вариант
17
1. Изобразить линии магнитного поля вокруг проводника с током. Определить направление вектора индукции магнитного поля в точке А.

2. Изобразить линии магнитного поля вокруг рамки с током. Определить направление вектора индукции магнитного поля в точке А.

3. Определить расположение полюсов у постоянных магнитов

4. Определить направление тока в проводнике

5. Определить направление силы, действующей со стороны однородного магнитного поля на участок рамки bd

2. Изобразить линии магнитного поля вокруг рамки с током. Определить направление вектора индукции магнитного поля в точке А.

3. Определить направление тока в проводнике

4. Определить направление силы, действующей на проводник с током со стороны магнитного поля

5. Определить направление силы, действующей со стороны однородного магнитного поля на участок рамки cd

2. Изобразить линии магнитного поля вокруг рамки с током. Определить направление вектора индукции магнитного поля в точке А.

3. Определить направление тока в проводнике

4. Определить направление силы, действующей на проводник с током со стороны магнитного поля

5. Определить направление силы, действующей со стороны однородного магнитного поля на участок рамки ab

2. Изобразить линии магнитного поля вокруг рамки с током. Определить направление вектора индукции магнитного поля в точке А.

3. Определить направление силы, действующей на проводник с током со стороны магнитного поля

4. Определить направление тока в проводнике

5. Определить направление силы, действующей со стороны однородного магнитного поля на участок рамки bd

2. Изобразить линии магнитного поля вокруг рамки с током. Определить направление вектора индукции магнитного поля в точке А.

3. Определить направление силы, действующей на проводник с током со стороны магнитного поля

4. Определить направление тока в проводнике

5. Определить направление силы, действующей со стороны однородного магнитного поля на участок рамки ab

2. Изобразить линии магнитного поля вокруг рамки с током. Определить направление вектора индукции магнитного поля в точке А.

3. Определить расположение полюсов у постоянных магнитов

4. Определить направление силы, действующей на проводник с током со стороны магнитного поля

5. Определить направление силы, действующей со стороны однородного магнитного поля на участок рамки cd

2. Изобразить линии магнитного поля вокруг рамки с током. Определить направление вектора индукции магнитного поля в точке А.

3. Определить расположение полюсов у постоянных магнитов

4. Определить направление силы, действующей на проводник с током со стороны магнитного поля

5. Определить направление силы, действующей со стороны однородного магнитного поля на участок рамки bd

2. Изобразить линии магнитного поля вокруг рамки с током. Определить направление вектора индукции магнитного поля в точке А.

3. Определить направление тока в проводнике

4. Определить направление силы, действующей на проводник с током со стороны магнитного поля

5. Определить направление силы, действующей со стороны однородного магнитного поля на участок рамки ab

2. Изобразить линии магнитного поля вокруг рамки с током. Определить направление вектора индукции магнитного поля в точке А.

3. Определить расположение полюсов у постоянных магнитов

4. Определить направление силы, действующей на проводник с током со стороны магнитного поля

5. Определить направление силы, действующей со стороны однородного магнитного поля на участок рамки cd

Объяснение названия

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

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

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

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

Вектор произведения

Буравчик может помочь в следующем вопросе – определение векторного произведения. Трактуется в этом случае такое правило следующим образом:

1. Два вектора имеют общую точку отсчета, но различное направление.
2. 1-й вектор сомножитель необходимо вращать по самому короткому пути до соотношения со 2-м вектором сомножителем.
3. Во время такого вращения винт будет вращаться в сторону векторного произведения.

Это правило так же учитывает правостороннюю направленность резьбы буравчика. Также это правило применимо к направленности по часовой стрелке. Если вращать вектор сомножитель по часовой стрелке до того момента, пока он и второй вектор сомножитель не будут совмещены, то направление движения будет зависеть от того, кто вращает данный вектор. Так же вращение будет осуществляться внутрь плоскости (часов).

Для визуализации необходимо раздвинуть на правой руке большой, средний и указательный пальцы. Когда данное правило применяется в электродинамике, то можно получить следующее:

При смещении всех трех пальцев получаем движение по часовой стрелке, а также сумму произведений всех векторов.

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

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.

Правая рука

Правило правой руки используется для мнемонического определения направленности движения электромагнитной индукции. Формулировка у этого алгоритма следующая: необходимо сжать ладонь в кулак и поднять вверх большой палец. В этом жесте палец имитирует электрический проводник и направленность движения электрического тока. А 4 сжатых пальца указывают на направление линий магнитной индукции.

В физике принято считать эталоном именно буравчик. Для более легкого понимания этот инструмент можно представить в виде винта, шурупа с правосторонней резьбой или сверла.

Правило буравчика не окончательное определение. Оно может трактоваться совсем по-разному, когда требуется определить угловую скорость, магнитную индукцию, механическое вращение и момент импульса.

Правило девяток для определения площади ожога

Для того, чтобы определить площадь поражённых тканей при ожогах, используют «правило девяток». Его суть заключается в том, что участок кожи на каждой отдельной части тела, имеет своё процентное соотношение к общей площади тканей всего тела:

• голова и шея – 9%;
• руки – по 9% каждая;
• грудь – 9%;
• живот – 9%;
• спина – 9%;
• поясница и ягодицы – 9%;
• бедра – по 9%;
• голень и стопа – по 9% на каждой ноге;
• паховая область – 1%.

Так определяют площадь ожога у взрослых. Для того, чтобы понять обширность ожога у детей возрастом до пяти лет, обычно применяют «правило пятёрок». Оно действует точно по такому же принципу, только каждая обозначенная область тела составляет 5%.

Соленоид

Правило правой руки также позволяет определить, какое направление имеет магнитное поле в соленоидах и катушках индуктивности. Катушки также состоят из провода, но отличие заключается в том, что этот провод смотан в спираль, а значит не имеет прямой направленности. Так же при наличии магнитного сердечника, который взаимодействует с током, значение силы магнитного поля значительно увеличивается. Для того чтобы определить направленность линий магнитного поля в соленоиде, необходимо:

1. Провод в катушке имеет значение «I» и является проводником электрического тока.
2. Ток течет по катушке от большего потенциала к меньшему, а значит от «+» к «−». В этом случае катушка является вектором «В».
3. Берем катушку правой рукой и вытягиваем большой палец вдоль самого элемента.

Данное правило трактуется следующим образом: в катушке имеется вектор магнитной индукции «B», направление которого совпадает с направлением большого пальца. 4 удерживающих катушку пальца указывают на направление протекания электрического тока. Данное правило так же основано на правостороннем закручивании буравчика. Такая направленность может использоваться при выполнении различных экспериментов, когда не требуется расчет и использованием левосторонней направленности, которую учитывают предварительно.

Что такое сила Лоренца — определение, когда возникает, получение формулы

Известно, что электрический ток – это упорядоченное перемещение заряженных частиц. Установлено также, что во время движения в магнитном поле каждая из этих частиц подвергается действию силы. Для возникновении силы требуется, чтобы частица находилась в движении.

Сила Лоренца – это сила, которая действует на электрически заряженную частицу при её движении в магнитном поле. Её направление ортогонально плоскости, в которой лежат векторы скорости частицы и напряженности магнитного поля. Равнодействующая сил Лоренца и есть сила Ампера. Зная ее, можно вывести формулу для силы Лоренца.

Время, требуемое для прохождения частицей отрезка проводника, , где – длина отрезка, – скорость частицы. Суммарный заряд, перенесенный за это время через поперечное сечение проводника, . Подставив сюда значение времени из предыдущего равенства, имеем

(2)

В то же время , где – количество частиц, находящееся в рассматриваемом проводнике. При этом , где – заряд одной частицы. Подставив в формулу значение из (2), можно получить:

Таким образом,

Используя (1), предыдущее выражение можно записать как

После сокращений и переносов появляется формула для вычисления силы Лоренца

С учетом того, что формула записана для модуля силы, ее необходимо записать так:

(3)

Поскольку , то для вычисления модуля силы Лоренца неважно, куда направлена скорость, – по направлению силы тока или против, – и можно сказать, что – это угол, образуемый векторами скорости частицы и магнитной индукции. Запись формулы в векторном виде будет выглядеть следующим образом:

Запись формулы в векторном виде будет выглядеть следующим образом:

– это векторное произведение, результатом которого является вектор с модулем, равным .

Исходя из формулы (3), можно сделать вывод о том, что сила Лоренца является максимальной в случае перпендикулярности направлений электрического тока и магнитного поля, то есть при , и исчезать при их параллельности ().

Необходимо помнить, что для получения правильного количественного ответа – например, при решении задач, – следует пользоваться единицами системы СИ, в которой магнитная индукция измеряется в теслах (1 Тл = 1 кг·с−2·А−1), сила – в ньютонах (1 Н = 1 кг·м/с2), сила тока – в амперах, заряд в кулонах (1 Кл = 1 А·с), длина – в метрах, скорость – в м/с.

Правило правой руки. Сила Лоренца.

Вводные замечания

Правило правой руки обычно применяется школьниками для того, чтобы определить куда будет отклоняться заряженная частица, движущаяся в магнитном поле.
Сила, которая отклоняет такие частицы, называется силой Лоренца

Величина силы Лоренца вычисляется в школе по формуле

F = q ⋅ v ⨯ B

B

— вектор магнитной индукции

v — скорость движения частицы

q — заряд частицы

⨯ — это векторное произведение.

После умножения заряда на скорость и индукцию мы получаем силу Лоренца. Её величину можно посчитать на калькуляторе просто перемножив остальные величины друг на друга.

Любая сила — это вектор, следовательно, у силы есть не только величина, но и направление.

Направление любого векторного произведения можно легко найти зная направления множителей.

Для этого и нужно правило правой руки.

И как Вы могли догадаться, оно может применяться не только к силе Лоренца, но и к любым другим векторным произведениям.

Необходимые знания

Прежде чем знакомиться с правилом правой руки, нужно усвоить как определяется направление электрического тока.

Электроны и отрицательно заряженные ионы движутся от катода к аноду. Протоны, дырки и положительно заряженные ионы движутся в обратном направлении — от анода к катоду.

За направление электрического тока принято направление противоположное тому, в котором движутся электроны.

Правило правой руки обозначается следующим образом: Направление, в котором частица отклонится от первоначальной траектории под действием магнитного поля зависит от заряда частицы.

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.

Вам это будет интересно Причины и последствия возникновения короткого замыкания

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.

Общее понятие

Узнать путь перпендикуляра к двум выбранным векторам и понять направление стержня можно при помощи нескольких способов. В физике правило буравчика определяет вектор силы электромагнитной области в первоначальной точке и направление витков проводника вокруг вращательного центра.

Способы применения правила взаимодействуют друг с другом в случае определения положительного курса при вычислении произведения элементов векторного расстояния и координатной сингонии. Базис является сочетаемым набором лучей. При этом каждый элемент в области является единым в линейном сочетании отрезков.

Выводы:

• в магнитном пространстве взаимодействуют неподвижный магнит, перемещающееся тело, частицы с разными зарядами;
• поведение электронов зависит от действия электромагнитного поля;
• движущийся проводник является ориентиром для перемещения заряженных элементов, а силовые линии действуют на магнитоэлектрический проводник.

Принцип определяет направляющие показатели тела, которое продвигается в магнитной области. Выбор пути векторной величины относится к условным понятиям, но проходит всегда одинаково. Полярность постоянна.

Применение правила

Есть несколько способов диагностики курса перпендикулярного исходным лучам вектора и координатных величин. Иногда нужна характеристика только одного из этих понятий. Алгоритм применяется для вычисления направления главных форматов взамен других способов. При этом должно быть известно положение множителей в согласующихся формулах.

При применении по формулировке правила буравчика проводник берется в руку, а 4 пальца складываются в кулак. Главный палец остается в вертикальном положении — вверх или вниз. Он показывает курс движения электрического потока. Пальцы, поставленные параллельно, координируют направление электромагнитных линий потенциального поля.

Отставленный большой палец может открыть равномерное передвижение проводного стержня и посыл электрического тока. При использовании правила правой руки исследуемый провод помещается в ладонь. Сжатые четыре пальца указывают направление магнитных линий, уходящих в ладонь.

Правило правой руки применяется при определении стремления электрического тока в соленоиде. Индуктивная катушка берется в соответствующую руку так, чтобы закрытые пальцы говорили о направлении тока в обмотках. Большой палец, отставленный под 90º, показывает путь потенциальных линий внутри устройства. Направление электрического тока определяется при известных показателях полярности.

При использовании правила левой руки проводник располагается так, чтобы векторные показатели индукции были направлены в центр ладони, а распрямленные пальцы указывали курс прохождения тока. Большой палец показывает направление силы Ампера, взаимодействующей со стержнем магнитного поля.

Во втором варианте правила левой руки проводник помещается в кисть так, чтобы потенциальные линии следовали в плоскость ладони под прямым углом, а пальцы показывали передвижение положительных частиц. Это направление должно быть противоположно перемещению отрицательных частиц. Большой палец покажет курс действия силы Лоренца.

Механическое вращение

Вращательный вектор зависит от луча угловой скорости и начала движения в исходной точке. Величина рассчитывается перемножением векторов. Радиальная скорость показывает темп оборотов предмета вокруг осевого центра.

Значение радиальной скорости показывается:

• числовым значением при вращении в двухмерной области;
• условным вектором при передвижении в трехмерной области: координаты луча меняют направление и знак при изменении системы координат;
• величиной, которая изменяет знак со сменой индексации при общем расположении.

Иногда перемножения векторов бывает достаточно, но в других случаях нужны простые и удобные способы. Закономерность винта и правой ладони используется при нахождении курса модуля луча.

Методы нахождения пути модуля отрезка:

• закон гласит, что поворот буравчика в направлении вращения провода показывает путь угловой скорости;
• по закону правой ладони провод берется соответствующей кистью и вращается по курсу четырех пальцев, при этом главный отставленный палец показывает направление угловой скорости.

Направление импульсного момента изменяется прямо пропорционально быстроте осевых оборотов. Для вычисления величины используется коэффициент положительного импульса.

Потенциальный момент и магнетизм

Поворачивающий и прокручивающий момент является физической величиной. Он конгруэнтен произведению радиальных лучей и потенциала, проложенных от центральной линии к точке приложения. Характеристики момента определяют показатели давления на твердом теле.

Правила являются почти аналогичными определению пути модуля, но отличаются некоторыми элементами:

• правило буравчика говорит, что оборот винта по пути потенциального поворота тела покажет курс момента силы;
• по правилу правой руки проводник поворачивается в кисти в направлении отставленных пальцев (по пути приложения поворотного потенциала), а направление главного пальца под углом 90º укажет курс поворачивающего момента.

В науке индукция является векторным сочетанием, характеризующим магнитное пространство. Значение показывает действие электромагнитной области на поляризованных электронах. Наведенная индукция выражает силу воздействия поля на частицу, движущуюся с выбранной скоростью.

Пример применения правила:

• если равномерное вращение буравчика соответствует курсу тока в соленоиде, то направление рукояти совпадает с посылом луча магнитной индукции;
• правая кисть ставится так, что главный палец указывает направление перемещения электронов, а отогнутые пальцы — путь луча полученной индукции.

В металлическом стержне присутствуют свободные заряды, которые движутся хаотично. Движение проводника в электромагнитном пространстве ведет к отклонению поляризованных частиц и созданию нацеленной индукции электромагнитного пространства.

Электроны скапливаются на одном конце осевого стержня, а на другом есть нехватка частиц. Правило Ленца говорит, что индукционный ток цепи идет в направлении, ослабляющем причины тока электронов. При перемещении провода по курсу силовых линий действие области на заряды уменьшается, и электродвижущего потенциала нет.

Немного истории

Первые попытки описать электромагнитную силу были сделаны еще в XVIII веке. Ученые Генри Кавендиш и Тобиас Майер высказали предположение, что сила на магнитных полюсах и электрически заряженных объектах подчиняется закону обратных квадратов. Однако экспериментальное доказательство этого факта не было полным и убедительным. Только в 1784 году Шарль Августин де Кулон при помощи своего торсионного баланса смог окончательно доказать это предположение.

В 1820 году физиком Эрстедом был открыт факт, что на магнитную стрелку компаса действует ток вольта, а Андре-Мари Ампер в этом же году смог разработать формулу угловой зависимости между двумя токовыми элементами. По сути, эти открытия стали фундаментом современной концепции электрических и магнитных полей. Сама же концепция получила свое дальнейшее развитие в теориях Майкла Фарадея, особенно в его представлении о силовых линиях. Лорд Кельвин и Джеймс Максвелл дополнили теории Фарадея подробным математическим описанием. В частности Максвеллом было создано так званное, «уравнение поля Максвелла» – представляющее собой систему дифференциальных и интегральных уравнений, описывающих электромагнитное поле и его связь с электрическими зарядами и токами в вакууме и сплошных средах.

Джей Джей Томпсон был первым физиком, кто попытался вывести из уравнения поля Максвелла электромагнитную силу, которые действует на движущийся заряженный объект. В 1881 году он опубликовал свою формулу F = q/2 v x B. Но из-за некоторых просчетов и неполного описания тока смещения она оказалась не совсем правильной.

И вот, наконец, в 1895 году голландский ученый Хендрик Лоренц вывел правильную формулу, которая используется и поныне, а также носит его имя, как и та сила, что действует на летящую частицу в магнитном поле, отныне называется «силой Лоренца».

Хендрик Лоренц.

Первое задание

Первое задание — рисование. Положите перед ребенком лист бумаги и карандаш (фломастер), предложите ему нарисовать то, что он хочет. Не торопите ребенка. После того как он закончит рисунок, попросите его нарисовать то же самое другой рукой. Часто дети отказываются: «я не умею», «у меня не получится». Можете успокоить малыша: «Я знаю, что трудно нарисовать такой же рисунок правой (левой) рукой, но ты постарайся». Подбодрите его, скажите, что он делает все верно. В этом задании нужно сравнить качество выполнения рисунков. Проследите за тем, чтобы ребенок правильно и удобно держал ручку или карандаш, не напрягался при выполнении задания, правильно сидел. Во всех заданиях, приведенных ниже, ведущей рукой следует считать ту, которая выполняет более активное действие.

Ответ

Возьми отточенный карандаш. Представь, что по карандашу может протекать ток и течёт он от тупого конца к острию. Обхвати его ПРАВОЙ рукой так, чтобы отогнутый большой палец показывал К ОСТРИЮ. В какую сторону остальные пальцы повернулись для обхвата? Это и есть НАПРАВЛЕНИЕ МАГНИТНОЙ силовой линии данного тока.

Итак, ПРАВАЯ рука – хваталка.

А теперь распрями ЛЕВУЮ РУКУ, соединив четыре пальца, а большой отогнув перпендикулярно другим четырём пальцам. Теперь наш карандаш будет играть роль вектора ВНЕШНЕГО магнитного поля. Пусть этот вектор входит в раскрытую тобой ладонь ЛЕВОЙ руки, перпендикулярно ей. (Остриём карандаша тыкаешь себе в ладонь) При этом ладонь (её плоскость) будет иметь в пространстве вполне определённую ориентацию. Представь себе, что ты проткнула ладонь и она (ладонь) может вертеться на карандаше как кусок шашлыка на шампуре. ПОВЕРНИ ладонь так, чтобы ЧЕТЫРЕ сложенных пальца показали НАПРАВЛЕНИЕ тока. Отогнутый палец покажет направление СИЛЫ АМПЕРА или СИЛЫ ЛОРЕНЦА (Направление тока – движение ПОЛОЖИТЕЛЬНЫХ зарядов, цело кучи зарядов – это Ампер, а одиночный заряд – Лоренц)

ЛЕВАЯ рука – парализована. ЕЁ НЕЛЬЗЯ гнуть.

Подводим итог. Правая хваталка определяет магнитное поле тока, Левая парализовка – направление силы со стороны внешнего маг. поля на ток или ДВИЖУЩИЙСЯ заряд.

Принцип суперпозиции – Общее поле – ВЕКТОРНАЯ сумма всех полей. Складывать можно только ОДНОРОДНЫЕ величины. НЕЛЬЗЯ прибавить электрическое поле к магнитному, гравитационное к электрическому.

Надеюсь что внятно объяснил, а то, что немного с «кровавым» уклоном, так когда ткнёшь себя в ладонь острием, тут же вспомнишь правило)))

Правило для угловой скорости

Принцип правила правой руки можно применить, если требуется определить угловую скорость вращающегося объекта. Для начала необходимо учесть:

1. Вектор скорости «v».
2. Вектор угловой скорости «ω».
3. Вектор, который проводят из неподвижной точки в данную «r».

Все эти параметры связаны между собой векторным произведением. Формула, которой мы пользуемся для этого произведения будет следующей:

Формулировка угловой скорости, при использовании правила буравчика звучит так. Если вращать буравчик в ту сторону, куда вращается тело, то направление завинчивания покажет направление угловой скорости данного тела. В случае правого вращения буравчика угловая скорость будет направлена в правую сторону и наоборот.

С помощью правила правой руки эта формулировка трактуется более просто: если зажать в правую руку вращающееся тело, то большой палец укажет вектор направления угловой скорости, а 4 остальных пальца укажут на направление вращения.

Что нельзя делать

• Не отрывайте приставшую одежду, если она не снимается после размачивания. В этом случае лучше дождаться прибытия медиков, которые смогут сделать это в стерильных условиях.
• Не мажьте ожог йодом или зеленкой – эти средства слишком агрессивные, сушат и без того раздраженную кожу. Кроме того, врачу будет сложнее определить степень повреждения, если все место ожога будет зеленого или коричневого цвета.
• Не обрабатывайте кожу непосредственно после ожога жирными средствами, маслами, кремами, сметаной. Масляная среда повышает местную температуру тела, на поверхности кожи образуется пленка, которая мешает ожогу естественно остывать.
• Не лопайте пузыри после ожога кипятком самостоятельно.
• Если сомневаетесь, стоит ли накладывать повязку и как это делать, лучше не делайте. Слишком тугая перевязка может привести к отеку.

Ожог 1 степени не требует каких-либо действий, он заживет через пару дней. Вы можете ускорить восстановление, если будете следить за состоянием кожи, увлажнять ее и питать.

Сразу после оказания первой помощи можно наложить на кожу повязку с лекарственным средством. В продаже есть специальные салфетки после ожогов с обезболивающим эффектом – воспользуйтесь ими или сделайте повязку самостоятельно, пропитав марлю или бинт средством против ожога. Используйте крем «Ла-Кри», который успокоит раздраженную кожу. В его состав входит пантенол, поэтому крем прекрасно подходит для лечения ожога кипятком.

Ожог 2 и 3 степени при незначительном поражении все равно требует обращения в медицинское учреждение. Необходимо провести некоторые процедуры по обеззараживанию ожоговой поверхности, которые выполняет врач.

Кожа в месте ожога обезболивается, обрабатывается антисептиком, удаляется отслоившийся эпидермис, загрязнения и остатки одежды, врач аккуратно прокалывает пузыри после ожога, удаляя жидкость и оставляя тонкую кожицу для защиты ранки. На ожог накладывается повязка с бактерицидной мазью. Дальнейшее лечение осуществляется самостоятельно или под контролем врача, если необходима замена повязки раз в 2-3 дня до полного заживления ожога.

Серьезный ожог 3 и 4 степени и ожоги более 30% тела лечат исключительно в стационаре. Первые действия медиков направлены на удаление омертвевших тканей. При необходимости это производится хирургическим методом. Пациент находится под контролем врачей, они устраняют последствия ожогового шока, который вызывает интоксикацию организма и поражение внутренних органов.

После отторжения поврежденной кожи начинается образование струпа

На этом этапе важно не допустить развития воспаления. В зависимости от локализации ожога и степени повреждения кожи лечение проводится открытым или закрытым способом, пораженные участки тела 3-4 раза в день смазываются мазью с антисептиком.

Примеры задач в физике, электротехнике

Пример 1

Простые задачи по физике на определение направления силы Ампера по правилу левой руки.

Задача

Дан магнит: слева север, справа юг. Куда направлена сила Ампера?

Решение

• ток направлен всегда от юга к северу (от положительного к отрицательному концу);
• представим, что берем этот магнит в левую руку;
• располагаем четыре пальца (кроме большого) по направлению тока (справа налево, от юга к северу);
• расположение поставленного под прямым углом большого пальца покажет нам, что сила Ампера направлена вниз. Отмечаем:

По теме: Какими упражнениями можно подкачать руки

Пример 2

Теперь север расположен справа, а юг слева.

Решение: ориентируясь на предыдущую задачу, можно сразу сделать вывод, что здесь сила Ампера будет направлена вверх. Либо снова проверить это, расположив правую руку по правилу левой руки. Отмечаем направление:

Более сложные задачи.

Пример 3

Задача

Определите силу, с которой однородное магнитное поле действует на проводник длиной 20 см, если сила тока в нем 300 мА, расположенный под углом 45º к вектору магнитной индукции. Магнитная индукция составляет 0,5 Тл.

Решение

\(F_A=B\times J\times L\sin\left(\alpha\right)\)

Пример 4

Задача

Определить силу, оказывающую действие на заряд 0,005 Кл, движущийся в магнитном поле с индукцией 0,3 Тл со скоростью 200 м/с под углом 45º к вектору магнитной индукции.

Решение

Работы любой сложности

Квалифицированная помощь от опытных авторов

Источник

Тест по физике Правило левой руки 9 класс

Тест по физике Правило левой руки. Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток для учащихся 9 класса с ответами. Тест включает в себя 10 заданий с выбором ответа.

1. Направление тока в магнетизме совпадает с направлением движения

1) электронов 2) отрицательных ионов 3) положительных частиц 4) среди ответов нет правильного

2. Квадратная рамка расположена в однородном магнитном поле так, как показано на рисунке. Направление тока в рамке указано стрелками.

Сила, действующая на нижнюю сторону рамки, направлена

3. Электрическая цепь, состоящая из четырех прямолинейных горизонтальных проводников (1-2, 2-3, 3-4, 4-1) и ис­точника постоянного тока, находится в однородном магнит­ном поле, силовые линии которого направлены вертикально вверх (см. рис., вид сверху).

Сила, действующая на проводник 4-1, направлена

1) горизонтально вправо 2) горизонтально влево 3) вертикально вверх 4) вертикально вниз

4. Электрическая цепь, состоящая из четырех прямолиней­ных горизонтальных проводников (1-2, 2-3, 3-4, 4-1) и источника постоянного тока, находится в однородном магнитном поле, линии которого направлены горизонтально вправо (см. рис., вид сверху).

Сила, действующая на проводник 1-2, направлена

5. В основе работы электродвигателя лежит

1) действие магнитного поля на проводник с электрическим током 2) электростатическое взаимодействие зарядов 3) явление самоиндукции 4) действие электрического поля на электрический заряд

6. Основное назначение электродвигателя заключается в преобразовании

1) механической энергии в электрическую энергию 2) электрической энергии в механическую энергию 3) внутренней энергии в механическую энергию 4) механической энергии в различные виды энергии

7. Магнитное поле действует с ненулевой по модулю силой на

1) покоящийся атом 2) покоящийся ион 3) ион, движущийся вдоль линий магнитной индукции 4) ион, движущийся перпендикулярно линиям магнитной индукции

8. Выберите верное(-ые) утверждение(-я).

А. для определения направления силы, действующей на по­ложительно заряженную частицу, следует четыре паль­ца левой руки располагать по направлению скорости ча­стицы Б. для определения направления силы, действующей на от­рицательно заряженную частицу, следует четыре пальца левой руки располагать против направления скорости частицы

1) только А 2) только Б 3) и А, и Б 4) ни А, ни Б

9. Положительно заряженная частица, имеющая горизонтально направлен­ную скорость v, влетает в область поля перпендикулярно магнитным ли­ниям. Куда направлена дей­ствующая на частицу сила?

1) Вертикально вниз 2) Вертикально вверх 3) На нас 4) От нас

10. Отрицательно заряженная частица, имеющая горизонтально направлен­ную скорость v, влетает в область поля перпендикулярно магнитным ли­ниям. Куда направлена дей­ствующая на частицу сила?

1) К нам 2) От нас 3) Горизонтально влево в плоскости рисунка 4) Горизонтально вправо в плоскости рисунка

Ответы на тест по физике Правило левой руки Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток 1-3 2-4 3-2 4-3 5-1 6-2 7-4 8-3 9-4 10-2

PDF-версия Тест Правило левой руки Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток (137 Кб, pdf)

Мнемонические правила для отдельных случаев

Линии магнитной индукции

Представленные технологии не обязательны для использования при решении практических задач. Правило правой руки в физике используют в качестве вспомогательного инструмента. Вычисления делают с применением стандартных методик векторной алгебры. Однако достаточно часто требуется ускоренное уточнение направления магнитных линий либо иного параметра. Не всегда нужны сведения о силе токе в амперах, другие точные данные. В подобных ситуациях пригодятся правила буравчика по физике.

Для угловой скорости

Для рассмотрения механических систем часто приходится оперировать с выражениями угловой скорости (w) и перемещения (v). По движению буравчика определяют направление вектора w.

Для момента импульса

Этот же принцип используют для уточнения параметров момента импульса (L), который зависит от общей массы и ее распределения в исследуемом объекте. Однако выяснить направление вектора можно с применением простого правила буравчика.

Для момента сил

По классическому определению вращающий момент (M) равен произведению векторов силы (F) и радиуса (r), который соединяет точки оси вращения и места приложения соответствующего воздействия. Для расчетов применяют сложные вычисления с использованием интегралов и угловых проекций. Движение тела будет соответствовать перемещению буравчика. Подразумевается вращение рукоятки его в сторону соответствующего момента сил.

Магнитостатика и электродинамика

Земля создает мощное поле, защищающее людей от солнечной радиации. Под его воздействием стрелка компаса перемещается в определенное положение. Ток, проходящий через проводник, создает силовое воздействие для вращения двигателя. Обратный алгоритм действий применяют для генерации электроэнергии. Отмеченные процессы можно сформулировать и описать комплексом уравнений. Правило правой руки позволяет определить отдельные параметры в электродинамике без лишних сложностей.

Магнитная индукция

Рассматриваемое явление открыто в начале 19 века. Основные зависимости физических величин определены законом Фарадея:

E = – dФ/dt,

где:

• Е – электродвижущая сила;
• Ф – магнитный поток, который создается вектором индукции;
• t – контрольный временной интервал.

Позднее были определена зависимость ЭДС не только от формы силы внешнего воздействия. Ток появляется и в проводнике, который движется в стабильном магнитном поле. Био-Савар установил векторную зависимость экспериментально. Позднее Лаплас сделал общее определение и уточнил принципы вычислений для перемещающего единичного заряда. Эти постулаты стали основой современной магнитостатики.

В приведенном выражении «минус» перед второй частью объясняется условием противоположной направленности линий соответствующего магнитного потока (закон Лоренца) току в проводнике.

Для упрощенного рассмотрения методики правило буравчика кратко будет обозначаться далее в тексте аббревиатурой «ПБ». Правило левой руки или правой – «ПЛР» или «ППР», соответственно. Иные сокращения для обозначения направлений:

• перемещения винта (буравчика) – НДБ;
• вращения ручки – НВР;
• отставленного на прямой угол большого пальца – НБП;
• сложенных других пальцев – НСП.

Условные сокращения

Для тока в проводнике, движущемся в магнитном поле

Уравнения Максвелла

В этом случае применяют возможность выражения операции ротора через произведение двух векторов. Для простоты понимания можно представить вращающуюся жидкую среду обладающей определенной угловой скоростью.

Методы определения базовых параметров

Задачи по теме «сила Лоренца»

Даже если вы не новичок, прежде чем решать задачи, прочтите общую памятку и на всякий случай держите под рукой полезные формулы.

Задача на силу Лоренца №1

Условие

Электрон с энергией 300 эВ движется перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля напряженностью 465 А/м. Определить силу Лоренца, скорость и радиус траектории электрона.

Решение

Скорость электрона можно найти из формулы кинетической энергии:

Eк=m·v22v=2Eкm

Сила Лоренца является центростремительной силой, значит, по второму закону Ньютона, можно записать:

Магнитная индукция равна напряженности, умноженной на магнитную постоянную. Подставив ранее найденное выражение для скорости в формулу для радиуса и силы Лоренца, запишем:

R=m2EктqμH=2EктqμHFл=q2EктμH​

Теперь осталось только подставить значения и вычислить:

v=2·4,8·10-169,1·10-31=3,25·107 мсFл=4·3,14·10-7·465·1,6·10-19·3,25·107=3·10-15НR=2·4,8·10-16·9,1·10-314·3,14·10-7·465·1,6·10-19=,32 м

Ответ: v=3,25·107 мс; Fл=3·10-15Н; R=,32 м.

Задача на силу Лоренца №2

Условие

Альфа-частица влетает в магнитное поле с индукцией 1 Тл перпендинулярно силовым линиям. Найти момент импульса частицы относительно центра окружности, по которой она будет двигаться.

Решение

Когда частица влетает в поле перпендикулярно силовым линиям, на нее начинает действовать сила Лоренца, которая выполняет роль центростремительной силы. Радиус окружности, по которой будет двигаться частица:

R=mvQBm=6,65·10-27 кг – масса альфа частицыQ=2e=3,2·10-19Кл – заряд альфа частицы

Момент импульса частицы относительно центра окружности найдем по формуле:

L=mvR=m2v2QB=6,65·10-272·,35·10723,2·10-19·1=5,42·10-21кг·м2с

Ответ: 5,42·10-21 кг·м2с.

Задача на силу Лоренца №3

Условие

В однородном магнитном поле с индукцией В = 0,5 Тл вращается с частотой n = 10 с-1 стержень длиной l = 20 см. Ось вращения параллельна линиям индукции и проходит через один из концов стержня перпендикулярно его оси. Определите разность потенциалов U на концах стержня.

Решение

Рассмотрим физическую суть процессов, проходящих в стержне. Когда стержень движется в магнитном поле, в нем возникает ЭДС индукции, которая обусловлена действием силы Лоренца на заряды стержня.

Под действием этой силы в стержне происходит разделение зарядов: свободные электроны перемещаются вверх и между концами стержня возникает разность потенциалов.

Заряды на концах стержня создают поле E, препятствующее дальнейшему разделению зарядов. В какой-то момент сила Лоренца уравновесится с силой возникающего поля:

Fл=e·ЕЕ=Fле=evBe=vB

Скорость нижнего конца стержня, а значит, и скорость электронов в нем, можно найти, зная частоту вращения и длину стержня:

v=2π·n·l

C учетом этого, перепишется выражения для напряженности электрического поля:

 Е=2πnlB

Индуцируемая разность потенциалов, по определению, равна:

U=Е·lU=2πnl2B=2·3,14·10-1·,22·,5=1,3В

Ответ: 1,3 В.

Задача на силу Лоренца №4

Условие

Какая сила действует на заряд 0,005 Кл, движущийся в магнитном поле с индукцие 0,5 Тл со скоростью 150 м/с под углом 45 градусов к вектору магнитной индукции?

Решение

Это простейшая задача на определение силы Лоренца. Вспомним формулу и запишем, что на заряд действует сила Лоренца, равная:

F=q·v·B·sinα

Подставим значения и вычислим:

F=,005·150·,5·22=,26 Н

Ответ: 0,26 Н.

Задача на силу Лоренца №5

Условие

На тело с зарядом 0,8 мКл, движущееся в магнитном поле, со стороны поля действует сила, равная 32Н. Какова скорость тела, если вектор магнитного поля перпендикулярен ей?

Решение

Это классическая задача на применение формулы силы Лоренца. Так как векторы скорости и магнитной индукции перпендикулярны, можно записать:

F=qvBsinα=qvBv=FqB=32,8·10-3·2=20·103 мс

Ответ: 20000 м/с.

Проходите магнитостатику? Вам также может быть интересно:

1. Задачи на закон Био-Савара-Лапласа.
2. Задачи на теорему о циркуляции магнитного поля.

Применение силы Лоренца в технике

Кинескоп

Кинескоп, стоявший до недавнего времени, когда на смену ему пришел LCD-экран (плоский), в каждом телевизоре, не смог бы работать, не будь силы Лоренца. Для формирования на экране телевизионного растра из узкого потока электронов служат отклоняющие катушки, в которых создается линейно изменяющееся магнитное поле. Строчные катушки перемещают электронный луч слева направо и возвращают обратно, кадровые отвечают за вертикальное перемещение, двигая бегающий по горизонтали луч сверху вниз. Такой же принцип используется в осциллографах – приборах, служащих для изучения переменного электрического напряжения.

Watch this video on YouTube

Масс-спектрограф

Масс-спектрограф – прибор, использующий зависимость радиуса вращения заряженной частицы от ее удельного заряда. Принцип его работы следующий:

Источник заряженных частиц, которые набирают скорость с помощью созданного искусственно электрического поля, с целью исключения влияния молекул воздуха помещается в вакуумную камеру. Частицы вылетают из источника и, пройдя по дуге окружности, ударяются в фотопластинку, оставляя на ней следы. В зависимости от удельного заряда меняется радиус траектории и, значит, точка удара. Этот радиус легко измерить, а зная его, можно вычислить массу частицы. С помощью масс-спектрографа, например, изучался состав лунного грунта.

Циклотрон

Независимость периода, а значит, и частоты вращения заряженной частицы от её скорости в присутствии магнитного поля используется в приборе, называемом циклотроном и предназначенном для разгона частиц до высоких скоростей. Циклотрон – это два полых металлических полуцилиндров – дуанта (по форме каждый из них напоминает латинскую букву D), помещенных прямыми сторонами навстречу друг другу на небольшом расстоянии.

Дуанты помещаются в постоянное однородное магнитное поле, а между ними создается переменное электрическое поле, частота которого равна частоте вращения частицы, определяемой напряженностью магнитного поля и удельным зарядом. Попадая дважды за период вращения (при переходе из одного дуанта в другой) под воздействие электрического поля, частица каждый раз ускоряется, увеличивая при этом радиус траектории, и в определенный момент, набрав нужную скорость, вылетает из прибора через отверстие. Таким способом можно разогнать протон до энергии в 20 МэВ (мегаэлектронвольт).

Магнетрон

Устройство, называемое магнетроном, который установлен в каждой микроволновой печи, – еще один представитель приборов, использующих силу Лоренца. Магнетрон служит для создания мощного СВЧ-поля, которое разогревает внутренний объем печи, куда помещается пища. Магниты, входящие в его состав, корректируют траекторию движения электронов внутри прибора.

Магнитное поле Земли

А в природе сила Лоренца играет крайне важную для человечества роль. Её наличие позволяет магнитному полю Земли защитить людей от смертоносного ионизирующего излучения космоса. Поле не дает возможности заряженным частицам бомбардировать поверхность планеты, заставляя их менять направление движения.

Закон Кулона, определение и формула — электрические точечные заряды и их взаимодействие

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

Что такое ЭДС индукции и когда возникает?

История открытия электричества

Как перевести амперы в ватты и обратно?

Как подключить однофазный электродвигатель — схема с конденсатором

Направление силы Лоренца

Направление силы Лоренца обозначено коричневой стрелкой. Сама сила обозначена как F

. Синим цветом обозначена траектория движения отрицательно заряженных частиц при условии, что:

• Отрицательно заряженная частица изначально летела слева направо
• Вектор индукции магнитного поля направлен из экрана

Красным цветом обозначена траектория движения положительно заряженной частицы при выполнении тех же условий.

Прямой чёрной линией обозначается движение частицы не имеющей заряда. На неё магнитное поле не действует и она как двигалась слева направо так и двигается.

Как связано магнитное поле с Буравчиком и руками

Рассматривая движение полей токовой и магнитной природы, можно легко проследить взаимную связь правила Буравчика с канонами правой и левой руки. Для более качественного сравнения этих понятий, следует рассмотреть, что они представляют собой по отдельности.

Закон Буравчика точно устанавливает направленность напряженности, вызываемой магнитными полями. При этом само поле должно размещаться в прямом направлении по отношению к проводящему материалу с электротоком.

Для более полного представления берется штопор с правой резьбой и ввинчивается по часовой стрелочке в сторону протекания тока. Направленность магнетических полей соответствует правостороннему движению штопорной рукоятки.

Правило правой руки может рассматриваться в двух вариантах. В одном из них пальцы, согнутые в кулак, охватывают неподвижный токопроводник. Они обозначают, в какую сторону смотрит вектор магнитных линий, который, как и у рукоятки Буравчика, будет по ходу часовой стрелки. Самый крупный палец отступает на 90º и показывает, в какую сторону движется ток.

Если же токопровод движется, то правая рука размещается иным способом. Ладонь устанавливается между северным и южным полюсами так, чтобы она была в перпендикулярности с силовыми линиями, проходящими через нее. Крупный палец фиксируется в вертикальном положении и показывает в сторону направленного движения проводника. Оставшиеся пальцы, протянутые вперед, смотрят в ту же сторону, что и индукционный ток. Эта установка нашла свое применение в расчетах катушечных соленоидов, оказывающих воздействие на физические свойства тока.

Отделяя друг от друга правило правой и левой руки, их физика показывает, что второй вариант, используемый в расчетах, действует по-другому. Левая ладошка размещается в таком положении, чтобы четыре пальца были направлены в сторону тока, продвигающегося по проводнику. Магнитные линии, перемещаясь от одного полюса к другому, заходят в ладошку под 90 градусов. Оттопыренный крупный палец смотрит в ту же сторону, что и сила, воздействующая на токопроводник.

Определение

Автором правила буравчика является физик-теоретик Петр Сигизмундович Буравчик. С его помощью было определено направление аксиального вектора с известным базисным вектором. Данное правило используется в случае мнемонического определения с применением правой и левой руки.

Такое правило является мнемоническим алгоритмом для установления электромагнитной индукции, на основе установленного направления движения электрического тока, который является возбудителем магнитных полей.

Более кратко и понятно это правило можно объяснить следующим образом:

1. Буравчик направляется острием вниз и вкручивается по часовой стрелке.
2. Его острие имитирует вектор направленности электрического тока.
3. В момент ввинчивания ориентация линий магнитной индукции совпадает с направлением движения рукоятки буравчика.

Общепринятым правилом считается направление движения витка в правую сторону. Принимая этот факт, можно сделать вывод: при движении тока по кратчайшему пути в одном направлении, а именно от положительного значения к отрицательному, линии магнитной индукции будут направлены в правую сторону. Условие актуально для прямого проводника.

Правило буравчика имеет две основные разновидности:

1. Правило правой руки.
2. Правило левой руки.

Далее будет дано объяснение и конкретный пример для более простого понимания.