Regler för höger och vänster hand fysik förklaring. Vänsterhandsregel. Vänsterregeln kan användas för att bestämma riktningen för den kraft med vilken ett magnetfält verkar på enskilda rörliga laddningar.
För de som inte var bra på fysik i skolan är gimletregeln fortfarande en riktig "terra incognita" idag. Speciellt om du försöker hitta definitionen av en välkänd lag på webben: sökmotorer kommer omedelbart att ge dig många intrikata vetenskapliga förklaringar med komplexa system. Det är dock fullt möjligt att kort och tydligt förklara vad den består av.
Vad är gimlet-regeln
Gimlet - ett verktyg för att borra hål
Det låter så här: i de fall där gimletens riktning sammanfaller med strömriktningen i ledaren under translationella rörelser, kommer även gimlethandtagets rotationsriktning att vara identisk med den.
Letar efter riktning
För att ta reda på det måste du fortfarande komma ihåg skollektioner. Hos dem berättade fysiklärare för oss att elektrisk ström är rörelsen av elementarpartiklar, som samtidigt bär sin laddning längs ett ledande material. På grund av källan är rörelsen av partiklar i ledaren riktad. Rörelse är som bekant liv, och därför uppstår inget annat än ett magnetfält runt ledaren, och den roterar också. Men hur?
Det är denna regel som ger svaret (utan att använda några specialverktyg), och resultatet visar sig vara mycket värdefullt, eftersom, beroende på magnetfältets riktning, börjar ett par ledare att agera enligt helt olika scenarier: antingen stöta bort varandra, eller tvärtom rusa mot.
Användande
Det enklaste sättet att bestämma rörelsebanan för magnetfältslinjer är att tillämpa gimlet-regeln
Du kan föreställa dig det så här - med exemplet med din egen högra hand och den vanligaste tråden. Vi lägger tråden i vår hand. Knyt fyra fingrar hårt till en knytnäve. Tummen pekar uppåt, som en gest som vi använder för att visa att vi gillar något. I denna "layout" kommer tummen tydligt att indikera strömriktningen, medan de andra fyra kommer att indikera vägen för magnetfältslinjerna.
Regeln är ganska tillämplig i livet. Fysiker behöver det för att bestämma riktningen för strömmens magnetfält, beräkna den mekaniska rotationen av hastigheten, vektorn för magnetisk induktion och kraftmomentet.
Förresten, det faktum att regeln är tillämplig på en mängd olika situationer bevisas också av det faktum att det finns flera tolkningar av den samtidigt - beroende på varje specifikt fall som övervägs.
BESTÄMNING AV RIKTNING PÅ DE MAGNETISKA FÄLTLINJERNA
GIM REGEL
för en rak ledare med ström
- tjänar till att bestämma riktningen för magnetiska linjer (linjer av magnetisk induktion)
runt en rak strömförande ledare.
Om riktningen för gimletens translationsrörelse sammanfaller med strömriktningen i ledaren, sammanfaller gimlethandtagets rotationsriktning med riktningen för linjerna i strömmens magnetfält.
Antag att en ledare med ström är placerad vinkelrätt mot arkets plan:
1. e-postriktning ström från oss (till arkplanet)
Enligt gimletregeln kommer magnetfältslinjer att riktas medurs.
Sedan, enligt gimlet-regeln, kommer magnetfältslinjerna att riktas moturs.
HÖGERHÄNSKAR
för en solenoid (d.v.s. spolar med ström)
- tjänar till att bestämma riktningen för magnetiska linjer (linjer av magnetisk induktion) inuti solenoiden.
Om du tar tag i solenoiden med din högra hand så att fyra fingrar är riktade längs strömmen i svängarna, kommer tummen som läggs åt sidan att visa riktningen för magnetfältslinjerna inuti solenoiden.
1. Hur interagerar två spolar med ström med varandra? 
2. Hur riktas strömmarna i ledningarna om samverkanskrafterna är riktade som i figuren?
3. Två ledare är parallella med varandra. Ange strömriktningen i LED-ledaren.
Jag ser fram emot att fatta beslut i nästa lektion om "5"!
Det är känt att supraledare (ämnen som har nästan noll elektriskt motstånd vid vissa temperaturer) kan skapa mycket starka magnetfält. Experiment har gjorts för att påvisa sådana magnetfält. Efter kylning av den keramiska supraledaren med flytande kväve placerades en liten magnet på dess yta. Den frånstötande kraften hos supraledarens magnetfält var så hög att magneten steg, svävade i luften och svävade över supraledaren tills supraledaren, när den värmdes upp, förlorade sina extraordinära egenskaper.
class-fizika.narod.ru
ETT MAGNETISKT FÄLT
- detta är en speciell typ av materia, genom vilken interaktionen mellan rörliga elektriskt laddade partiklar utförs.
EGENSKAPER HOS ETT (STATIONÄRT) MAGNETISKT FÄLT
Permanent (eller stationär) Ett magnetfält är ett magnetfält som inte förändras med tiden.
1. Magnetfält skapas rörliga laddade partiklar och kroppar, ledare med ström, permanentmagneter.
2. Magnetfält giltig på rörliga laddade partiklar och kroppar, på ledare med ström, på permanentmagneter, på en ram med ström.
3. Magnetfält virvel, dvs. har ingen källa.
är de krafter med vilka strömförande ledare verkar på varandra.
. 
är kraften som är karakteristisk för magnetfältet.
Den magnetiska induktionsvektorn är alltid riktad på samma sätt som en fritt roterande magnetisk nål är orienterad i ett magnetfält.
Måttenheten för magnetisk induktion i SI-systemet:
MAGNETISK INDUKTIONSLINJER
- dessa är linjer som tangerar vilka vid vilken punkt som helst är vektorn för magnetisk induktion.
Enhetligt magnetfält- detta är ett magnetfält, i vilket den magnetiska induktionsvektorn vid någon av sina punkter är oförändrad i storlek och riktning; observeras mellan plattorna på en platt kondensator, inuti en solenoid (om dess diameter är mycket mindre än dess längd), eller inuti en stångmagnet.
Magnetfält för en rak ledare med ström:
var är strömriktningen i ledaren på oss vinkelrätt mot arkets plan,
- riktningen för strömmen i ledaren från oss är vinkelrät mot arkets plan.
Magnetfält för solenoid:
Magnetfält för stångmagnet:
- liknande magnetfältet i solenoiden.
EGENSKAPER HOS MAGNETISKA INDUKTIONSLINJER
- ha riktning
- kontinuerlig;
-stängd (d.v.s. magnetfältet är virvel);
- skär inte varandra;
- enligt deras densitet bedöms storleken på den magnetiska induktionen.
RIKTNING FÖR MAGNETISKA INDUKTIONSLINJER
- bestäms av gimlet-regeln eller av högerhandsregeln.
Gimlet-regel (främst för en rak ledare med ström):
Högerhandsregel (främst för att bestämma riktningen för magnetiska linjer
inuti solenoiden):
Det finns andra möjliga tillämpningar av gimlet- och högerhandsreglerna.
är den kraft med vilken ett magnetfält verkar på en strömförande ledare.
Amperekraftmodulen är lika med produkten av strömstyrkan i ledaren och modulen för den magnetiska induktionsvektorn, ledarens längd och sinus för vinkeln mellan den magnetiska induktionsvektorn och strömriktningen i ledaren .
Amperekraften är maximal om den magnetiska induktionsvektorn är vinkelrät mot ledaren.
Om den magnetiska induktionsvektorn är parallell med ledaren så har magnetfältet ingen effekt på ledaren med ström, d.v.s. Amperes kraft är noll.
Amperekraftens riktning bestäms av vänsterhandsregel:
Om vänster hand är placerad så att komponenten av den magnetiska induktionsvektorn vinkelrätt mot ledaren kommer in i handflatan och 4 utsträckta fingrar är riktade i strömmens riktning, kommer tummen böjd 90 grader att visa riktningen för den kraft som verkar på ledaren med ström.
eller 
VERKSAMHET AV ETT MAGNETISKT FÄLT PÅ EN SLINGA MED EN STRÖM
Ett enhetligt magnetfält orienterar ramen (d.v.s. ett vridmoment skapas och ramen roterar till en position där den magnetiska induktionsvektorn är vinkelrät mot ramens plan).
Ett inhomogent magnetfält orienterar + attraherar eller stöter bort ramen med ström.
Så i magnetfältet hos en likströmsförande ledare (den är ojämn) är den strömförande ramen orienterad längs magnetlinjens radie och attraheras eller stöts bort från den likströmsförande ledaren, beroende på strömmens riktning.
Kom ihåg ämnet "Elektromagnetiska fenomen" för årskurs 8:
Högerhandsregel
När en ledare rör sig i ett magnetfält skapas en riktad rörelse av elektroner i den, det vill säga en elektrisk ström, som beror på fenomenet elektromagnetisk induktion.
För att bestämma riktningar för elektronrörelser Låt oss använda den välkända regeln för vänsterhanden.
Om till exempel en ledare placerad vinkelrätt mot ritningen (Figur 1) rör sig tillsammans med elektronerna som finns i den från topp till botten, kommer denna rörelse av elektroner att vara ekvivalent med en elektrisk ström riktad från botten till toppen. Om samtidigt magnetfältet i vilket ledaren rör sig är riktat från vänster till höger, måste vi för att bestämma riktningen för kraften som verkar på elektronerna sätta vänster hand med handflatan åt vänster så att magnetiska kraftlinjer kommer in i handflatan, och med fyra fingrar uppåt (mot rörelseriktningen ledare, d.v.s. i riktning mot "strömmen"); då kommer tummens riktning att visa oss att elektronerna i ledaren kommer att påverkas av en kraft som riktas från oss till ritningen. Följaktligen kommer elektronernas rörelse att ske längs ledaren, d.v.s. från oss till ritningen, och induktionsströmmen i ledaren kommer att riktas från ritningen till oss.
Bild 1. Mekanismen för elektromagnetisk induktion. Genom att flytta ledaren flyttar vi tillsammans med ledaren alla elektroner som är inneslutna i den, och när vi rör oss i ett magnetfält av elektriska laddningar kommer en kraft att verka på dem enligt vänsterhandsregeln.
Vänsterhandsregeln, som tillämpas av oss endast för att förklara fenomenet elektromagnetisk induktion, visar sig dock vara obekväm i praktiken. I praktiken bestäms induktionsströmmens riktning högerhandsregel(Figur 2).
Figur 2. Högerhandsregel. Höger hand vrids med handflatan mot de magnetiska kraftlinjerna, tummen riktas i riktningen för ledarens rörelse och fyra fingrar visar i vilken riktning induktionsströmmen kommer att flyta.
Högerhandsregel är det, om du placerar din högra hand i ett magnetfält så att de magnetiska kraftlinjerna kommer in i handflatan och tummen indikerar ledarens rörelseriktning, kommer de återstående fyra fingrarna att visa riktningen för induktionsströmmen som uppstår i dirigent.
www.sxemotehnika.ru
En enkel förklaring av gimletregeln
Namnförklaring
De flesta minns omnämnandet av detta från fysikkursen, nämligen avsnittet elektrodynamik. Det hände av en anledning, eftersom detta minnesminne ofta ges till elever för att förenkla förståelsen av materialet. Faktum är att gimletregeln används både i elektricitet, för att bestämma riktningen för ett magnetfält, och i andra sektioner, till exempel för att bestämma vinkelhastigheten.
En gimlet är ett verktyg för att borra hål med liten diameter i mjuka material, för en modern person skulle det vara vanligare att använda en korkskruv som exempel.
Viktig! Det antas att gimlet, skruven eller korkskruven har en högergänga, det vill säga rotationsriktningen vid vridning är medurs, d.v.s. till höger.
Videon nedan ger den fullständiga formuleringen av gimlet-regeln, se till att titta på den för att förstå hela poängen:
Hur är magnetfältet relaterat till gimlet och händer
I fysikproblem, när man studerar elektriska storheter, möter man ofta behovet av att hitta strömriktningen, längs vektorn för magnetisk induktion och vice versa. Dessa färdigheter kommer också att krävas vid lösning av komplexa problem och beräkningar relaterade till magnetfältet i systemen.
Innan jag går vidare till övervägandet av reglerna vill jag påminna om att strömmen flyter från en punkt med stor potential till en punkt med en lägre. Det kan uttryckas enkelt - strömmen flyter från plus till minus.
Gimletregeln har följande betydelse: när du skruvar spetsen på gimlet längs den aktuella riktningen, kommer handtaget att rotera i riktningen för vektorn B (vektorn av magnetiska induktionslinjer).
Högerhandsregeln fungerar så här:
Placera tummen som om du visar "klass!", Vrid sedan handen så att strömriktningen och fingret matchar. Då kommer de återstående fyra fingrarna att sammanfalla med magnetfältsvektorn.
Visuell analys av högerhandsregeln:
För att se detta tydligare, utför ett experiment - sprid metallspån på papper, gör ett hål i arket och trä tråden, efter att ha applicerat ström på den kommer du att se att spånen är grupperade i koncentriska cirklar.
Magnetfält i solenoiden
Allt ovanstående är sant för en rak ledare, men vad händer om ledaren är lindad till en spole?
Vi vet redan att när ström flyter runt en ledare skapas ett magnetfält, en spole är en tråd som lindas runt en kärna eller dorn många gånger. Magnetfältet i detta fall förstärks. En solenoid och en spole är i princip samma sak. Huvuddraget är att magnetfältets linjer passerar på samma sätt som i situationen med en permanentmagnet. Solenoiden är en kontrollerad analog till den senare.
Högerregeln för en solenoid (spole) hjälper oss att bestämma magnetfältets riktning. Om du tar spolen i handen så att fyra fingrar tittar i strömriktningen, så kommer tummen att peka mot vektor B i mitten av spolen.
Om du vrider gimlet längs svängarna, återigen i strömriktningen, d.v.s. från "+"-uttaget till "-"-uttaget på solenoiden, sedan den vassa änden och rörelseriktningen som ligger den magnetiska induktionsvektorn.
Med enkla ord, där du vrider gimlet, går magnetfältets linjer dit. Detsamma gäller för ett varv (cirkulär ledare)
Bestäm strömriktningen med en gimlet
Om du vet riktningen för vektorn B - magnetisk induktion, kan du enkelt tillämpa denna regel. Mentalt flytta gimlet längs fältets riktning i spolen med den vassa delen framåt, respektive medurs rotation längs rörelseaxeln och visa var strömmen flyter.
Om ledaren är rak, vrid korkskruvshandtaget längs den angivna vektorn så att denna rörelse är medurs. Med vetskap om att den har en högergänga, sammanfaller riktningen i vilken den skruvas in med strömmen.
Vad är kopplat till vänster hand
Blanda inte ihop gimlet och vänsterhandsregeln, det är nödvändigt att bestämma kraften som verkar på ledaren. Den uträtade handflatan på vänster hand ligger längs med ledaren. Fingrarna pekar i strömflödets riktning I. Fältlinjer passerar genom den öppna handflatan. Tummen sammanfaller med kraftvektorn - detta är innebörden av vänsterhandsregeln. Denna kraft kallas Amperekraften.
Du kan tillämpa denna regel på en enstaka laddad partikel och bestämma riktningen för två krafter:
Föreställ dig att en positivt laddad partikel rör sig i ett magnetfält. Linjerna i den magnetiska induktionsvektorn är vinkelräta mot riktningen för dess rörelse. Du måste sätta den öppna vänstra handflatan med fingrarna i riktningen för laddningsrörelsen, vektorn B ska penetrera handflatan, då kommer tummen att indikera riktningen för vektorn Fa. Om partikeln är negativ tittar fingrarna mot laddningens riktning.
Om du vid något tillfälle inte var tydlig visar videon tydligt hur man använder vänsterhandsregeln:
Det är viktigt att veta! Om du har en kropp och en kraft verkar på den som tenderar att vrida den, vrid skruven i denna riktning, så avgör du vart kraftmomentet riktas. Om vi pratar om vinkelhastigheten är situationen som följer: när korkskruven roterar i samma riktning som kroppens rotation kommer den att skruvas i vinkelhastighetens riktning.
Det är mycket lätt att behärska dessa metoder för att bestämma riktningen för krafter och fält. Sådana mnemoniska regler i el underlättar i hög grad skolbarns och elevers uppgifter. Även en full vattenkokare kommer att hantera en gimlet om den har öppnat vin med en korkskruv minst en gång. Det viktigaste är att inte glömma var strömmen flyter. Jag upprepar att användningen av en gimlet och högerhanden oftast framgångsrikt används inom elektroteknik.
Du vet förmodligen inte:
Regler för vänster och höger hand
Högerregeln är den regel som används för att bestämma den magnetiska induktionsvektorn för ett fält.
Denna regel har också namnen "regel av gimlet" och "regel för skruv", på grund av likheten i principen om drift. Det används ofta inom fysiken, eftersom det tillåter, utan användning av speciella instrument eller beräkningar, att bestämma de viktigaste parametrarna - vinkelhastighet, kraftmoment, impulsmoment. Inom elektrodynamik låter denna metod dig bestämma vektorn för magnetisk induktion. 
gimlet regel
Regeln för en gimlet eller skruv: om handflatorna på höger hand är placerade så att den sammanfaller med strömriktningen i ledaren som studeras, kommer den translationella rotationen av gimlethandtaget (handflatans tumme) att indikera direkt vektorn för magnetisk induktion.
Med andra ord är det nödvändigt att skruva i en borr eller en korkskruv med höger hand för att bestämma vektorn. Det finns inga särskilda svårigheter att bemästra denna regel.
Det finns en annan version av denna regel. Oftast kallas denna metod helt enkelt "högerhandsregeln".
Det låter så här: för att bestämma riktningen för induktionslinjerna för det genererade magnetfältet måste du ta ledaren med handen så att tummen som är kvar vid 90 ° visar riktningen för strömmen som flyter genom den. 
Det finns ett liknande alternativ för solenoiden.
I det här fallet bör du ta tag i enheten så att handflatans fingrar sammanfaller med strömriktningen i svängarna. Den utskjutande tummen i detta fall kommer att visa var magnetfältslinjerna kommer ifrån.
Högerregel för en rörlig ledare
Denna regel kommer också att hjälpa i fallet med ledare som rör sig i ett magnetfält. Bara här är det nödvändigt att agera något annorlunda.
Den öppna handflatan på höger hand bör placeras så att kraftfältslinjerna kommer in i den vinkelrätt. Den utsträckta tummen ska indikera ledarens rörelseriktning. Med detta arrangemang kommer de utsträckta fingrarna att sammanfalla med induktionsströmmens riktning.
Som vi kan se är antalet situationer där denna regel verkligen hjälper ganska stort.
Den första regeln för vänster hand
Det är nödvändigt att placera vänster handflata på ett sådant sätt att fältinduktionslinjerna kommer in i den i rät vinkel (vinkelrät). Handflatans fyra utsträckta fingrar ska sammanfalla med riktningen för den elektriska strömmen i ledaren. I det här fallet kommer den förlängda tummen på vänster handflata att visa riktningen för kraften som verkar på ledaren. 
I praktiken låter denna metod dig bestämma i vilken riktning en ledare med en elektrisk ström som passerar genom den, placerad mellan två magneter, kommer att börja avvika.
Den andra regeln för vänster hand
Det finns andra situationer där du kan använda vänsterhandsregeln. I synnerhet för att bestämma krafterna med en rörlig laddning och en stationär magnet.
En annan regel för vänster hand säger: Vänsterhands handflata bör placeras på ett sådant sätt att induktionslinjerna för det skapade magnetfältet går in i den vinkelrätt. Placeringen av de fyra utsträckta fingrarna beror på den elektriska strömmens riktning (längs rörelsen av positivt laddade partiklar, eller mot negativa). Den utskjutande tummen på vänster hand i detta fall kommer att indikera riktningen för Ampere-kraften eller Lorentz-kraften.
Fördelen med reglerna för höger och vänster hand ligger just i det faktum att de är enkla och låter dig exakt bestämma viktiga parametrar utan användning av ytterligare instrument. De används i olika experiment och tester, och i praktiken när det gäller ledare och elektromagnetiska fält.
soloproject.com
- detta är en speciell typ av materia, genom vilken interaktionen mellan rörliga elektriskt laddade partiklar utförs.
EGENSKAPER HOS ETT (STATIONÄRT) MAGNETISKT FÄLT
Permanent (eller stationär) Ett magnetfält är ett magnetfält som inte förändras med tiden.
1. Magnetfält skapas rörliga laddade partiklar och kroppar, ledare med ström, permanentmagneter.
2. Magnetfält giltig på rörliga laddade partiklar och kroppar, på ledare med ström, på permanentmagneter, på en ram med ström.
3. Magnetfält virvel, dvs. har ingen källa.
är de krafter med vilka strömförande ledare verkar på varandra.
.
är kraften som är karakteristisk för magnetfältet.
Den magnetiska induktionsvektorn är alltid riktad på samma sätt som en fritt roterande magnetisk nål är orienterad i ett magnetfält.
Måttenheten för magnetisk induktion i SI-systemet:
MAGNETISK INDUKTIONSLINJER
- dessa är linjer som tangerar vilka vid vilken punkt som helst är vektorn för magnetisk induktion.
Enhetligt magnetfält- detta är ett magnetfält, i vilket den magnetiska induktionsvektorn vid någon av sina punkter är oförändrad i storlek och riktning; observeras mellan plattorna på en platt kondensator, inuti en solenoid (om dess diameter är mycket mindre än dess längd), eller inuti en stångmagnet.
Magnetfält för en rak ledare med ström:
var är strömriktningen i ledaren på oss vinkelrätt mot arkets plan,
- riktningen för strömmen i ledaren från oss är vinkelrät mot arkets plan.
Magnetfält för solenoid:
Magnetfält för stångmagnet:
- liknande magnetfältet i solenoiden.
EGENSKAPER HOS MAGNETISKA INDUKTIONSLINJER
- ha riktning
- kontinuerlig;
-stängd (d.v.s. magnetfältet är virvel);
- skär inte varandra;
- enligt deras densitet bedöms storleken på den magnetiska induktionen.
RIKTNING FÖR MAGNETISKA INDUKTIONSLINJER
- bestäms av gimlet-regeln eller av högerhandsregeln.
Gimlet-regel (främst för en rak ledare med ström):
Om riktningen för gimletens translationsrörelse sammanfaller med strömriktningen i ledaren, sammanfaller gimlethandtagets rotationsriktning med riktningen för linjerna i strömmens magnetfält.
Högerhandsregel (främst för att bestämma riktningen för magnetiska linjer
inuti solenoiden):
Om du tar tag i solenoiden med din högra hand så att fyra fingrar är riktade längs strömmen i svängarna, kommer tummen som läggs åt sidan att visa riktningen för magnetfältslinjerna inuti solenoiden.
Det finns andra möjliga tillämpningar av gimlet- och högerhandsreglerna.
är den kraft med vilken ett magnetfält verkar på en strömförande ledare.
Amperekraftmodulen är lika med produkten av strömstyrkan i ledaren och modulen för den magnetiska induktionsvektorn, ledarens längd och sinus för vinkeln mellan den magnetiska induktionsvektorn och strömriktningen i ledaren .
Amperekraften är maximal om den magnetiska induktionsvektorn är vinkelrät mot ledaren.
Om den magnetiska induktionsvektorn är parallell med ledaren så har magnetfältet ingen effekt på ledaren med ström, d.v.s. Amperes kraft är noll.
Amperekraftens riktning bestäms av vänsterhandsregel:
Om vänster hand är placerad så att komponenten av den magnetiska induktionsvektorn vinkelrätt mot ledaren kommer in i handflatan och 4 utsträckta fingrar är riktade i strömmens riktning, kommer tummen böjd 90 grader att visa riktningen för den kraft som verkar på ledaren med ström.
eller
VERKSAMHET AV ETT MAGNETISKT FÄLT PÅ EN SLINGA MED EN STRÖM
Ett enhetligt magnetfält orienterar ramen (d.v.s. ett vridmoment skapas och ramen roterar till en position där den magnetiska induktionsvektorn är vinkelrät mot ramens plan).
Ett inhomogent magnetfält orienterar + attraherar eller stöter bort ramen med ström.
Så i magnetfältet hos en likströmsförande ledare (den är ojämn) är den strömförande ramen orienterad längs magnetlinjens radie och attraheras eller stöts bort från den likströmsförande ledaren, beroende på strömmens riktning.
Kom ihåg ämnet "Elektromagnetiska fenomen" för årskurs 8:
class-fizika.narod.ru
Effekten av ett magnetfält på en ström. Vänsterhandsregel.
Låt oss placera en ledare mellan polerna på en magnet, genom vilken en konstant elektrisk ström flyter. Vi kommer omedelbart att märka att ledaren kommer att tryckas ut ur det interpolära utrymmet av magnetens fält.
Detta kan förklaras på följande sätt. Runt ledaren med ström (Figur 1.) Bildar ett eget magnetfält, vars kraftlinjer på ena sidan av ledaren är riktade på samma sätt som magnetens kraftlinjer, och på andra sidan av ledaren. ledare - i motsatt riktning. Som ett resultat, på ena sidan av ledaren (överst i figur 1) visar sig magnetfältet vara koncentrerat, och på dess andra sida (på botten i figur 1) är det sällsynt. Därför upplever ledaren en kraft som trycker ner den. Och om ledaren inte är fixerad kommer den att röra sig.
Figur 1. Effekt av ett magnetfält på ström.
vänsterhandsregel
För att snabbt bestämma rörelseriktningen för en ledare med ström i ett magnetfält finns en s.k vänsterhandsregel(bild 2.).
Figur 2. Vänsterhandsregel.
Regeln för vänster hand är som följer: om du placerar vänster hand mellan magnetens poler så att de magnetiska kraftlinjerna kommer in i handflatan och handens fyra fingrar sammanfaller med strömriktningen i ledaren , då kommer tummen att visa ledarens rörelseriktning.
Så, på en ledare genom vilken en elektrisk ström flyter, verkar en kraft som tenderar att flytta den vinkelrätt mot de magnetiska kraftlinjerna. Empiriskt kan du bestämma storleken på denna kraft. Det visar sig att kraften med vilken magnetfältet verkar på en strömförande ledare är direkt proportionell mot strömstyrkan i ledaren och längden på den del av ledaren som befinner sig i magnetfältet (Figur 3 till vänster) .
Denna regel gäller om ledaren är placerad i rät vinkel mot de magnetiska kraftlinjerna.
Figur 3. Styrkan i växelverkan mellan magnetfält och ström.
Om ledaren inte är placerad i rät vinkel mot magnetfältslinjerna, utan till exempel som visas i figur 3 till höger, så kommer kraften som verkar på ledaren att vara proportionell mot strömstyrkan i ledaren och längden av ledaren. projektionen av den del av ledaren som är belägen i magnetfältet, på ett plan vinkelrätt mot de magnetiska kraftlinjerna. Det följer att om ledaren är parallell med de magnetiska kraftlinjerna, är kraften som verkar på den noll. Om ledaren är vinkelrät mot magnetfältlinjernas riktning, når kraften som verkar på den sitt maximala värde.
Kraften som verkar på en ledare med ström beror också på den magnetiska induktionen. Ju tätare magnetfältslinjerna är, desto större kraft verkar på den strömförande ledaren.
Sammanfattningsvis kan vi uttrycka verkan av ett magnetfält på en strömförande ledare med följande regel:
Kraften som verkar på en ledare med ström är direkt proportionell mot den magnetiska induktionen, strömstyrkan i ledaren och längden på projektionen av den del av ledaren som är belägen i magnetfältet på ett plan vinkelrätt mot det magnetiska flödet.
Det bör noteras att effekten av magnetfältet på strömmen inte beror på ledarens substans, inte heller på dess tvärsnitt. Effekten av ett magnetfält på en ström kan observeras även i frånvaro av en ledare, genom att till exempel passera en ström av snabbt rörliga elektroner mellan polerna på en magnet.
Effekten av ett magnetfält på en ström används ofta inom vetenskap och teknik. Användningen av denna åtgärd är baserad på enheten av elektriska motorer som omvandlar elektrisk energi till mekanisk energi, enheten för magnetoelektriska enheter för att mäta spänning och strömstyrka, elektrodynamiska högtalare som omvandlar elektriska vibrationer till ljud, speciella radiorör - magnetroner, katodstråle rör, etc. Genom inverkan av ett magnetfält används ström för att mäta massan och laddningen av en elektron, och även för att studera materiens struktur.
Högerhandsregel
När en ledare rör sig i ett magnetfält skapas en riktad rörelse av elektroner i den, det vill säga en elektrisk ström, som beror på fenomenet elektromagnetisk induktion.
För att bestämma riktningar för elektronrörelser Låt oss använda den välkända regeln för vänsterhanden.
Om till exempel en ledare placerad vinkelrätt mot ritningen (Figur 1) rör sig tillsammans med elektronerna som finns i den från topp till botten, kommer denna rörelse av elektroner att vara ekvivalent med en elektrisk ström riktad från botten till toppen. Om samtidigt magnetfältet i vilket ledaren rör sig är riktat från vänster till höger, måste vi för att bestämma riktningen för kraften som verkar på elektronerna sätta vänster hand med handflatan åt vänster så att magnetiska kraftlinjer kommer in i handflatan, och med fyra fingrar uppåt (mot rörelseriktningen ledare, d.v.s. i riktning mot "strömmen"); då kommer tummens riktning att visa oss att elektronerna i ledaren kommer att påverkas av en kraft som riktas från oss till ritningen. Följaktligen kommer elektronernas rörelse att ske längs ledaren, d.v.s. från oss till ritningen, och induktionsströmmen i ledaren kommer att riktas från ritningen till oss.
Bild 1. Mekanismen för elektromagnetisk induktion. Genom att flytta ledaren flyttar vi tillsammans med ledaren alla elektroner som är inneslutna i den, och när vi rör oss i ett magnetfält av elektriska laddningar kommer en kraft att verka på dem enligt vänsterhandsregeln.
Vänsterhandsregeln, som tillämpas av oss endast för att förklara fenomenet elektromagnetisk induktion, visar sig dock vara obekväm i praktiken. I praktiken bestäms induktionsströmmens riktning högerhandsregel(Figur 2).
Figur 2. Högerhandsregel. Höger hand vrids med handflatan mot de magnetiska kraftlinjerna, tummen riktas i riktningen för ledarens rörelse och fyra fingrar visar i vilken riktning induktionsströmmen kommer att flyta.
Högerhandsregel är det, om du placerar din högra hand i ett magnetfält så att de magnetiska kraftlinjerna kommer in i handflatan och tummen indikerar ledarens rörelseriktning, kommer de återstående fyra fingrarna att visa riktningen för induktionsströmmen som uppstår i dirigent.
www.sxemotehnika.ru
Strömmens riktning och riktningen för linjerna i dess magnetfält. Vänsterhandsregel. Fysikalärare: Murnaeva Ekaterina Alexandrovna. - presentation
Presentation om ämnet: » Strömmens riktning och riktningen för linjerna i dess magnetfält. Vänsterhandsregel. Fysikalärare: Murnaeva Ekaterina Alexandrovna. - Transkript:
1 Strömmens riktning och riktningen för linjerna i dess magnetfält. Vänsterhandsregel. Fysikalärare: Murnaeva Ekaterina Aleksandrovna
2 Metoder för att bestämma riktningen för en magnetisk linje Bestämma riktningen för en magnetisk linje Använda en magnetisk nål Enligt Gimlet-regeln eller enligt högerregeln Enligt vänsterhandsregeln
3 Riktning av magnetiska linjer
4 Högerhandsregel Fatta tag i solenoiden med din högra hand, peka fyra fingrar i riktning mot strömmen i spolarna, sedan visar vänster tumme riktningen för magnetfältslinjerna inuti solenoiden
5 Gimlets regel
6 BB B I vilken riktning flyter strömmen i ledaren? upp fel ner rätt upp rätt ner fel vänster fel höger höger
7 Hur riktas den magnetiska induktionsvektorn mot den cirkulära strömmens centrum? + – upp fel ner höger + – upp rätt ner fel + – höger höger vänster fel _ + höger fel vänster höger
8 Vänsterhandsregel Om vänsterhanden är placerad så att magnetfältets linjer kommer in i handflatan vinkelrätt mot den, och fyra fingrar riktas längs strömmen, så kommer tummen som ställs åt sidan med 90° att visa riktningen för den kraft som verkar på konduktören.
9 Användning MP:ns orienteringsverkan på kretsen med ström används i elektriska mätinstrument: 1) elmotorer 2) elektrodynamiska högtalare (högtalare) 3) magnetoelektriskt system - amperetrar och voltmetrar
10 Tre installationer av enheter monteras enligt de scheman som visas i figuren. I vilken av dem: a, b eller c - kommer ramen att rotera runt axeln om kretsen är sluten?
11 11 Tre installationer av anordningar a, b, c är sammansatta. I vilken av dem kommer ledaren AB att röra sig om nyckeln K är stängd?
12 I den situation som visas i figuren är Ampère-kraftens verkan riktad: A. Upp B. Ner C. Vänster D. Höger
13 I den situation som visas i figuren är Amperekraftens verkan riktad: A. Upp B. Ner C. Vänster D. Höger
14 I den situation som visas i figuren är Ampère-kraftens verkan riktad: A. Upp B. Ner C. Vänster D. Höger
15 Avgör från figuren hur magnetlinjerna i likströmsmagnetfältet är riktade A. Medurs B. Moturs
16 Vilka magnetiska poler visas i figuren? A. 1 norr, 2 söder B. 1 söder, 2 syd C. 1 söder, 2 norr D. 1 norr, 2 norr
17 Stålmagneten bröts i tre delar. Kommer ändarna A och B att vara magnetiska? A. De kommer inte B. Änd A har en nordlig magnetisk pol, C har en sydlig C. Änd C har en nordmagnetisk pol, A har en sydlig pol.
18 Avgör från figuren hur magnetlinjerna för likström MP är riktade. A. Medurs B. Moturs
19 Vilken av figurerna visar korrekt positionen för magnetnålen i magnetfältet hos en permanentmagnet? A B C D
20 §§45,46. Övning 35, 36. Läxa:
Riktning för nuvarande vänsterhandsregel
Om ledaren genom vilken den elektriska strömmen passerar införs i ett magnetfält, kommer ledaren att röra sig i en eller annan riktning som ett resultat av interaktionen mellan magnetfältet och ledaren med ström.
Ledarens rörelseriktning beror på riktningen för strömmen i den och på magnetfältlinjernas riktning.
Låt oss anta att i magnetfältet hos en magnet N
S
det finns en ledare placerad vinkelrätt mot figurens plan; ström flyter genom ledaren i riktning från oss bortom figurens plan.
Strömmen som flyter från figurens plan till observatören betecknas konventionellt med en punkt, och strömmen som flyter utanför figurens plan från observatören betecknas med ett kors.
En ledares rörelse med ström i ett magnetfält
1
- magnetfält för polerna och ledarström,
2
är det resulterande magnetfältet.
Allt som lämnas i bilderna indikeras alltid med ett kryss,
och riktad mot betraktaren - en punkt.
Under inverkan av en ström runt ledaren bildas dess eget magnetfält (fig. 1
.
Genom att tillämpa gimlet-regeln är det lätt att verifiera att i det fall vi överväger, sammanfaller riktningen för magnetlinjerna i detta fält med riktningen för medursrörelsen.
När magnetens magnetfält och fältet som skapas av strömmen samverkar, bildas det resulterande magnetfältet, visat i fig. 2
.
Tätheten hos de magnetiska linjerna i det resulterande fältet på båda sidor av ledaren är olika. Till höger om ledaren, magnetiska fält, som har samma riktning, adderas, och till vänster, riktade motsatt, tar de delvis ut varandra.
Därför kommer en kraft att verka på ledaren, som är större till höger och mindre till vänster. Under inverkan av en större kraft kommer ledaren att röra sig i riktning mot kraften F.
Att ändra riktningen för strömmen i ledaren kommer att ändra riktningen på magnetlinjerna runt den, vilket resulterar i att ledarens rörelseriktning också kommer att ändras.
För att bestämma rörelseriktningen för en ledare i ett magnetfält kan du använda vänsterhandsregeln, som är formulerad enligt följande:
Om vänster hand är placerad så att de magnetiska linjerna tränger igenom handflatan och de utsträckta fyra fingrarna indikerar riktningen för strömmen i ledaren, kommer den böjda tummen att indikera ledarens rörelseriktning.
Kraften som verkar på en strömförande ledare i ett magnetfält beror på både strömmen i ledaren och magnetfältets intensitet.
Den huvudsakliga kvantiteten som kännetecknar magnetfältets intensitet är den magnetiska induktionen PÅ . Måttenheten för magnetisk induktion är tesla ( Tl=Vs/m2 ).
Magnetisk induktion kan bedömas av styrkan hos magnetfältet på en strömförande ledare placerad i detta fält. Om ledaren är lång 1m och med ström 1 A , placerad vinkelrätt mot magnetlinjerna i ett enhetligt magnetfält, verkar en kraft in 1 N (Newton), då är den magnetiska induktionen av ett sådant fält lika med 1 T (tesla).
Magnetisk induktion är en vektorkvantitet, dess riktning sammanfaller med magnetlinjernas riktning, och vid varje punkt i fältet riktas den magnetiska induktionsvektorn tangentiellt mot magnetlinjen.
Tvinga F
, som verkar på en ledare med ström i ett magnetfält, är proportionell mot den magnetiska induktionen PÅ
, ström i ledaren jag
och ledarlängd l
, dvs.
F=BIl
.
Denna formel är sann endast om den strömförande ledaren är placerad vinkelrätt mot magnetlinjerna i ett enhetligt magnetfält.
Om en ledare med ström befinner sig i ett magnetfält i någon vinkel a
med avseende på magnetiska linjer, då är kraften lika med:
F=BIl sin a
.
Om ledaren placeras längs magnetiska linjer, då kraften F
blir noll eftersom a=0 .
(Detaljerad och begriplig i videokursen "Into the world of electricity - like for the first time!")
Den som har valt elektroteknik som huvudyrke är mycket väl medveten om några av de grundläggande egenskaperna hos elektrisk ström och dess medföljande magnetfält. En av de viktigaste av dem är gimlet-regeln. Å ena sidan är det ganska svårt att kalla denna regel en lag. Det är mer korrekt att säga att vi talar om en av elektromagnetismens grundläggande egenskaper.
Vad är gimlet-regeln? Även om definitionen finns, för en mer fullständig förståelse är det värt att komma ihåg grunderna för el. Som bekant från skolans fysikkurs är elektrisk ström rörelsen av elementarpartiklar som bär en elektrisk laddning längs med vilket ledande material som helst. Vanligtvis jämförs det med interatomisk rörelse, som på grund av yttre påverkan (till exempel en magnetisk impuls), får en del av energi som är tillräcklig för att lämna sin etablerade omloppsbana i atomen. Låt oss göra ett tankeexperiment. För att göra detta behöver vi en last, en EMF-källa och en ledare (tråd) som förbinder alla element i en enda sluten krets.
Källan skapar en riktad rörelse av elementarpartiklar i ledaren. Samtidigt märkte man redan på 1800-talet att det runt uppstår en sådan ledare som roterar åt ena eller andra hållet. Gimlet-regeln låter dig bara bestämma rotationsriktningen. Den rumsliga konfigurationen av fältet är ett slags rör, i mitten av vilket det finns en ledare. Det verkar: vilken skillnad gör det hur detta genererade magnetfält beter sig! Ampere märkte dock att två strömförande ledare verkar på varandra med sina magnetfält och stöter bort eller attraherar varandra, beroende på deras fälts rotationsriktning. Senare, på grundval av ett antal experiment, formulerade och underbyggde Ampère sin interaktionslag (den ligger förresten till grund för driften av elmotorer). Uppenbarligen, utan att känna till gimlet-regeln, är det mycket svårt att förstå de pågående processerna.
I vårt exempel är det känt - från "+" till "-". Att känna till riktningen gör det enkelt att använda gimlet-regeln. Mentalt börjar vi skruva in en gimlet med en vanlig högergänga i ledaren (längs den) så att resultatet blir koaxiellt med strömriktningen. I detta fall kommer handtagets rotation att sammanfalla med rotationen av magnetfältet. Du kan använda ett annat exempel: vi skruvar in en vanlig skruv (bult, skruv).
Den här regeln kan användas lite annorlunda (även om den grundläggande betydelsen är densamma): om du mentalt virar din högra hand runt en strömförande ledare så att fyra böjda fingrar pekar i den riktning som fältet roterar, då blir den böjda tummen kommer att indikera riktningen för strömmen som flyter genom ledaren. Följaktligen är det motsatta också sant: genom att känna till strömmens riktning, "gripa" tråden, kan du ta reda på riktningen för rotationsvektorn för det genererade magnetfältet. Denna regel används aktivt vid beräkning av induktorer, där det, beroende på varvens riktning, är möjligt att påverka den strömmande strömmen (att skapa, om nödvändigt, en motström).
Gimlets lag tillåter oss att formulera en konsekvens: om den högra handflatan är placerad på ett sådant sätt att intensitetslinjerna för det genererade magnetfältet kommer in i den, och fyra uträtade fingrar pekar på den kända rörelseriktningen för laddade partiklar i ledaren , då kommer tummen böjd i en vinkel på 90 grader att indikera riktningen för vektorkraften som utövar en förskjutande effekt på ledaren. Förresten, det är denna kraft som skapar ett vridmoment på axeln på vilken elmotor som helst.
Som du kan se finns det en hel del sätt att använda ovanstående regel, så den största "svårigheten" ligger i valet av varje person som är tydligt för honom.