Pravilo gimleta se može koristiti samo ako je magnetsko polje locirano pravolinijsko u odnosu na provodnik koji nosi struju.
Pravilo gimleta kaže da će se smjer magnetskog polja poklopiti sa smjerom ručke samog gimleta, ako se gimlet s desnim navojem zašrafi u smjeru struje.
Primjena ovog pravila je moguća i u solenoidu. Tada pravilo gimleta zvuči ovako: palac koji strši na desnoj šaci pokazat će smjer linija magnetske indukcije, ako omotate solenoid tako da prsti budu usmjereni u smjeru struje u zavojima.
Solenoid - je zavojnica sa čvrsto namotanim zavojima. Preduslov je da dužina zavojnice mora biti znatno veća od prečnika.
Pravilo desne ruke suprotno je pravilu gimleta, ali sa praktičnijim i razumljivijim tekstom, zbog čega se koristi mnogo češće.
Pravilo desne ruke zvuči ovako - desnom rukom uhvatite element koji se proučava tako da prsti stisnute šake pokazuju smjer, u kom slučaju, kada se krećete naprijed u smjeru magnetskih linija, veliki prst savijen 90 stepeni u odnosu na dlan vaše ruke pokazat će smjer struje.
Ako zadatak opisuje provodnik koji se kreće, onda je pravilo desne ruke formulirano na sljedeći način: postavite ruku tako da linije polja sile ulaze u dlan okomito, a palac, ispružen okomito, treba da pokazuje smjer kretanja provodnika, tada će četiri preostala izbočena prsta biti usmjerena na isti način kao indukovana struja.
pravilo lijeve ruke
Postavite lijevi dlan tako da četiri prsta pokazuju smjer električne struje u provodniku, dok linije indukcije trebaju ulaziti u dlan pod uglom od 90 stepeni, tada će savijeni palac pokazivati smjer sile koja djeluje na provodnik .Najčešće se ovo pravilo koristi za određivanje smjera u kojem će provodnik odstupiti. Ovo se odnosi na situaciju kada je provodnik postavljen između dva magneta i kroz njega prolazi struja.
Napišite Biot-Savart-Laplaceov zakon iz udžbenika. Ovaj zakon vam omogućava da izračunate veličinu i smjer vektora magnetske indukcije u bilo kojem općem slučaju. Osnova za izračunavanje magnetnog polja prema ovom pravilu su struje koje stvaraju ovo polje. Štaviše, dužine sekcija kroz koje teče struja mogu se učiniti proizvoljno malim do elementarne vrijednosti, čime se povećava tačnost proračuna.
Povezani video zapisi
Pravilo desnog zavrtnja se koristi u terminologiji jednog od odeljaka fizike koji proučava elektromagnetne pojave. Ovo pravilo se koristi za određivanje smjera magnetskog polja.
Trebaće ti
- Udžbenik fizike, olovka, list papira.
Uputstvo
Pročitajte u udžbeniku za osmi razred kako zvuče pravila desnog šrafa. Ovo pravilo se također naziva pravilo gimleta ili pravilo desne ruke, što ukazuje na njegovu semantičku prirodu. Dakle, jedna od formulacija pravila desnog vijka kaže da je, da bi se razumjelo kako je usmjereno magnetsko polje koje se nalazi oko provodnika sa strujom, potrebno zamisliti da se translacijsko kretanje rotirajućeg vijka poklapa sa smjerom struja u provodniku. Smjer rotacije glave vijka u ovom slučaju trebao bi ukazivati na smjer magnetskog polja ravnog vodiča sa strujom.
Imajte na umu da formulacija i razumijevanje ovog pravila postaju jasniji ako zamislimo gilet umjesto zavrtnja. Tada se pravac rotacije drške gimleta uzima kao smjer magnetskog polja.
Zapamtite solenoid. Kao što znate, to je induktor namotan na magnetsko jezgro. Zavojnica je spojena na izvor struje, zbog čega se unutar njega formira jednolično magnetsko polje određenog smjera.
Šematski nacrtajte solenoid na komadu papira sa strane njegovog kraja. U stvari, dobićete sliku kruga. Označite na krugu koji predstavlja zavoje zavojnice, smjer struje u vodiču u obliku strelice (u smjeru kazaljke na satu). Sada ostaje razumjeti u smjeru struje gdje su usmjerene linije magnetskog polja. U ovom slučaju, oni mogu biti usmjereni ili od vas ili prema vama.
Zamislite da zatežete neku vrstu šrafa ili zavrtnja, rotirajući ga u smjeru strujanja struje u solenoidu. Translacijsko kretanje zavrtnja pokazuje smjer magnetskog polja unutar solenoida. Ako je smjer struje u smjeru kazaljke na satu, tada je vektor magnetskog polja usmjeren od vas.
Mnogo je urađeno od izuma električne energije. naučni rad u fizici da proučava njene karakteristike, karakteristike i uticaj na njih okruženje. Gimletovo pravilo značajno je obilježilo proučavanje magnetskog polja, zakon desne ruke za cilindrično namotavanje žice omogućava dublje razumijevanje procesa koji se odvijaju u solenoidu, a pravilo lijeve ruke karakterizira sile. koje utiču na provodnik strujom. Zahvaljujući desnoj i lijevoj ruci, kao i mnemotehničkim tehnikama, ovi obrasci se mogu lako proučavati i razumjeti.
princip gimleta
Prilično dugo vremena fizika je proučavala odvojeno magnetske i električne karakteristike polja. Međutim, 1820. godine, sasvim slučajno, danski naučnik Hans Christian Oersted otkrio je magnetna svojstva žice sa strujom tokom predavanja iz fizike na univerzitetu. Utvrđena je i ovisnost orijentacije magnetne igle od smjera strujanja u provodniku.
Provedeni eksperiment dokazuje postojanje polja sa magnetskim karakteristikama oko žice sa strujom, na koje reaguje magnetizirana igla ili kompas. Orijentacija toka "promjene" čini da se igla kompasa okreće u suprotnim smjerovima, a sama strelica se nalazi tangencijalno na elektromagnetno polje.
Za identifikaciju orijentacije elektromagnetnih tokova koristi se pravilo gimleta, ili zakon desnog zavrtnja, koji kaže da će uvrtanjem vijka duž toka električne struje u šantu način na koji se ručka rotira postavite orijentaciju EM tokova pozadine „promjene“.
Također je moguće koristiti Maxwellovo pravilo desne ruke: kada je uvučeni prst desne ruke orijentiran duž toka struje, tada će preostali stisnuti prsti pokazati orijentaciju elektromagnetnog polja.
Koristeći ova dva principa, dobit će se isti efekat koji se koristi za određivanje elektromagnetnih tokova.
Zakon desne ruke za solenoid
Razmatrani princip zavrtnja ili Maxwellova pravilnost za desnu ruku je primenljiv na ravnu žicu sa strujom. Međutim, u elektrotehnici postoje uređaji u kojima se provodnik ne nalazi ravno, a na njega se ne primjenjuje zakon zavrtnja. Prije svega, to se odnosi na induktore i solenoide. Solenoid, kao vrsta induktora, je cilindrični namotaj žice, čija je dužina višestruko veća od prečnika solenoida. Induktor induktora razlikuje se od solenoida samo po dužini samog vodiča, koja može biti nekoliko puta manja.
francuski matematičar i Fizika A-M. Amper je, zahvaljujući svojim eksperimentima, otkrio i dokazao da kada električna struja prođe kroz induktor, pokazivači kompasa na krajevima cilindričnog namota žice okreću svoje obrnute krajeve duž nevidljivih tokova EM polja. Takvi eksperimenti su dokazali da se u blizini induktora sa strujom formira magnetsko polje, a cilindrični namotaj žice formira magnetne polove. Elektromagnetno polje pobuđeno električnom strujom cilindričnog namota žice slično je magnetskom polju stalnog magneta - kraj cilindričnog namota žice, iz kojeg izlaze EM fluksovi, predstavlja sjeverni pol, a suprotni kraj je jug.
Za prepoznavanje magnetnih polova i orijentacije EM linija u induktoru sa strujom, koristi se desno pravilo za solenoid. Kaže da ako uzmete ovu zavojnicu rukom, stavite prste dlana direktno u tok elektrona u zavojima, palac, pomaknut za devedeset stepeni, će postaviti orijentaciju elektromagnetne pozadine u sredini solenoid - njegov sjeverni pol. Shodno tome, znajući položaj magnetnih polova cilindričnog namota žice, moguće je odrediti putanju protoka elektrona u zavojima.
zakon lijeve ruke
Hans Christian Oersted, nakon što je otkrio fenomen magnetnog polja u blizini šanta, brzo je podijelio svoje rezultate s većinom naučnika u Evropi. Kao rezultat toga, Ampere A.-M. je, koristeći svoje metode, nakon kratkog vremenskog perioda otkrio javnosti eksperiment specifičnog ponašanja dva paralelna šanta sa električnom strujom. Formulacijom eksperimenta dokazano je da se paralelno postavljene žice, kroz koje struja teče u jednom smjeru, međusobno kreću jedna prema drugoj. U skladu s tim, takvi će se šantovi međusobno odbijati, pod uvjetom da će se "promjena" koja teče u njima distribuirati u različitim smjerovima. Ovi eksperimenti su činili osnovu Amperovih zakona.
Testovi nam omogućavaju da iznesemo glavne zaključke:
- Trajni magnet, "reverzibilni" provodnik, električno nabijena pokretna čestica imaju EM područje oko sebe;
- Naelektrisana čestica koja se kreće u ovoj oblasti je podložna izvesnom uticaju EM pozadine;
- Električni "preokret" je usmjereno kretanje nabijenih čestica, odnosno elektromagnetna pozadina djeluje na šant s elektricitetom.
EM pozadina utječe na šant "promjenom" neke vrste pritiska zvanog Amperova sila. Ova karakteristika se može odrediti formulom:
FA=IBΔlsinα, gdje je:
- FA je amperova sila;
- I je intenzitet električne energije;
- B je vektor magnetske indukcije po modulu;
- Δl je veličina šanta;
- α je ugao između pravca B i toka struje u žici.
Pod uslovom da je ugao α devedeset stepeni, tada je ova sila najveća. Shodno tome, ako ovaj ugao nula, tada je sila nula. Kontura ove sile otkriva se uzorkom lijeve ruke.
Ako proučite pravilo gimleta i pravilo lijeve ruke, dobit ćete sve odgovore o formiranju EM polja i njihovom utjecaju na provodnike. Zahvaljujući ovim pravilima, moguće je izračunati induktivnost zavojnica i, ako je potrebno, formirati protustruje. Princip konstrukcije elektromotora zasniva se na Amperovim silama općenito, a posebno na pravilu lijeve ruke.
Video
Iz fizike za 11. razred (Kasyanov V.A., 2002),
zadatak №32
u poglavlje" Magnetizam. Magnetno polje. GLAVNE ODREDBE».
Vektor magnetne indukcije
Električna struja ima magnetni efekat, tako da se magnetsko polje stvara pokretnim naelektrisanjem.
Vektor magnetne indukcije- vektor fizička količina, čiji se smjer u datoj tački poklapa sa smjerom koji u ovoj tački pokazuje sjeverni pol slobodne magnetne igle.
Modul vektora magnetske indukcije- fizička veličina jednaka omjeru maksimalne sile koja djeluje iz magnetnog polja na dio provodnika sa strujom, prema umnošku jačine struje i dužine segmenta provodnika:
Jedinica magnetske indukcije je tesla (1 T).
Gimlet pravilo za jednosmernu struju: ako zavrtite gimlet u smjeru struje u vodiču, tada se smjer brzine kretanja kraja njegove ručke poklapa sa smjerom vektora magnetske indukcije u ovoj točki.
Pravilo desne ruke za jednosmernu struju: ako pokrijete provodnik desnom rukom, pokazujući savijeni palac duž struje, tada će vrhovi preostalih prstiju u ovoj tački pokazati smjer vektora indukcije u ovoj tački.
Princip superpozicije magnetnih polja: rezultujuća magnetna indukcija u datoj tački je zbir vektora magnetne indukcije stvorenih različitim strujama u ovoj tački:
Gimlet pravilo za zavojnicu sa strujom (struja petlje): ako rotirate ručicu gimleta u smjeru struje u zavojnici, tada se translacijsko kretanje gimleta poklapa sa smjerom vektora magnetske indukcije koju stvara struja u zavojnici na njegovoj osi.
Linije magnetne indukcije- linije, tangente na koje se u svakoj tački poklapaju sa smjerom vektora magnetske indukcije. Linije magnetske indukcije su uvijek zatvorene: nemaju početak i kraj. Magnetno polje - vrtložno polje, odnosno polje sa zatvorenim linijama magnetne indukcije
Magnetski fluks (fluks magnetske indukcije) kroz površinu određene površine - fizička veličina jednaka skalarnom proizvodu vektora magnetske indukcije i vektora površine:
Jedinica magnetskog fluksa je weber (1 Wb) 1 Wb = 1 Tl.m 2.
Amperov zakon: sila kojom magnetsko polje djeluje na dio provodnika sa strujom koji se nalazi u njemu jednaka je umnošku jačine struje, magnetne indukcije, dužine segmenta provodnika i sinusa ugla između smjerova struje i vektor magnetne indukcije:
U jednoličnom magnetskom polju, zatvoreno kolo teži da se taloži na takav način da se smjer njegove vlastite indukcije poklapa sa smjerom vanjske indukcije.
Lorencova sila- sila koja djeluje na nabijenu česticu koja se kreće brzinom v sa strane magnetskog polja B:
gdje je q naboj čestice, a ugao između brzine čestice i indukcije magnetskog polja.
Smjer Lorentzove sile određuje pravilo lijeve ruke: ako je lijeva ruka postavljena tako da četiri ispružena prsta pokazuju smjer brzine pozitivnog naboja (ili suprotno od brzine negativnog naboja), a vektor magnetske indukcije ulazi u dlan, tada je palac savijen (u ravnini dlana) za 90° će pokazati smjer sile koja djeluje na dato punjenje.
Nabijena čestica koja leti u jednolično magnetsko polje paralelno linijama magnetske indukcije kreće se jednoliko duž ovih linija. Nabijena čestica koja leti u jednolično magnetsko polje u ravni koja je okomita na linije magnetske indukcije kreće se u ovoj ravni u krug. Paralelno smješteni provodnici, kroz koje struje teku u jednom smjeru, privlače se, au suprotnim smjerovima odbijaju. Magnetna polja stvorena strujama I 1, I 2, koje teku kroz beskonačno dugačke paralelne provodnike koji se nalaze na udaljenosti r jedan od drugog, dovode do pojave sile interakcije na svakom segmentu vodiča dužine Δl
gdje je k m - koeficijent proporcionalnosti, k m \u003d 2 10 -7 N / A 2
Jedinica jačine struje je amper (1 A) Jačina jednosmerne struje je 1 A ako struja, koja teče kroz dva paralelna provodnika beskonačne dužine i zanemarljive površine kružnog poprečnog preseka, smeštena u vakuumu na udaljenosti od 1 m jedan od drugog , uzrokuje na segmentu provodnika dužine 1 m interakcijsku silu jednaku 2 10 -7 N
Indukcija magnetskog polja opada sa povećanjem udaljenosti do provodnika sa strujom.Interakcija provodnika sa strujom je posledica magnetne interakcije pokretnih naelektrisanja u provodnicima.Pod uticajem magnetne sile suprotna naelektrisanja koja se kreću paralelno u suprotnim smerovima su privlače, a slični naboji se odbijaju.
Induktivnost petlje(ili koeficijent samoindukcije) - fizička veličina jednaka koeficijentu proporcionalnosti između magnetskog toka kroz područje ograničeno strujnim krugom i jačine struje u krugu. Jedinica induktivnosti je henry (1 h)
Energija magnetnog polja, stvorena tokom protoka struje I kroz provodnik sa induktivnošću L, jednaka je
Magnetna permeabilnost medija- fizička veličina koja pokazuje koliko se puta indukcija magnetskog polja u homogenom mediju razlikuje od magnetne indukcije vanjskog (magnetizirajućeg) polja u vakuumu.
Dijamagneti, paramagneti, feromagneti- glavne klase tvari s oštro različitim magnetskim svojstvima
dijamagnetski- tvari u kojoj je vanjsko magnetsko polje blago oslabljeno (μ<= 1)
paramagnetski- supstanca u kojoj je vanjsko magnetsko polje blago pojačano (μ >= 1)
Feromagnetski- supstanca u kojoj je vanjsko magnetsko polje jako pojačano (μ >> 1)
Kriva magnetizacije- ovisnost intrinzične magnetske indukcije od indukcije vanjskog magnetskog polja
Prinudna sila je magnetna indukcija vanjskog polja potrebna za demagnetizaciju uzorka
Magnetski tvrdi feromagneti- feromagneti sa visokom rezidualnom magnetizacijom Magnetski mekani feromagneti- feromagneti sa niskom rezidualnom magnetizacijom Histerezna petlja- zatvorena kriva magnetizacije i demagnetizacije feromagneta Curie temperatura- kritična temperatura iznad koje dolazi do prijelaza tvari iz feromagnetnog u paramagnetno stanje
Ulaskom u odraslu dob malo se ljudi sjeća školskog kursa fizike. Međutim, ponekad je potrebno zaroniti u pamćenje, jer neka znanja stečena u mladosti mogu uvelike olakšati pamćenje složenih zakona. Jedno od njih je pravilo desne i lijeve ruke u fizici. Njegova primjena u životu omogućuje vam razumijevanje složenih koncepata (na primjer, određivanje smjera aksijalnog vektora s poznatom osnovom). Danas ćemo pokušati da objasnimo ove koncepte i kako oni funkcionišu na jeziku dostupnom jednostavnom laiku koji je davno diplomirao i zaboravio nepotrebne (kako mu se činilo) informacije.
Pročitajte u članku:
Formulacija pravila gimleta
Piotr Buravchik je prvi fizičar koji je formulirao pravilo lijeve ruke za različite čestice i polja. Primjenjiv je kako u elektrotehnici (pomaže u određivanju smjera magnetskih polja), tako iu drugim područjima. Pomoći će, na primjer, da se odredi kutna brzina.
Gimlet pravilo (pravilo desne ruke) - ovo ime nije povezano s imenom fizičara koji ga je formulirao. Više naslova oslanja se na alat koji ima određeni smjer svrdla. Uobičajeno, gimlet (šraf, vadičep) ima tzv. navoj je desni, bušilica ulazi u tlo u smjeru kazaljke na satu. Razmotrite primjenu ove izjave za određivanje magnetnog polja.
Treba stisnuti desna ruka u šaku sa palčevima gore. Sada lagano otpuštamo ostala četiri. Oni nam pokazuju smjer magnetskog polja. Ukratko, pravilo gimleta ima sljedeće značenje - zavrtanjem gimleta duž smjera struje, vidjet ćemo da se ručka rotira u smjeru linije vektora magnetske indukcije.
Pravilo desne i lijeve ruke: primjena u praksi
U razmatranju primjene ovog zakona, počnimo s pravilom desne ruke. Ako je poznat smjer vektora magnetskog polja, uz pomoć gileta može se bez poznavanja zakona elektromagnetne indukcije. Zamislite da se vijak kreće duž magnetnog polja. Tada će smjer toka struje biti "duž konca", odnosno udesno.
Obratimo pažnju na trajni kontrolirani magnet, čiji je analog solenoid. U svojoj srži, to je zavojnica sa dva kontakta. Poznato je da se struja kreće sa "+" na "-". Na osnovu ove informacije, uzimamo solenoid u desnoj ruci u takav položaj da 4 prsta pokazuju smjer toka struje. Tada će ispruženi palac ukazati na vektor magnetskog polja.
Pravilo lijeve ruke: šta se pomoću njega može odrediti
Nemojte brkati pravila lijeve ruke i gimleta - oni su dizajnirani za potpuno različite svrhe. Uz pomoć lijeve ruke mogu se odrediti dvije sile, odnosno njihov smjer. To:
- Lorentzova sila;
- amperska snaga.
Hajde da pokušamo da shvatimo kako to funkcioniše.
Pravilo lijeve ruke za Amperovu moć: šta je to
Rasporedite lijeva ruka duž provodnika tako da prsti budu usmjereni u smjeru toka struje. Palac će pokazivati u pravcu vektora Amperove sile, a u pravcu ruke, između palca i kažiprsta, vektor magnetnog polja će biti usmeren. Ovo će biti pravilo lijeve ruke za ampersku silu, čija formula izgleda ovako:
Pravilo lijeve ruke za Lorentzovu silu: razlike od prethodnog
Tri prsta lijeve ruke (palac, kažiprst i srednji) rasporedimo tako da budu pod pravim uglom jedan prema drugom. Palac, u ovom slučaju usmjeren u stranu, pokazat će smjer Lorentzove sile, kažiprst (okrenut prema dolje) - smjer magnetskog polja (od sjeverni pol prema jugu), a srednji, koji se nalazi okomito od velikog, je smjer struje u provodniku.
Formula za izračunavanje Lorentzove sile može se vidjeti na donjoj slici.
Zaključak
Pošto se jednom pozabavio pravilima desne i lijeve ruke, dragi čitatelj će shvatiti kako ih je lako koristiti. Uostalom, oni zamjenjuju znanje mnogih zakona fizike, posebno elektrotehnike. Ovdje je glavna stvar ne zaboraviti smjer toka struje.
Nadamo se da je današnji članak bio koristan našim dragim čitateljima. Ako imate bilo kakvih pitanja, možete ih ostaviti u diskusijama u nastavku. Uredništvo stranice će rado odgovoriti na njih u najkraćem mogućem roku. Pišite, komunicirajte, pitajte. A mi vas zauzvrat pozivamo da pogledate kratak video koji će vam pomoći da potpunije shvatite temu našeg današnjeg razgovora.
Često se dešava da se problem ne može riješiti zbog činjenice da potrebna formula nije pri ruci. Izvođenje formule od samog početka nije najbrža stvar, a svaki minut je bitan.
U nastavku smo sakupili osnovne formule na temu "Elektricitet i magnetizam". Sada, kada rješavate probleme, ovaj materijal možete koristiti kao referencu, kako ne biste gubili vrijeme na traženje potrebnih informacija.
Magnetizam: definicija
Magnetizam je interakcija pokretnih električnih naboja koja se javlja kroz magnetsko polje.
Polje – poseban obrazac stvar. U okviru standardnog modela postoje električni, magnetni, elektromagnetna polja, polje nuklearne sile, gravitacijsko polje i Higgsovo polje. Možda postoje i druga hipotetička polja o kojima možemo samo nagađati ili uopće ne nagađati. Danas nas zanima magnetno polje.
Magnetna indukcija
Baš kao što nabijena tijela stvaraju električno polje oko sebe, pokretna nabijena tijela stvaraju magnetsko polje. Magnetno polje ne stvara samo pokretni naboji ( strujni udar), ali i utiče na njih. Zapravo, magnetsko polje se može detektovati samo po njegovom učinku na pokretne naboje. I na njih djeluje silom koja se zove Amperova sila, o kojoj će biti riječi kasnije.
Prije nego počnemo davati specifične formule, moramo govoriti o magnetskoj indukciji.
Magnetna indukcija je vektor snage karakterističan za magnetno polje.
Označen je slovom B i mjereno u Tesla (Tl) . Po analogiji sa napetošću za električno polje E magnetna indukcija pokazuje koliko snažno magnetsko polje djeluje na naboj.
Usput, naći ćete mnoge zanimljivosti na ovu temu u našem članku o.
Kako odrediti smjer vektora magnetske indukcije? Ovdje nas zanima praktična strana pitanja. Najčešći slučaj u problemima je magnetsko polje koje stvara provodnik sa strujom, koji može biti ili ravan, ili u obliku kruga ili zavojnice.
Za određivanje smjera vektora magnetske indukcije postoji pravilo desne ruke. Spremite se za korištenje apstraktnog i prostornog razmišljanja!
Ako uzmete provodnik u desnu ruku tako da palac pokazuje u smjeru struje, tada će prsti savijeni oko vodiča pokazati smjer linija magnetskog polja oko vodiča. Vektor magnetske indukcije u svakoj tački bit će usmjeren tangencijalno na linije sile.
Snaga pojačala
Zamislite da postoji magnetsko polje sa indukcijom B. Ako postavimo provodnik dužine l , kroz koji teče struja I , tada će polje djelovati na provodnik sa silom:
To je ono što je amperska snaga . Ugao alfa je ugao između smjera vektora magnetske indukcije i smjera struje u vodiču.
Smjer Amperove sile određen je pravilom lijeve ruke: ako lijevu ruku postavite tako da linije magnetske indukcije ulaze u dlan, a ispruženi prsti ukazuju na smjer struje, palac postavljen u stranu pokazat će smjer Amperove sile.
Lorencova sila
Saznali smo da polje djeluje na provodnik sa strujom. Ali ako je to tako, onda u početku djeluje zasebno na svaki pokretni naboj. Sila kojom magnetsko polje djeluje na osobu koja se kreće u njemu električni naboj, zove se Lorencova sila . Ovdje je važno napomenuti riječ "kreće", pa magnetsko polje ne djeluje na stacionarna naelektrisanja.
Dakle, čestica sa nabojem q kreće se u magnetskom polju sa indukcijom AT sa brzinom v , a alfa je ugao između vektora brzine čestice i vektora magnetske indukcije. Tada je sila koja djeluje na česticu:
Kako odrediti smjer Lorentzove sile? Pravilo lijeve ruke. Ako vektor indukcije uđe u dlan, a prsti budu usmjereni u smjeru brzine, tada će savijeni palac pokazati smjer Lorentzove sile. Imajte na umu da se na ovaj način određuje smjer za pozitivno nabijene čestice. Za negativne naboje, rezultirajući smjer mora biti obrnut.
Ako je čestica mase m uleti u polje okomito na linije indukcije, tada će se kretati u krug, a Lorentzova sila će igrati ulogu centripetalne sile. Poluprečnik kruga i period okretanja čestice u jednoličnom magnetskom polju mogu se naći po formulama:
Interakcija struja
Razmotrimo dva slučaja. Prvo, struja teče u ravnoj žici. Drugi je u kružnoj petlji. Kao što znamo, struja stvara magnetno polje.
U prvom slučaju, magnetska indukcija žice sa strujom I na daljinu R od toga se izračunava po formuli:
Mu je magnetna permeabilnost supstance, mu sa indeksom nula je magnetna konstanta.
U drugom slučaju, magnetna indukcija u središtu kružne petlje sa strujom je:
Također, pri rješavanju problema, formula za magnetno polje unutar solenoida može biti korisna. - ovo je zavojnica, odnosno skup kružnih zavoja sa strujom.
Neka njihov broj bude N , a dužina samog solenoil je l . Tada se polje unutar solenoida izračunava po formuli:
Između ostalog! Za naše čitaoce sada postoji popust od 10%.
Magnetski fluks i EMF
Ako je magnetna indukcija vektorska karakteristika magnetskog polja, onda magnetni fluks – skalar, što je ujedno i jedna od najvažnijih karakteristika terena. Zamislimo da imamo neku vrstu okvira ili konture koja ima određeno područje. Magnetski tok pokazuje koliko linija sile prolazi kroz jedinicu površine, odnosno karakteriše intenzitet polja. Izmjereno u Weberach (WB) i označeno F .
S - područje konture, alfa je ugao između normale (okomite) na ravan konture i vektora AT .
Prilikom promjene magnetskog fluksa kroz kolo, kolo se inducira EMF , jednak brzini promjene magnetskog fluksa kroz kolo. Usput, više o tome što je elektromotorna sila možete pročitati u drugom našem članku.
U stvari, gornja formula je formula za Faradejev zakon elektromagnetne indukcije. Podsjećamo vas da brzina promjene bilo koje veličine nije ništa drugo nego njen derivat u odnosu na vrijeme.
Obrnuto vrijedi i za magnetni tok i indukcijski EMF. Promjena struje u krugu dovodi do promjene magnetskog polja i, shodno tome, do promjene magnetskog toka. U tom slučaju nastaje EMF samoindukcije, koji sprječava promjenu struje u krugu. Magnetski fluks koji strujom prožima strujno kolo naziva se vlastiti magnetni tok, proporcionalan je jačini struje u kolu i izračunava se po formuli:
L je faktor proporcionalnosti koji se zove induktivnost, koji se mjeri u Henry (Gn) . Na induktivnost utječu oblik kola i svojstva medija. Za dužinu namotaja l i sa brojem okreta N induktivnost se izračunava po formuli:
Formula za EMF samoindukcije:
Energija magnetnog polja
Električna energija, nuklearna energija, kinetička energija. Magnetna energija je jedan od oblika energije. Kod fizičkih problema najčešće je potrebno izračunati energiju magnetskog polja zavojnice. Zavojnica magnetne energije sa strujom I i induktivnost L je jednako:
Volumetrijska gustina energije polja:
Naravno, ovo nisu sve osnovne formule odjeljka fizike. « elektricitet i magnetizam » , međutim, često mogu pomoći u rješavanju standardnih problema i proračuna. Ako naiđete na problem sa zvjezdicom, a jednostavno ne možete pronaći ključ za njega, pojednostavite svoj život i kontaktirajte
