- Za mnoge od ovih slučajeva, pored opće formulacije koja omogućava određivanje smjera vektorskog proizvoda ili orijentacije baze općenito, postoje posebne formulacije pravila koje su posebno dobro prilagođene svakoj specifičnoj situaciji (ali mnogo manje uopšteno).
U principu, u pravilu, izbor jednog od dva moguća pravca aksijalnog vektora smatra se čisto uslovnim, ali se uvijek mora dogoditi na isti način kako se predznak ne bi pobrkao u konačnom rezultatu proračuna. Tome služe pravila koja su predmet ovog članka (omogućavaju vam da se uvijek držite istog izbora).
Opšte (glavno) pravilo
Glavno pravilo, koje se može koristiti i u varijanti pravila gimleta (vijača) i u varijanti pravila desna ruka je pravilo odabira smjera za baze i unakrsni proizvod (ili čak za jedan od ta dva, budući da je jedno direktno određeno kroz drugo). Ono je glavno jer je u principu dovoljno da se koristi u svim slučajevima umjesto svih ostalih pravila, ako se samo zna redoslijed faktora u odgovarajućim formulama.
Izbor pravila za određivanje pozitivnog smjera vektorskog proizvoda i za pozitivnu osnovu(koordinatni sistemi) u trodimenzionalnom prostoru - blisko su međusobno povezani.
Lijevi (na slici lijevo) i desni (desno) Dekartov koordinatni sistem (lijeva i desna baza). Uobičajeno je da se smatra pozitivnim i da se podrazumevano koristi ispravna (ovo je općeprihvaćena konvencija; ali ako vas posebni razlozi prisile da odstupite od ove konvencije, to treba eksplicitno navesti)
Oba ova pravila su u principu čisto uslovna, međutim, prihvaćeno je (barem ako suprotno nije eksplicitno navedeno) smatrati, a ovo je opšte prihvaćen sporazum, da je pozitivno pravu osnovu, a vektorski proizvod je definiran tako da je za pozitivnu ortonormalnu bazu e → x , e → y , e → z (\displaystyle (\vec (e))_(x),(\vec (e))_(y),(\vec (e))_(z))(osnova pravougaonika Kartezijanske koordinate sa jediničnom skalom u svim osama, koja se sastoji od jediničnih vektora na svim osama), vrijedi sljedeće:
e → x × e → y = e → z , (\displaystyle (\vec (e))_(x)\times (\vec (e))_(y)=(\vec (e))_(z ))gdje kosi križ označava operaciju vektorskog množenja.
Podrazumevano, uobičajeno je koristiti pozitivne (a time i prave) baze. U principu, uobičajeno je koristiti lijevu bazu uglavnom kada je korištenje desne vrlo nezgodno ili uopće nemoguće (na primjer, ako se naša desna baza odražava u ogledalu, onda je odraz lijeva osnova i ništa se ne može učiniti o tome).
Dakle, pravilo za unakrsni proizvod i pravilo za izbor (konstruisanje) pozitivne osnove su međusobno konzistentni.
Mogu se formulisati ovako:
Za vektorski proizvod
Gimlet (vijčano) pravilo za vektorski proizvod: Ako nacrtate vektore tako da im se počeci poklapaju i zarotirate prvi vektor množenja na najkraći način do drugog vektora množenja, tada će se gimlet (vijak) koji se rotira na isti način zavrtati u smjeru vektora proizvoda.
Varijanta pravila gimlet-a (vijka) za vektorski proizvod kroz kazaljku sata: Ako vektore nacrtamo tako da im se ishodišta poklope i zarotiramo prvi vektor množenja na najkraći način do drugog vektora množitelja i pogledamo s druge strane tako da je ova rotacija za nas u smjeru kazaljke na satu, vektor proizvoda će biti usmjeren od nas (zašrafite duboko u sat).
Pravilo desne ruke za unakrsni proizvod (prva opcija):
Ako vektore nacrtate tako da im se ishodišta poklapaju i zarotirate prvi faktor vektor najkraćim putem do drugog faktorskog vektora, a četiri prsta desne ruke pokazuju smjer rotacije (kao da pokrivaju rotirajući cilindar), tada istureni palac će pokazati smjer vektora proizvoda.
Pravilo desne ruke za vektorski proizvod (druga opcija):
A → × b → = c → (\displaystyle (\vec (a))\times (\vec (b))=(\vec (c)))
Ako nacrtate vektore tako da im se počeci poklapaju i da je prvi (palac) prst desne ruke usmjeren duž prvog vektora množenja, drugi (indeks) duž drugog vektora množitelja, tada će treći (srednji) pokazati (približno ) smjer vektora proizvoda (vidi . sliku).
Što se tiče elektrodinamike, struja (I) je usmjerena duž palca, vektor magnetske indukcije (B) usmjeren je duž kažiprsta, a sila (F) će biti usmjerena duž srednjeg prsta. Mnemonički, pravilo je lako zapamtiti po skraćenici FBI (force, induction, current ili Federal Bureau of Investigation (FBI) u prijevodu s engleskog) i položaju prstiju koji podsjeća na pištolj.
Za baze
Sva ova pravila se, naravno, mogu prepisati kako bi se odredila orijentacija baza. Prepišimo samo dva od njih: Pravilo desne ruke za osnovu:
x, y, z - desni koordinatni sistem.
Ako je u osnovi e x , e y , e z (\displaystyle e_(x),e_(y),e_(z))(sastoji se od vektora duž osi x, y, z) usmjerite prvi (palac) prst desne ruke duž prvog baznog vektora (tj. duž ose x), drugi (indeks) - duž drugog (to jest, duž ose y), a treći (srednji) će biti usmjeren (približno) u smjeru trećeg (duž z), onda je ovo prava osnova(kao što je prikazano na slici).
Gimlet (vijčano) pravilo za osnovu: Ako rotirate gimlet i vektore tako da prvi bazni vektor teži drugom na najkraći način, tada će gimlet (vijak) zavrtati u smjeru trećeg baznog vektora, ako je ovo prava baza.
- Sve ovo, naravno, odgovara proširenju uobičajenog pravila za odabir smjera koordinata na ravni (x - desno, y - gore, z - na nama). Potonje može biti još jedno mnemoničko pravilo, koje u principu može zamijeniti pravilo gimleta, desne ruke itd. (međutim, njegova upotreba vjerojatno ponekad zahtijeva određenu prostornu maštu, jer se moraju mentalno rotirati koordinate nacrtane na uobičajen način dok se ne poklope sa osnovom čiju orijentaciju želimo da odredimo, a može se rotirati na bilo koji način).
Izjave pravila gimleta (zavrtnja) ili pravila desne ruke za posebne slučajeve
Gore je spomenuto da sve različite formulacije pravila gimleta (vijka) ili pravila desne ruke (i drugih sličnih pravila), uključujući sva dolje navedena, nisu potrebne. Nije ih potrebno poznavati ako poznajete (barem u jednoj od opcija) gore opisano opće pravilo i znate redoslijed faktora u formulama koje sadrže vektorski proizvod.
Međutim, mnoga pravila opisana u nastavku su dobro prilagođena posebnim slučajevima njihove primjene i stoga mogu biti vrlo zgodni i laki za brzo određivanje smjera vektora u tim slučajevima.
Pravilo desne ruke ili gimlet (vijaka) za mehaničku brzinu rotacije
Pravilo desne ruke ili gimleta (vijka) za ugaonu brzinu
Pravilo desne ruke ili gimleta (šrafa) za moment sila
M → = ∑ i [ r → i × F → i ] (\displaystyle (\vec (M))=\sum _(i)[(\vec (r))_(i)\times (\vec (F ))_(i)])(gde F → i (\displaystyle (\vec (F))_(i)) je sila na koju se primjenjuje i-oh tačka tela, r → i (\displaystyle (\vec(r))_(i))- radijus vektor, × (\displaystyle \times )- znak vektorskog množenja),
pravila su takođe generalno slična, ali mi ih formulišemo eksplicitno.
Pravilo gimleta (zavrtnja): Ako zavrtite vijak (gimlet) u smjeru u kojem sile teže da okrenu tijelo, vijak će se zavrnuti (ili odvrnuti) u smjeru u kojem je usmjeren moment ovih sila.
Pravilo desne ruke: Ako zamislimo da smo uzeli tijelo u desnu ruku i pokušavamo da ga okrenemo u smjeru kamo su usmjerena četiri prsta (sile koje pokušavaju okrenuti tijelo su usmjerene u smjeru ovih prstiju), tada će se pokazati istureni palac u smjeru u kojem je usmjeren moment (moment ovih sila).
Pravilo desne ruke i gimleta (vijka) u magnetostatici i elektrodinamici
Za magnetnu indukciju (Biot-Savartov zakon)
Gimlet (vijčano) pravilo: Ako se smjer translacijskog kretanja gimleta (vijka) poklapa sa smjerom struje u vodiču, tada se smjer rotacije ručke gimleta poklapa sa smjerom vektora magnetske indukcije polja stvorenog ovom strujom.
Pravilo desne ruke: Ako zgrabite provodnik desnom rukom tako da istureni palac pokazuje smjer struje, tada će preostali prsti pokazati smjer omotača vodiča linija magnetske indukcije polja koje stvara ova struja, a dakle smjer vektora magnetske indukcije usmjeren svuda tangencijalno na ove linije.
Za solenoid formulira se na sljedeći način: Ako dlanom desne ruke uhvatite solenoid tako da su četiri prsta usmjerena duž struje u zavojima, tada će palac koji je ostavljen u stranu pokazati smjer linija magnetsko polje unutar solenoida.
Za struju u vodiču koji se kreće u magnetskom polju
Pravilo desne ruke: Ako je dlan desne ruke postavljen tako da uključuje linije sile magnetskog polja, a savijeni palac usmjeren duž kretanja provodnika, tada će četiri ispružena prsta pokazati smjer indukcijske struje.
Za one koji nisu bili dobri u fizici u školi, pravilo gimleta je i danas prava „terra incognita“. Pogotovo ako pokušate pronaći definiciju dobro poznatog zakona na webu: pretraživači će odmah dati mnogo lukavih naučna objašnjenja sa složenim šarama. Međutim, sasvim je moguće kratko i jasno objasniti od čega se sastoji.
Šta je pravilo gimleta
Gimlet - alat za bušenje rupa
Zvuči ovako: u slučajevima kada se smjer vrtnje poklapa sa smjerom struje u provodniku tijekom translacijskih kretanja, tada će i smjer rotacije ručke gimleta biti identičan njemu.
Tražim upute
Da biste razumjeli, još uvijek morate zapamtiti školske lekcije. Na njima su nam nastavnici fizike rekli da je električna struja kretanje elementarne čestice, koji nose svoj naboj duž provodnog materijala. Zbog izvora, kretanje čestica u provodniku je usmjereno. Kretanje je, kao što znate, život, i stoga se oko vodiča ne javlja ništa osim magnetnog polja, koji se također rotira. Ali kako?
Upravo ovo pravilo daje odgovor (bez upotrebe posebnih alata), a rezultat se ispostavlja vrlo vrijedan, jer, ovisno o smjeru magnetskog polja, nekoliko vodiča počinje djelovati prema potpuno različitim scenarijima: ili se odbijaju, ili, naprotiv, jure prema.
Upotreba
Najlakši način za određivanje putanje kretanja linija magnetnog polja je primjena pravila gimleta
Možete to zamisliti ovako - na primjeru vlastite desne ruke i najobičnije žice. Stavili smo žicu u ruke. Četiri prsta čvrsto stisnite u pesnicu. Palac pokazuje gore, kao gest kojim pokazujemo da nam se nešto sviđa. U ovom "rasporedu" palac će jasno pokazati smjer struje, dok će ostala četiri - putanju kretanja linija magnetnog polja.
Pravilo je prilično primjenjivo u životu. Fizičarima je potreban kako bi odredili smjer magnetskog polja struje, izračunali mehaničku rotaciju brzine, vektor magnetske indukcije i moment sila.
Usput, o tome da pravilo važi za najviše različite situacije Takođe se kaže da postoji nekoliko tumačenja odjednom - u zavisnosti od slučaja koji se razmatra.
- ovo je posebna vrsta materije, kroz koju se vrši interakcija između pokretnih električno nabijenih čestica.
SVOJSTVA (STACIONARNOG) MAGNETSKOG POLJA
Trajno (ili stacionarno) Magnetno polje je magnetsko polje koje se ne mijenja s vremenom.
1. Magnetno polje kreiran pokretne nabijene čestice i tijela, provodnici sa strujom, trajni magneti.
2. Magnetno polje validan na pokretne nabijene čestice i tijela, na provodnike sa strujom, na trajne magnete, na okvir sa strujom.
3. Magnetno polje vortex, tj. nema izvor.
su sile kojima provodnici sa strujom djeluju jedan na drugog.
. 
je karakteristika sile magnetnog polja.
Vektor magnetske indukcije je uvijek usmjeren na isti način kao što je magnetska igla koja se slobodno okreće orijentirana u magnetskom polju.
Jedinica mjerenja magnetske indukcije u SI sistemu:
LINIJE MAGNETNE INDUKCIJE
- to su linije, tangenta na koje je u bilo kojoj tački vektor magnetske indukcije.
Uniformno magnetno polje- ovo je magnetno polje u kojem je u bilo kojoj tački vektor magnetske indukcije nepromijenjen po veličini i smjeru; posmatrano između ploča ravnog kondenzatora, unutar solenoida (ako je njegov prečnik mnogo manji od njegove dužine) ili unutar šipkastog magneta.
Magnetno polje pravog provodnika sa strujom:
gdje je smjer struje u provodniku na nas okomit na ravan lima,
- smjer struje u vodiču od nas je okomit na ravan lima.
Magnetno polje solenoida:
Magnetno polje šipkastog magneta:
- slično magnetskom polju solenoida.
SVOJSTVA VODOVA MAGNETNE INDUKCIJE
- imati pravac
- kontinuirano;
-zatvoreno (tj. magnetsko polje je vrtložno);
- ne seku;
- prema njihovoj gustini se procjenjuje veličina magnetske indukcije.
PRAVAC VODOVA MAGNETNE INDUKCIJE
- određuje se pravilom gimleta ili pravilom desne ruke.
Gimlet pravilo (uglavnom za ravan provodnik sa strujom):
Ako se smjer translacijskog kretanja gimleta poklapa sa smjerom struje u vodiču, tada se smjer rotacije ručke gimleta poklapa sa smjerom linija magnetskog polja struje.
Pravilo desne ruke (uglavnom za određivanje smjera magnetskih linija
unutar solenoida):
Ako dlanom desne ruke uhvatite solenoid tako da su četiri prsta usmjerena duž struje u zavojima, tada će palac koji je ostavljen u stranu pokazati smjer linija magnetskog polja unutar solenoida.
Postoje i drugi moguće opcije primjenjujući pravila gimleta i desne ruke.
je sila kojom magnetsko polje djeluje na provodnik sa strujom.
Modul amperske sile jednak je proizvodu jačina struje u vodiču na modulu vektora magnetske indukcije, dužina vodiča i sinus ugla između vektora magnetske indukcije i smjera struje u vodiču.
Amperova sila je maksimalna ako je vektor magnetske indukcije okomit na provodnik.
Ako je vektor magnetske indukcije paralelan sa provodnikom, tada magnetno polje nema uticaja na provodnik sa strujom, tj. Amperova sila je nula.
Smjer Amperove sile je određen pravilo leve ruke:
Ako je lijeva ruka postavljena tako da komponenta vektora magnetske indukcije okomita na provodnik ulazi u dlan, a 4 ispružena prsta su usmjerena u smjeru struje, tada će palac savijen za 90 stepeni pokazati smjer sile koja djeluje na provodniku sa strujom.
ili 
DJELOVANJE MAGNETSKOG POLJA NA PETLJU SA STRUJOM
Ujednačeno magnetno polje orijentiše okvir (tj. stvara se obrtni moment i okvir se rotira u poziciju u kojoj je vektor magnetske indukcije okomit na ravan okvira).
Nehomogeno magnetno polje orijentira + privlači ili odbija okvir strujom.
Dakle, u magnetskom polju provodnika sa jednosmernom strujom (neujednačeno), strujni okvir je orijentisan duž poluprečnika magnetne linije i privlači se ili odbija od vodiča sa jednosmernom strujom, u zavisnosti od smjer struja.
Zapamtite temu "Elektromagnetne pojave" za 8. razred:
class-fizika.narod.ru
Utjecaj magnetnog polja na struju. Pravilo lijeve ruke.
Postavimo provodnik između polova magneta kroz koji teče stalna struja. struja. Odmah ćemo primijetiti da će provodnik biti istisnut iz interpolarnog prostora poljem magneta.
Ovo se može objasniti na sljedeći način. Oko provodnika sa strujom (slika 1.) formira svoje magnetsko polje čije su linije sile na jednoj strani provodnika usmerene na isti način kao i linije sile magneta, a na drugoj strani provodnika. provodnik - u suprotnom smjeru. Kao rezultat toga, na jednoj strani provodnika (na slici 1. gore), magnetsko polje je koncentrisano, a na drugoj strani (na slici 1. ispod) ono se razrjeđuje. Stoga, provodnik doživljava silu koja ga pritiska. A ako provodnik nije fiksiran, onda će se pomeriti.
Slika 1. Utjecaj magnetnog polja na struju.
pravilo leve ruke
Za brzo određivanje smjera kretanja vodiča sa strujom u magnetskom polju postoji tzv pravilo leve ruke(slika 2.).
Slika 2. Pravilo lijeve ruke.
Pravilo lijeve ruke je sljedeće: ako lijevu ruku postavite između polova magneta tako da magnetne linije sile ulaze u dlan, a četiri prsta ruke se poklapaju sa smjerom struje u provodniku , tada će palac pokazati smjer kretanja provodnika.
Dakle, na vodič kroz koji teče električna struja djeluje sila koja teži da ga pomjeri okomito na magnetske linije sile. Empirijski možete odrediti veličinu ove sile. Ispostavilo se da je sila kojom magnetsko polje djeluje na provodnik sa strujom direktno proporcionalna jačini struje u vodiču i dužini onog dijela vodiča koji se nalazi u magnetskom polju (slika 3 lijevo) .
Ovo pravilo vrijedi ako se provodnik nalazi pod pravim uglom u odnosu na magnetske linije sile.
Slika 3. Jačina interakcije magnetnog polja i struje.
Ako se provodnik ne nalazi pod pravim uglom u odnosu na linije magnetskog polja, već, na primer, kao što je prikazano na slici 3 desno, tada će sila koja deluje na provodnik biti proporcionalna jačini struje u provodniku i dužini provodnika. projekcija dijela provodnika koji se nalazi u magnetskom polju, na ravan okomitu na magnetske linije sile. Iz toga slijedi da ako je provodnik paralelan s magnetskim linijama sile, tada je sila koja djeluje na njega jednaka nuli. Ako je vodič okomit na smjer linija magnetskog polja, tada sila koja djeluje na njega dostiže svoju maksimalnu vrijednost.
Sila koja djeluje na provodnik sa strujom također ovisi o magnetskoj indukciji. Što su linije magnetnog polja gušće, to je veća sila koja djeluje na provodnik sa strujom.
Sumirajući sve navedeno, djelovanje magnetskog polja na provodnik sa strujom možemo izraziti sljedećim pravilom:
Sila koja djeluje na vodič sa strujom direktno je proporcionalna magnetskoj indukciji, jačini struje u vodiču i dužini projekcije dijela vodiča koji se nalazi u magnetskom polju na ravninu okomitu na magnetski tok.
Treba napomenuti da dejstvo magnetskog polja na struju ne zavisi od supstance provodnika, niti od njegovog poprečnog preseka. Utjecaj magnetskog polja na struju može se uočiti čak i u odsustvu vodiča, propuštanjem, na primjer, struje elektrona koji se brzo kreću između polova magneta.
Djelovanje magnetskog polja na struju se široko koristi u nauci i tehnologiji. Upotreba ove radnje zasniva se na uređaju elektromotora koji pretvara električnu energiju u mehaničku energiju, uređaju magnetoelektričnih uređaja za mjerenje napona i jakosti struje, elektrodinamičkim zvučnicima koji pretvaraju električne vibracije u zvuk, specijalnim radio cijevima - magnetronima, katodnim zrakama cijevi, itd. Djelovanjem magnetnog polja struja se koristi za mjerenje mase i naboja elektrona, pa čak i za proučavanje strukture materije.
Pravilo desne ruke
Kada se provodnik kreće u magnetskom polju, u njemu se stvara usmjereno kretanje elektrona, odnosno električna struja, što je posljedica fenomena elektromagnetne indukcije.
Za utvrđivanje pravci kretanja elektrona Koristimo dobro poznato pravilo lijeve ruke.
Ako se, na primjer, vodič koji se nalazi okomito na crtež (slika 1) kreće zajedno s elektronima koji se nalaze u njemu odozgo prema dolje, tada će ovo kretanje elektrona biti ekvivalentno električnoj struji usmjerenoj odozdo prema gore. Ako je istovremeno magnetsko polje u kojem se provodnik kreće usmjereno s lijeva na desno, tada ćemo za određivanje smjera sile koja djeluje na elektrone morati staviti lijevu ruku dlanom ulijevo tako da magnetne linije sile ulaze u dlan, i to sa četiri prsta prema gore (protiv smjera provodnika kretanja, tj. u smjeru "struje"); tada će nam smjer palca pokazati da će na elektrone u provodniku utjecati sila usmjerena od nas ka crtežu. Posljedično, kretanje elektrona će se dogoditi duž provodnika, odnosno od nas do crteža, a indukcijska struja u vodiču će biti usmjerena od crteža do nas.
Slika 1. Mehanizam elektromagnetne indukcije. Pomicanjem provodnika pomičemo zajedno sa provodnikom sve elektrone koji se nalaze u njemu, a kada se krećemo u magnetskom polju električnih naboja sila će djelovati na njih prema pravilu lijeve ruke.
Međutim, pravilo lijeve ruke, koje smo primijenili samo da bismo objasnili fenomen elektromagnetne indukcije, u praksi se pokazalo nezgodnim. U praksi se određuje smjer indukcijske struje pravilo desne ruke(Slika 2).
Slika 2. Pravilo desne ruke. Desna ruka je okrenuta dlanom prema magnetnim linijama sile, palac je usmjeren u smjeru kretanja provodnika, a četiri prsta pokazuju u kojem smjeru će teći indukcijska struja.
Pravilo desne ruke je li to, ako desnu ruku stavite u magnetsko polje tako da magnetne linije sile ulaze u dlan, a palac pokazuje smjer kretanja provodnika, tada će preostala četiri prsta pokazati smjer indukcijske struje koja se javlja u kondukter.
www.sxemotehnika.ru
Smjer struje i smjer linija njenog magnetnog polja. Pravilo lijeve ruke. Nastavnica fizike: Murnaeva Ekaterina Alexandrovna. - prezentacija
Prezentacija na temu: » Smjer struje i smjer linija njenog magnetnog polja. Pravilo lijeve ruke. Nastavnica fizike: Murnaeva Ekaterina Alexandrovna. - Transkript:
1 Smjer struje i smjer linija njenog magnetnog polja. Pravilo lijeve ruke. Nastavnica fizike: Murnaeva Ekaterina Aleksandrovna
2 Metode za određivanje smjera magnetske linije Određivanje smjera magnetske linije pomoću magnetne igle Prema Gimletovom pravilu ili prema pravilu desne ruke Prema pravilu lijeve ruke
3 Pravac magnetnih linija
4 Pravilo desne ruke Uhvatite solenoid dlanom desne ruke, pokazujući četiri prsta u smjeru struje u zavojnicama, a zatim će palac lijeve pokazati smjer linija magnetnog polja unutar solenoida
5 Pravilo gimleta
6 BB B U kom smjeru teče struja u provodniku? gore pogrešno dole desno gore desno dole pogrešno lijevo pogrešno desno desno
7 Kako je vektor magnetske indukcije usmjeren u centar kružne struje? + – gore pogrešno dolje desno + – gore desno dolje pogrešno + – desno desno lijevo pogrešno _ + desno pogrešno lijevo desno
8 Pravilo lijeve ruke Ako je lijeva ruka postavljena tako da linije magnetskog polja ulaze u dlan okomito na nju, a četiri prsta su usmjerena duž struje, tada će palac povučen za 90° pokazati smjer sile koja djeluje na provodniku.
9 Primena Orijentaciono dejstvo MP na strujno kolo koristi se u električnim mernim instrumentima: 1) elektromotori 2) elektrodinamički zvučnik (zvučnik) 3) magnetoelektrični sistem - ampermetri i voltmetri
10 Tri instalacije uređaja se sklapaju prema shemama prikazanim na slici. U kojem od njih: a, b ili c - hoće li se okvir rotirati oko ose ako je krug zatvoren?
11 11 Montiraju se tri instalacije uređaja a, b, c. U kojem će se od njih kretati provodnik AB ako je ključ K zatvoren?
12 U situaciji prikazanoj na slici, djelovanje Amperove sile je usmjereno: A. Gore B. Dolje C. Lijevo D. Desno
13 U situaciji prikazanoj na slici, djelovanje Amperove sile je usmjereno: A. Gore B. Dolje C. Lijevo D. Desno
14 U situaciji prikazanoj na slici, djelovanje Amperove sile je usmjereno: A. Gore B. Dolje C. Lijevo D. Desno
15 Sa slike odredite kako su magnetske linije jednosmjernog magnetskog polja usmjerene A. U smjeru kazaljke na satu B. U suprotnom smjeru
16 Koji su magnetni polovi prikazani na slici? A. 1 sjever, 2 jug B. 1 jug, 2 jug C. 1 jug, 2 sjever D. 1 sjever, 2 sjever
17 Čelični magnet je slomljen na tri dijela. Hoće li krajevi A i B biti magnetski? A. Neće B. Kraj A ima sjeverni magnetni pol, C ima južni C. Kraj C ima sjeverni magnetni pol, A ima južni
18 Sa slike odredite kako su usmjerene magnetske linije jednosmjerne struje MP. A. U smjeru kazaljke na satu B. U smjeru suprotnom od kazaljke na satu
19 Koja od slika ispravno prikazuje položaj magnetske igle u magnetskom polju stalnog magneta? A B C D
20 §§45,46. Vježba 35, 36. Domaći zadatak:
Smjer trenutnog pravila lijeve ruke
Ako se vodič kroz koji prolazi električna struja uvede u magnetsko polje, tada će se, kao rezultat interakcije magnetskog polja i vodiča sa strujom, provodnik kretati u jednom ili drugom smjeru.
Smjer kretanja provodnika ovisi o smjeru struje u njemu i o smjeru linija magnetskog polja.
Pretpostavimo da je u magnetnom polju magneta N
S
postoji provodnik koji se nalazi okomito na ravninu figure; struja teče kroz provodnik u smjeru od nas izvan ravnine figure.
Struja koja teče od ravnine figure do posmatrača konvencionalno se označava tačkom, a struja koja teče izvan ravnine figure od posmatrača označava se krstom.
Kretanje provodnika sa strujom u magnetskom polju
1
- magnetsko polje polova i struja provodnika,
2
je rezultirajuće magnetsko polje.
Uvek sve što ostavlja na slikama je označeno krstom,
i usmjeren prema gledaocu - tačka.
Pod dejstvom struje oko provodnika formira se sopstveno magnetno polje (Sl. 1
.
Primjenjujući pravilo gimleta, lako je provjeriti da se u slučaju koji razmatramo, smjer magnetskih linija ovog polja poklapa sa smjerom kretanja u smjeru kazaljke na satu.
Kada su magnetsko polje magneta i polje stvoreno strujom u interakciji, formira se rezultirajuće magnetsko polje, prikazano na Sl. 2
.
Gustoća magnetskih linija rezultirajućeg polja na obje strane provodnika je različita. Desno od provodnika se sabiraju magnetna polja istog smjera, a lijevo, suprotno usmjerena, djelomično se poništavaju.
Prema tome, na provodnik će djelovati sila, koja je veća desno, a manja lijevo. Pod dejstvom veće sile, provodnik će se kretati u pravcu sile F.
Promjenom smjera struje u vodiču promijenit će se smjer magnetskih linija oko njega, uslijed čega će se promijeniti i smjer kretanja vodiča.
Da biste odredili smjer kretanja vodiča u magnetskom polju, možete koristiti pravilo lijeve ruke, koje je formulirano na sljedeći način:
Ako je lijeva ruka postavljena tako da magnetne linije probijaju dlan, a ispružena četiri prsta pokazuju smjer struje u vodiču, tada će savijeni palac ukazati na smjer kretanja vodiča.
Sila koja djeluje na provodnik sa strujom u magnetskom polju zavisi i od struje u vodiču i od intenziteta magnetnog polja.
Glavna veličina koja karakteriše intenzitet magnetnog polja je magnetna indukcija AT . Jedinica mjere za magnetnu indukciju je tesla ( Tl=Vs/m2 ).
Magnetna indukcija se može suditi po jačini magnetnog polja na provodniku koji nosi struju koji se nalazi u ovom polju. Ako je provodnik dugačak 1m i sa strujom 1 A , koji se nalazi okomito na magnetske linije u jednoličnom magnetskom polju, djeluje sila 1 N (Newton), tada je magnetna indukcija takvog polja jednaka 1 T (tesla).
Magnetna indukcija je vektorska veličina, čiji se smjer poklapa sa smjerom magnetskih linija, a u svakoj tački polja vektor magnetske indukcije je usmjeren tangencijalno na magnetsku liniju.
Snaga F
, koji djeluje na provodnik sa strujom u magnetskom polju, proporcionalan je magnetskoj indukciji AT
, struja u provodniku I
i dužina provodnika l
, tj.
F=BIl
.
Ova formula vrijedi samo ako je provodnik sa strujom lociran okomito na magnetske linije jednolikog magnetskog polja.
Ako je provodnik sa strujom u magnetskom polju pod bilo kojim uglom a
u odnosu na magnetske linije, tada je sila jednaka:
F=Bil sin a
.
Ako je provodnik postavljen duž magnetnih linija, tada je sila F
postaje nula jer a=0 .
(Detaljno i razumljivo u video kursu "U svijet električne energije - kao prvi put!")
Ovo je posebna vrsta materije, kroz koju se vrši interakcija između pokretnih električno nabijenih čestica.
Osobine stacionarnog magnetnog polja
Trajno (ili stacionarno) Magnetno polje je magnetsko polje koje se ne mijenja s vremenom.
1. Magnetno polje kreiran pokretne nabijene čestice i tijela, provodnici sa strujom, trajni magneti.
2. Magnetno polje validan na pokretne nabijene čestice i tijela, na provodnike sa strujom, na trajne magnete, na okvir sa strujom.
3. Magnetno polje vortex, tj. nema izvor.
Magnetne sile
To su sile s kojima provodnici sa strujom djeluju jedan na drugog.
..................
Magnetna indukcija
Ovo je karakteristika snage magnetnog polja.
Vektor magnetske indukcije je uvijek usmjeren na isti način kao što je magnetska igla koja se slobodno okreće orijentirana u magnetskom polju.
Jedinica mjerenja magnetske indukcije u SI sistemu:
Linije magnetne indukcije
To su linije, tangente na koje je u bilo kojoj tački vektor magnetske indukcije.
Uniformno magnetno polje- ovo je magnetno polje u kojem je u bilo kojoj tački vektor magnetske indukcije nepromijenjen po veličini i smjeru; posmatrano između ploča ravnog kondenzatora, unutar solenoida (ako je njegov prečnik mnogo manji od njegove dužine) ili unutar šipkastog magneta.
Magnetno polje pravog provodnika sa strujom:
Smjer struje u provodniku na nas je okomit na ravan lima,
Smjer struje u vodiču od nas je okomit na ravninu lima.
Magnetno polje solenoida:
Magnetno polje šipkastog magneta:
Slično magnetskom polju solenoida.
Svojstva linija magnetne indukcije
Imati smjer;
- kontinuirano;
-zatvoreno (tj. magnetsko polje je vrtložno);
- ne seku;
- prema njihovoj gustini se procjenjuje veličina magnetske indukcije.
Smjer vodova magnetne indukcije
Određuje se pravilom gimleta ili pravilom desne ruke.
Gimlet pravilo (uglavnom za ravan provodnik sa strujom):
Ako se smjer translacijskog kretanja gimleta poklapa sa smjerom struje u vodiču, tada se smjer rotacije ručke gimleta poklapa sa smjerom linija magnetskog polja struje.
Pravilo desne ruke
(uglavnom za određivanje smjera magnetskih linija
unutar solenoida):
Ako dlanom desne ruke uhvatite solenoid tako da su četiri prsta usmjerena duž struje u zavojima, tada će palac koji je ostavljen u stranu pokazati smjer linija magnetskog polja unutar solenoida.
Postoje i druge moguće primjene pravila gimleta i desne ruke.
Snaga pojačala
Ovo je sila kojom magnetsko polje djeluje na provodnik sa strujom.
Modul amperove sile jednak je proizvodu jačine struje u vodiču i modula vektora magnetske indukcije, dužine vodiča i sinusa ugla između vektora magnetske indukcije i smjera struje u vodiču. .
Amperova sila je maksimalna ako je vektor magnetske indukcije okomit na provodnik.
Ako je vektor magnetske indukcije paralelan sa provodnikom, tada magnetno polje nema uticaja na provodnik sa strujom, tj. amperska sila je nula
Smjer amperske sile odredio pravilo leve ruke:
Ako je lijeva ruka postavljena tako da komponenta vektora magnetske indukcije okomita na provodnik ulazi u dlan, a 4 ispružena prsta su usmjerena u smjeru struje, tada će palac savijen za 90 stepeni pokazati smjer sile koja djeluje na provodniku sa strujom.
ili 
Djelovanje magnetskog polja na petlju sa strujom
Pravilo gimleta je pojednostavljena demonstracija ispravnog množenja dva vektora jednom rukom. Geometrija školskog predmeta implicira da su učenici svjesni skalarnog proizvoda. U fizici se vektor često nalazi.
Vektorski koncept
Vjerujemo da nema smisla tumačiti pravilo gimleta u nedostatku znanja o definiciji vektora. Potrebno je otvoriti bocu - poznavanje ispravnih radnji će pomoći. Vektor je matematička apstrakcija koja zapravo ne postoji, koja pokazuje naznačene znakove:
- Usmjereni segment, označen strelicom.
- Početna tačka će biti tačka dejstva sile koju opisuje vektor.
- Dužina vektora jednaka je modulu sile, polja i drugim opisanim veličinama.
Ne utiču uvek na snagu. Polje je opisano vektorima. Najjednostavniji primjer pokazati školarcima nastavnici fizike. Mislimo na linije jačine magnetnog polja. Duž, vektori se obično crtaju duž tangente. Na ilustracijama djelovanja na provodnik sa strujom vidjet ćete prave linije.
pravilo gimleta
Vektorske količine su često lišene mjesta primjene, centri djelovanja se biraju po dogovoru. Moment sile dolazi iz ose kraka. Potrebno za pojednostavljenje sabiranja. Recimo da na poluge različite dužine utiču nejednake sile koje se primenjuju na krakove sa zajedničkom osom. Jednostavnim sabiranjem, oduzimanjem momenata nalazimo rezultat.
Vektori pomažu u rješavanju mnogih svakodnevnih problema i, iako djeluju kao matematičke apstrakcije, djeluju u stvarnosti. Na osnovu niza pravilnosti, moguće je predvidjeti buduće ponašanje objekta zajedno sa skalarnim vrijednostima: veličina populacije, temperatura okruženje. Ekologe zanimaju pravci, brzina leta ptica. Pomak je vektorska veličina.
Pravilo gimleta pomaže da se pronađe unakrsni proizvod vektora. Ovo nije tautologija. Samo što će rezultat akcije biti i vektor. Pravilo gimleta opisuje smjer na koji će strelica pokazivati. Što se tiče modula, potrebno je primijeniti formule. Gimlet pravilo je pojednostavljena čisto kvalitativna apstrakcija složene matematičke operacije.
Analitička geometrija u prostoru
Svi znaju problem: stojeći na jednoj strani rijeke, odredite širinu kanala. Umu se čini neshvatljivo, može se riješiti u trenu koristeći metode najjednostavnije geometrije koju uče školarci. Uradimo nekoliko jednostavnih koraka:
- Označite na suprotnoj obali istaknuti orijentir, zamišljenu tačku: deblo, ušće potoka koji se ulijeva u potok.
- Pod pravim uglom u odnosu na liniju suprotne obale, napravite zarez na ovoj strani kanala.
- Pronađite mjesto sa kojeg je orijentir vidljiv pod uglom od 45 stepeni prema obali.
- Širina rijeke jednaka je udaljenosti krajnje tačke od usjeka.
Određivanje širine rijeke pomoću metode sličnosti trougla
Koristimo tangentu ugla. Ne mora biti 45 stepeni. Potrebna je veća preciznost - bolje je uzeti oštar ugao. Samo što je tangens od 45 stepeni jednak jedan, rešenje problema je pojednostavljeno.
Slično, moguće je pronaći odgovore na goruća pitanja. Čak iu mikrokosmosu koji kontrolišu elektroni. Jedno se može reći nedvosmisleno: neupućenima, pravilo gimleta, vektorski proizvod vektora, izgleda dosadno, dosadno. Zgodan alat koji pomaže u razumijevanju mnogih procesa. Većinu će zanimati princip rada elektromotora (bez obzira na dizajn). Može se lako objasniti korištenjem pravila lijeve ruke.
U mnogim granama nauke, dva pravila idu jedno pored drugog: leva ruka, desna ruka. Vektorski proizvod se ponekad može opisati na ovaj ili onaj način. Zvuči nejasno, hajde da odmah razmotrimo primer:
- Recimo da se elektron kreće. Negativno nabijena čestica putuje kroz konstantno magnetsko polje. Očigledno, putanja će biti zakrivljena zbog Lorentzove sile. Skeptici će tvrditi da, prema nekim naučnicima, elektron nije čestica, već superpozicija polja. Ali Hajzenbergov princip nesigurnosti će se razmatrati drugi put. Dakle, elektron se kreće:
Postavivši desnu ruku tako da vektor magnetnog polja uđe u dlan okomito, ispruženi prsti su ukazivali na smjer leta čestice, palac savijen za 90 stupnjeva u stranu bi se istezao u smjeru sile. Pravilo desne ruke, što je još jedan izraz pravila gimleta. Riječi-sinonimi. Zvuči drugačije, ali je zapravo isto.
- Evo jedne fraze na Wikipediji koja miriše na čudnost. Kada se reflektira u ogledalu, desna trojka vektora postaje lijeva, tada trebate primijeniti pravilo lijeve ruke umjesto desne. Elektron leti u jednom smjeru, prema metodama usvojenim u fizici, struja se kreće u suprotnom smjeru. Kao da se reflektuje u ogledalu, tako je Lorentzova sila već određena pravilom lijeve ruke:
Ako je lijeva ruka postavljena tako da vektor magnetnog polja ulazi u dlan okomito, ispruženi prsti pokazuju smjer toka električne struje, palac savijen za 90 stepeni u stranu će se ispružiti, što ukazuje na vektor sile.
Vidite, situacije su slične, pravila su jednostavna. Kako zapamtiti koji koristiti? Glavni princip nesigurnosti fizike. Unakrsni proizvod se izračunava u mnogim slučajevima, a primjenjuje se samo jedno pravilo.
Koje pravilo primijeniti
Sinonimi: ruka, vijak, gimlet
Prvo, hajde da analiziramo sinonimne riječi, mnogi su se počeli pitati: ako ovdje narativ treba da dotiče gimlet, zašto tekst stalno dodiruje ruke. Hajde da uvedemo koncept prave trojke, pravi sistem koordinate. Ukupno, 5 riječi-sinonima.
Bilo je potrebno saznati unakrsni proizvod vektora, pokazalo se: ne prolaze ga u školi. Razjasnimo situaciju radoznalim studentima.
Dekartov koordinatni sistem
Ucrtani školski rasporedi na tabli Kartezijanski sistem X-Y koordinate. Horizontalna os (pozitivni dio) pokazuje desno - nadamo se da vertikalna - pokazuje nagore. Napravimo jedan korak, dobijamo prava tri. Zamislite: os Z gleda od početka do razreda. Sada učenici znaju definiciju prave trojke vektora.
Wikipedija kaže: dozvoljeno je uzeti lijevu trojku, desnu, kada se računa unakrsni proizvod, ne složiti se. Usmanov je u tom pogledu kategoričan. Uz dozvolu Aleksandra Evgenijeviča, dajemo tačnu definiciju: vektorski proizvod vektora je vektor koji zadovoljava tri uslova:
- Modul proizvoda jednak je umnošku modula originalnih vektora sa sinusom ugla između njih.
- Vektor rezultata je okomit na originalne (zajedno čine ravan).
- Trio vektora (redom kojim se spominju u kontekstu) nalazi se na desnoj strani.
Znamo pravo troje. Dakle, ako je x-osa prvi vektor, y je drugi, z će biti rezultat. Zašto se zove prava tri? Očigledno je spojen vijcima, gimletima. Ako zaokrenete zamišljeni gimlet duž najkraće putanje prvog vektor-drugi vektor, translacijsko kretanje osi alata za rezanje će se dogoditi u smjeru rezultirajućeg vektora:
- Pravilo gimleta primjenjuje se na proizvod dva vektora.
- Pravilo gimleta kvalitativno ukazuje na smjer rezultujućeg vektora ove akcije. Kvantitativno, dužina se nalazi pomoću spomenutog izraza (proizvod modula vektora na sinus ugla između njih).
Sada svi razumiju: Lorentzova sila se nalazi prema pravilu gimleta s lijevom niti. Vektori se skupljaju sa tri leva, ako su međusobno ortogonalni (upravni jedan na drugi), formira se levi koordinatni sistem. Na beloj tabli z-osa bi bila usmerena u pravcu gledanja (daleko od publike i van zida).
Jednostavni trikovi za pamćenje pravila gimleta
Ljudi zaboravljaju da je Lorentzovu silu lakše odrediti s pravilom ljevorukog gimleta. Svako ko želi razumjeti princip rada elektromotora trebao bi poput dvije ili dvije kliknuti slične matice. Ovisno o dizajnu, broj zavojnica rotora može biti značajan, ili se kolo degenerira, pretvarajući se u kavez. Tragaocima za znanjem pomaže Lorentzovo pravilo, koje opisuje magnetsko polje gdje se kreću bakarni provodnici.
Da zapamtimo, zamislimo fiziku procesa. Recimo da se elektron kreće u polju. Pravilo desne ruke se koristi za pronalaženje smjera sile. Dokazano je da čestica nosi negativan naboj. Podsjećamo, smjer sile na provodnik je pravilo lijeve ruke: fizičari su u potpunosti uzeli iz lijevog izvora da električna struja teče u smjeru suprotnom od smjera gdje su išli elektroni. A ovo je pogrešno. Dakle, mora se primijeniti pravilo lijeve ruke.
Ne morate uvijek ići ovako daleko. Čini se da su pravila još zbunjujuća, ali nije baš tako. Pravilo desne ruke se često koristi za izračunavanje ugaone brzine, koja je geometrijski proizvod radijusa vremena ubrzanja: V = ω x r. Vizuelna memorija će mnogo pomoći:
- Radijus vektor kružne putanje usmjeren je od centra prema kružnici.
- Ako je vektor ubrzanja usmjeren prema gore, tijelo se kreće u smjeru suprotnom od kazaljke na satu.
Vidite, ovdje opet radi pravilo desne ruke: ako postavite dlan tako da vektor ubrzanja uđe okomito na dlan, ispružite prste u smjeru radijusa, palac savijen za 90 stepeni pokazat će smjer objekta . Dovoljno je jednom nacrtati na papiru, prisjećajući se barem pola svog života. Slika je zaista jednostavna. Više u lekciji fizike nećete morati da zagonetnete jednostavno pitanje - smjer vektora kutnog ubrzanja.
Moment sile je definisan na isti način. Izlazi okomito iz osi ramena, poklapa se sa smjerom kutnog ubrzanja na gore opisanoj slici. Mnogi će se zapitati: zašto je to potrebno? Zašto nije trenutak sile skalar? Zašto pravac? AT složeni sistemi interakcije je teško pratiti. Ako postoji mnogo osi, sila, vektorsko zbrajanje momenata pomaže. Proračuni se mogu znatno pojednostaviti.
