Gimlet pravilo se može koristiti samo ako je magnetsko polje smješteno pravocrtno u odnosu na vodič kroz koji teče struja.
Pravilo gimleta kaže da će se smjer magnetskog polja podudarati sa smjerom ručke samog gimleta, ako je gimlet s desnim navojem zavrnut u smjeru struje.
Primjena ovog pravila također je moguća u solenoidu. Tada pravilo gimleta zvuči ovako: palac koji strši prst desne ruke pokazat će smjer linija magnetske indukcije, ako omotate oko solenoida tako da prsti pokazuju u smjeru struje u zavojima.
Solenoid - je zavojnica sa čvrsto namotanim zavojima. Preduvjet je da duljina zavojnice mora biti znatno veća od promjera.
Pravilo desne ruke suprotno je pravilu gimleta, ali s prikladnijom i razumljivijom formulacijom, zbog čega se mnogo češće koristi.
Pravilo desne ruke zvuči ovako - uhvatite proučavani element desnom rukom tako da prsti stisnute šake pokazuju smjer, u kojem slučaju, kada se krećete naprijed u smjeru magnetskih linija, veliki prst savijen 90 stupnjeva u odnosu na dlan pokazat će smjer struje.
Ako je u zadatku opisan vodič koji se kreće, tada se pravilo desne ruke formulira na sljedeći način: postavite ruku tako da linije polja sile ulaze u dlan okomito, a palac, ispružen okomito, treba pokazivati smjer kretanja vodiča, tada će četiri preostala prsta koja strše biti usmjerena na isti način kao i inducirana struja.
pravilo lijeve ruke
Postavite lijevi dlan tako da četiri prsta pokazuju smjer električne struje u vodiču, dok linije indukcije trebaju ulaziti u dlan pod kutom od 90 stupnjeva, tada će savijeni palac pokazati smjer sile koja djeluje na vodič. .Najčešće se ovo pravilo koristi za određivanje smjera u kojem će vodič odstupiti. To se odnosi na situaciju kada se vodič nalazi između dva magneta i kroz njega prolazi struja.
Iz udžbenika ispiši Biot-Savart-Laplaceov zakon. Ovaj zakon omogućuje izračunavanje veličine i smjera vektora magnetske indukcije u bilo kojem općem slučaju. Osnova za izračunavanje magnetskog polja prema ovom pravilu su struje koje stvaraju ovo polje. Štoviše, duljine sekcija kroz koje teče struja mogu se učiniti proizvoljno malim do elementarne vrijednosti, čime se povećava točnost izračuna.
Slični Videi
Pravilo desnog vijka koristi se u terminologiji jednog od dijelova fizike koji proučava elektromagnetske pojave. Ovo pravilo se koristi za određivanje smjera magnetskog polja.
Trebat će vam
- Udžbenik fizike, olovka, list papira.
Uputa
Pročitajte u udžbeniku za osmi razred kako glase pravila desnog vijače. Ovo se pravilo naziva i pravilo gimleta ili pravilo desne ruke, što ukazuje na njegovu semantičku prirodu. Dakle, jedna od formulacija pravila desnog vijka kaže da je za razumijevanje usmjerenja magnetskog polja koje se nalazi oko vodiča s strujom potrebno zamisliti da se translatorno kretanje rotirajućeg vijka poklapa sa smjerom struja u vodiču. Smjer vrtnje glave vijka u ovom slučaju trebao bi označavati smjer magnetskog polja ravnog vodiča s strujom.
Imajte na umu da formulacija i razumijevanje ovog pravila postaje jasnije ako umjesto vijka zamislimo glet. Zatim se smjer rotacije ručice gimleta uzima kao smjer magnetskog polja.
Zapamtite solenoid. Kao što znate, to je induktor namotan na magnetsku jezgru. Zavojnica je spojena na izvor struje, zbog čega se unutar nje formira jednoliko magnetsko polje određenog smjera.
Nacrtajte solenoid shematski na komad papira sa strane njegovog kraja. Zapravo, dobit ćete sliku kruga. Na kružiću koji predstavlja zavoje zavojnice označite 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 od vas ili prema vama.
Zamislite da zatežete nekakav vijak ili vijak, okrećući ga u smjeru protoka struje u solenoidu. Translatorno kretanje vijka 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 učinjeno od izuma električne energije. znanstveni rad u fizici za proučavanje njegovih karakteristika, značajki i utjecaja na okoliš. Gimletovo pravilo ostavilo je značajan trag u proučavanju magnetskog polja, zakon desne ruke za cilindrični namot žice omogućuje dublje razumijevanje procesa koji se odvijaju u solenoidu, a pravilo lijeve ruke karakterizira sile koji utječu na vodič s strujom. Zahvaljujući desnoj i lijevoj ruci, kao i mnemotehničkim tehnikama, ti se uzorci mogu lako proučavati i razumjeti.
gimlet princip
Fizika je dugo vremena odvojeno proučavala magnetske i električne karakteristike polja. Međutim, 1820. godine, sasvim slučajno, danski znanstvenik Hans Christian Oersted otkrio je magnetska svojstva žice s elektricitetom tijekom predavanja iz fizike na sveučilištu. Također je utvrđena ovisnost orijentacije magnetske igle o smjeru toka struje u vodiču.
Provedeni pokus dokazuje postojanje polja magnetskih karakteristika oko žice kroz koju teče struja na koje reagira magnetizirana igla ili kompas. Orijentacija toka "promjene" čini da se igla kompasa okreće u suprotnim smjerovima, sama strelica se nalazi tangencijalno na elektromagnetsko polje.
Za prepoznavanje orijentacije elektromagnetskih tokova koristi se gimlet pravilo, odnosno zakon desnog vijka, koji kaže da zavrtanjem vijka duž toka električne struje u šantu, način na koji se ručka okreće postavite orijentaciju EM tokova pozadine "promjene".
Također je moguće koristiti Maxwellovo pravilo desne ruke: kada je uvučeni prst desne ruke usmjeren duž toka struje, tada će preostali stisnuti prsti pokazati orijentaciju elektromagnetskog polja.
Koristeći ova dva principa, postići će se isti učinak koji se koristi za određivanje elektromagnetskih tokova.
Zakon desne ruke za solenoid
Razmatrani princip vijka ili Maxwellov zakon za desnu ruku primjenjiv je na ravnu žicu s strujom. Međutim, u elektrotehnici postoje uređaji u kojima se vodič ne nalazi ravno i na njega se ne primjenjuje zakon vijka. Prije svega, to se odnosi na induktore i solenoide. Solenoid, kao vrsta induktora, je cilindrični namot žice, čija je duljina višestruko veća od promjera solenoida. Induktivna zavojnica razlikuje se od solenoida samo po duljini samog vodiča, koja može biti nekoliko puta manja.
francuski matematičar i Fizika A-M. Ampère je, zahvaljujući svojim pokusima, utvrdio i dokazao da pri prolasku električne struje kroz induktor, kazaljke kompasa na krajevima cilindričnog namota žice okreću svoje stražnje krajeve duž nevidljivih tokova EM polja. Takvi su pokusi dokazali da se u blizini induktora s strujom stvara magnetsko polje, a cilindrični namot žice oblikuje magnetske polove. Elektromagnetsko polje pobuđeno električnom strujom cilindričnog namota žice slično je magnetskom polju trajnog magneta - kraj cilindričnog namota žice, s kojeg izlaze EM tokovi, predstavlja sjeverni pol, a suprotni kraj je jug.
Za prepoznavanje magnetskih polova i orijentacije EM vodova u induktoru s strujom koristi se pravilo desne ruke za solenoid. Kaže da ako uzmete ovu zavojnicu svojom rukom, postavite prste dlana izravno u tok elektrona u zavojima, palac, pomaknut za devedeset stupnjeva, postavit će orijentaciju elektromagnetske pozadine u sredini solenoid – njegov sjeverni pol. Prema tome, znajući položaj magnetskih polova cilindričnog namota žice, moguće je odrediti putanju protoka elektrona u zavojima.
zakon lijeve ruke
Hans Christian Oersted, nakon što je otkrio fenomen magnetskog polja u blizini šanta, brzo je podijelio svoje rezultate s većinom znanstvenika u Europi. Kao rezultat toga, Ampere A.-M., koristeći vlastite metode, nakon kratkog vremena javnosti je otkrio eksperiment o specifičnom ponašanju dvaju paralelnih shuntova s električnom strujom. Formulacija pokusa pokazala je da se paralelno postavljene žice, kroz koje struja teče u jednom smjeru, međusobno kreću jedna prema drugoj. U skladu s tim, takvi šantovi će se međusobno odbijati, pod uvjetom da će "promjena" koja teče u njima biti raspoređena u različitim smjerovima. Ti su pokusi bili temelj Amperovih zakona.
Testovi nam omogućuju da izrazimo glavne zaključke:
- Trajni magnet, "reverzibilni" vodič, električki nabijena pokretna čestica imaju EM područje oko sebe;
- Nabijena čestica koja se kreće u ovom području podložna je određenom utjecaju EM pozadine;
- Električni "preokret" je usmjereno kretanje nabijenih čestica, odnosno elektromagnetska pozadina djeluje na shunt s elektricitetom.
EM pozadina utječe na shunt "promjenom" neke vrste tlaka koja se naziva Amperova sila. Ova se karakteristika može odrediti formulom:
FA=IBΔlsinα, gdje je:
- FA je Amperova sila;
- I je intenzitet elektriciteta;
- B je vektor magnetske indukcije modulo;
- Δl je veličina šanta;
- α je kut između pravca B i toka elektriciteta u žici.
Pod uvjetom da je kut α devedeset stupnjeva, tada je ta sila najveća. Prema tome, ako ovaj kut nula, tada je sila nula. Obris te sile otkriva se uzorkom lijeve ruke.
Proučite li pravilo gimleta i pravilo lijeve ruke, dobit ćete sve odgovore o formiranju EM polja i njihovom utjecaju na vodiče. Zahvaljujući ovim pravilima, moguće je izračunati induktivitet zavojnica i, ako je potrebno, formirati protustruje. Princip konstrukcije elektromotora temelji se na Amperovim silama općenito, a posebno na pravilu lijeve ruke.
Video
U fizici za 11. razred (Kasyanov V.A., 2002.),
zadatak №32
na poglavlje " Magnetizam. Magnetsko polje. GLAVNE ODREDBE».
Vektor magnetske indukcije
Električna struja ima magnetski učinak.Dakle, magnetsko polje nastaje kretanjem naboja.
Vektor magnetske indukcije- vektor fizička količina, čiji se smjer u danoj točki podudara sa smjerom koji u ovoj točki pokazuje sjeverni pol slobodne magnetske igle.
Modul vektora magnetske indukcije- fizikalna veličina koja je jednaka omjeru najveće sile koja djeluje sa strane magnetskog polja na segment vodiča s strujom i umnoška jakosti struje i duljine segmenta vodiča:
Jedinica magnetske indukcije je tesla (1 T).
Gimlet pravilo za istosmjernu struju: ako zavrtite gimlet u smjeru struje u vodiču, tada se smjer brzine kretanja kraja njegove ručke podudara sa smjerom vektora magnetske indukcije u ovom trenutku.
Pravilo desne ruke za istosmjernu struju: ako prekrijete vodič desnom rukom, pokazujući savijeni palac duž struje, tada će vrhovi preostalih prstiju na ovom mjestu pokazati smjer vektora indukcije na ovom mjestu.
Princip superpozicije magnetskih polja: rezultirajuća magnetska indukcija u danoj točki zbroj je vektora magnetske indukcije stvorenih različitim strujama u ovoj točki:
Gimlet pravilo za zavojnicu sa strujom (struja petlje): ako rotirate ručku gimleta u smjeru struje u zavojnici, tada se translacijsko kretanje gimleta podudara sa smjerom vektora magnetske indukcije koji stvara struja u zavojnici na svojoj osi.
Linije magnetske indukcije- linije, tangente na koje se u svakoj točki podudaraju sa smjerom vektora magnetske indukcije. Linije magnetske indukcije uvijek su zatvorene: nemaju početak ni kraj. Magnetsko polje - vrtložno polje, tj. polje sa zatvorenim linijama magnetske indukcije
Magnetski tok (fluks magnetske indukcije) kroz površinu određene površine - fizikalna veličina jednaka skalarnom umnošku vektora magnetske indukcije i vektora površine:
Jedinica magnetskog toka je weber (1 Wb) 1 Wb \u003d 1 Tl.m 2.
Amperov zakon: sila kojom magnetsko polje djeluje na odsječak vodiča s strujom postavljen u njega jednaka je umnošku jakosti struje, magnetske indukcije, duljine odsječka vodiča i sinusa kuta između smjerova struje i vektor magnetske indukcije:
U jednoličnom magnetskom polju zatvoreni krug nastoji se smiriti na takav način da se smjer njegove vlastite indukcije poklapa sa smjerom vanjske indukcije.
Lorentzova sila- sila koja djeluje na nabijenu česticu koja se kreće brzinom v sa strane magnetskog polja B:
gdje je q naboj čestice, a kut 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 ° pokazat će smjer sile koja djeluje na dati naboj.
Nabijena čestica koja leti u jednolično magnetsko polje paralelno s linijama magnetske indukcije giba se jednoliko duž tih linija. Nabijena čestica koja leti u jednolično magnetsko polje u ravnini okomitoj na linije magnetske indukcije giba se u toj ravnini po kružnici. Paralelni vodiči kroz koje struje teku u jednom smjeru se privlače, a u suprotnim smjerovima odbijaju. Magnetska polja stvorena strujama I 1, I 2, koja teku kroz beskonačno duge paralelne vodiče koji se nalaze na udaljenosti r jedan od drugog, dovode do pojave sile interakcije na svakom segmentu vodiča duljine Δl
gdje je k m - koeficijent proporcionalnosti, k m \u003d 2 10 -7 N / A 2
Jedinica jakosti struje je amper (1 A) Jakost istosmjerne struje je 1 A ako struja, koja teče kroz dva paralelna vodiča beskonačne duljine i zanemarive površine kružnog presjeka, smještena u vakuumu na udaljenosti od 1 m jedan od drugog , uzrokuje na segment vodiča duljine 1 m interakcijsku silu jednaku 2 10 -7 N
Indukcija magnetskog polja opada s povećanjem udaljenosti do vodiča s strujom. Međudjelovanje vodiča sa strujom posljedica je magnetskog međudjelovanja gibajućih se naboja u vodičima. Pod utjecajem magnetske sile suprotni naboji koji se kreću paralelno u suprotnim smjerovima su privlače, a slični se naboji odbijaju.
Induktivitet petlje(ili koeficijent samoindukcije) - fizikalna veličina jednaka koeficijentu proporcionalnosti između magnetskog toka kroz područje omeđeno strujnim krugom vodiča i jakosti struje u krugu. Jedinica induktiviteta je henri (1 H)
Energija magnetskog polja, stvorena tijekom prolaska struje I kroz vodič s induktivitetom L, jednaka je
Magnetska propusnost medija- fizikalna veličina koja pokazuje koliko se puta indukcija magnetskog polja u homogenom mediju razlikuje od magnetske indukcije vanjskog (magnetizirajućeg) polja u vakuumu.
Dijamagneti, paramagneti, feromagneti- glavne klase tvari s oštro različitim magnetskim svojstvima
dijamagnetski- tvar u kojoj je vanjsko magnetsko polje malo oslabljeno (μ<= 1)
Paramagnetski tvar u kojoj je vanjsko magnetsko polje malo pojačano (μ >= 1)
Feromagnetski- tvar u kojoj je vanjsko magnetsko polje znatno pojačano (μ >> 1)
Krivulja magnetizacije- ovisnost vlastite magnetske indukcije o indukciji vanjskog magnetskog polja
Prisilna sila je magnetska indukcija vanjskog polja potrebna za demagnetizaciju uzorka
Magnetski tvrdi feromagneti- feromagneti s visokom zaostalom magnetizacijom Magnetski meki feromagneti- feromagneti s malom zaostalom magnetizacijom Petlja histereze- zatvorena krivulja magnetiziranja i demagnetiziranja feromagnetika Curiejeva temperatura- kritična temperatura iznad koje dolazi do prijelaza tvari iz feromagnetskog stanja u paramagnetsko stanje
Ulaskom u odraslu dob malo se ljudi sjeća školskog tečaja fizike. Ipak, ponekad je potrebno zadubiti 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 pojmova (na primjer, određivanje smjera aksijalnog vektora s poznatom osnovom). Danas ćemo pokušati objasniti ove koncepte i kako oni funkcioniraju jezikom pristupačnim običnom laiku koji je davno diplomirao i zaboravio nepotrebne (kako mu se činilo) informacije.
Pročitajte u članku:
Formulacija gimlet pravila
Piotr Buravchik prvi je fizičar koji je formulirao pravilo lijeve ruke za razne čestice i polja. Primjenjiv je kako u elektrotehnici (pomaže u određivanju smjera magnetskih polja), tako iu drugim područjima. Pomoći će, na primjer, odrediti kutnu brzinu.
Gimlet pravilo (pravilo desne ruke) - ovaj naziv nije povezan s imenom fizičara koji ga je formulirao. Više imena oslanja se na alat koji ima određeni smjer pužnice. Obično gimlet (šraf, vadičep) ima tzv. navoj je desni, bušilica ulazi u zemlju u smjeru kazaljke na satu. Razmotrimo primjenu ove izjave za određivanje magnetskog polja.
Treba stisnuti desna ruka u šaku s palcem gore. Sada lagano otpuštamo ostala četiri. Pokazuju nam smjer magnetskog polja. Ukratko, pravilo gimleta ima sljedeće značenje - zavrtanjem gimleta u smjeru struje vidjet ćemo da se ručka okreće 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 gimleta može se bez poznavanja zakona elektromagnetske indukcije. Zamislite da se vijak kreće duž magnetskog polja. Tada će smjer toka struje biti "uz nit", odnosno udesno.
Obratimo pozornost na trajno kontrolirani magnet, čiji je analog solenoid. U svojoj jezgri, to je zavojnica s dva kontakta. Poznato je da se struja kreće od "+" do "-". Na temelju ove informacije uzimamo solenoid u desnu ruku u takvom položaju da 4 prsta pokazuju smjer toka struje. Tada će ispruženi palac pokazati vektor magnetskog polja.
Pravilo lijeve ruke: što se pomoću njega može odrediti
Nemojte brkati pravila lijeve ruke i gimlet - oni su dizajnirani za potpuno različite svrhe. Uz pomoć lijeve ruke mogu se odrediti dvije sile, odnosno njihov smjer. To:
- Lorentzova sila;
- amperska snaga.
Pokušajmo otkriti kako to funkcionira.
Pravilo lijeve ruke za Amperovu snagu: što je to
Dogovoriti lijeva ruka duž vodiča tako da prsti pokazuju u smjeru strujanja. Palac će biti usmjeren u smjeru vektora Amperove sile, a u smjeru šake, između palca i kažiprsta, bit će usmjeren vektor magnetskog polja. 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 kutom jedan prema drugom. Palac, usmjeren u ovom slučaju u stranu, pokazat će smjer Lorentzove sile, kažiprst (usmjeren prema dolje) - smjer magnetskog polja (od Sjeverni pol prema jugu), a srednji, koji se nalazi okomito na stranu velikog, je smjer struje u vodiču.
Formula za izračunavanje Lorentzove sile može se vidjeti na slici ispod.
Zaključak
Pošto se jednom pozabavio pravilima desne i lijeve ruke, dragi čitatelj shvatit će kako ih je lako koristiti. Uostalom, oni zamjenjuju znanje mnogih zakona fizike, posebno elektrotehnike. Ovdje je glavna stvar ne zaboraviti smjer struje.
Nadamo se da je današnji članak bio koristan našim dragim čitateljima. Ako imate pitanja, možete ih ostaviti u raspravama u nastavku. Urednici stranice rado će odgovoriti na njih u najkraćem mogućem roku. Pišite, komunicirajte, pitajte. A mi vas, zauzvrat, pozivamo da pogledate kratki video koji će vam pomoći da potpunije shvatite temu našeg današnjeg razgovora.
Često se događa da se problem ne može riješiti zbog činjenice da potrebna formula nije pri ruci. Izvođenje formule od samog početka nije najbrža stvar, a svaka minuta je važna.
U nastavku smo skupili osnovne formule na temu "Elektricitet i magnetizam". Sada, kada rješavate probleme, možete koristiti ovaj materijal kao referencu, kako ne biste gubili vrijeme na traženje potrebnih informacija.
Magnetizam: definicija
Magnetizam je međudjelovanje pokretnih električnih naboja koje se događa kroz magnetsko polje.
Polje – poseban obrazac materija. U okviru standardnog modela postoje električni, magnetski, elektromagnetska polja, polje nuklearne sile, gravitacijsko polje i Higgsovo polje. Možda postoje i druga hipotetska polja o kojima možemo samo nagađati ili uopće ne nagađati. Danas nas zanima magnetsko polje.
Magnetska indukcija
Baš kao što nabijena tijela stvaraju električno polje oko sebe, pokretna nabijena tijela stvaraju magnetsko polje. Magnetsko polje ne stvaraju samo pokretni naboji ( elektro šok), ali također utječe na njih. Zapravo, magnetsko polje se može detektirati samo njegovim učinkom na pokretne naboje. I na njih djeluje silom koja se zove Amperova sila, o kojoj će biti riječi kasnije.
Prije nego počnemo davati određene formule, moramo govoriti o magnetskoj indukciji.
Magnetska indukcija je karakteristika vektora snage magnetskog polja.
Označava se slovom B i mjereno u Tesla (Tl) . Po analogiji s napetošću za električno polje E magnetska indukcija pokazuje koliko jako magnetsko polje djeluje na naboj.
Usput, naći ćete ih mnogo Zanimljivosti o ovoj temi u našem članku o.
Kako odrediti smjer vektora magnetske indukcije? Ovdje nas zanima praktična strana problema. Najčešći slučaj u zadacima je magnetsko polje koje stvara vodič s strujom, koji može biti ravan ili u obliku kruga ili zavojnice.
Za određivanje smjera vektora magnetske indukcije postoji pravilo desne ruke. Pripremite se za korištenje apstraktnog i prostornog razmišljanja!
Ako uzmete vodič 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 točki bit će usmjeren tangencijalno na linije sile.
Snaga pojačala
Zamislimo da postoji magnetsko polje s indukcijom B. Postavimo li vodič duljine l , kroz koje teče struja ja , tada će polje djelovati na vodič silom:
To je ono što je Amperska snaga . Kutak alfa je kut između smjera vektora magnetske indukcije i smjera struje u vodiču.
Smjer Amperove sile određuje se pravilom lijeve ruke: ako lijevu ruku postavite tako da linije magnetske indukcije ulaze u dlan, a ispruženi prsti pokazuju smjer struje, palac ostavljen u stranu pokazat će smjer Amperove sile.
Lorentzova sila
Saznali smo da polje djeluje na vodič s strujom. Ali ako je tako, onda u početku djeluje zasebno na svaki pokretni naboj. Sila kojom magnetsko polje djeluje na osobu koja se u njemu kreće električno punjenje, Zove se Lorentzova sila . Ovdje je važno napomenuti riječ "kretanje", pa magnetsko polje ne djeluje na stacionarne naboje.
Dakle, čestica s nabojem q giba se u magnetskom polju s indukcijom NA s brzinom v , a alfa je kut 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 ulazi u dlan, a prsti pokazuju u smjeru brzine, tada će savijeni palac pokazati smjer Lorentzove sile. Imajte na umu da se tako određuje smjer za pozitivno nabijene čestice. Za negativne naboje, rezultirajući smjer mora biti obrnut.
Ako čestica mase m uleti u polje okomito na linije indukcije, tada će se kretati kružno, a Lorentzova sila će igrati ulogu centripetalne sile. Polumjer kružnice i period revolucije čestice u jednoličnom magnetskom polju mogu se pronaći po formulama:
Međudjelovanje struja
Razmotrimo dva slučaja. Prvo, struja teče ravnom žicom. Drugi je u kružnoj petlji. Kao što znamo, struja stvara magnetsko polje.
U prvom slučaju, magnetska indukcija žice s strujom ja na daljinu R iz njega se izračunava po formuli:
Mu je magnetska permeabilnost tvari, mu s indeksom nula je magnetska konstanta.
U drugom slučaju, magnetska indukcija u središtu kružne petlje sa strujom je:
Također, pri rješavanju problema može biti korisna formula za magnetsko polje unutar solenoida. - ovo je zavojnica, odnosno skup kružnih zavoja s strujom.
Neka im je broj N , a duljina samog solenoila je l . Tada se polje unutar solenoida izračunava formulom:
Usput! Za naše čitatelje sada postoji popust od 10% na
Magnetski tok i EMF
Ako je magnetska indukcija vektorska karakteristika magnetskog polja, tada magnetski tok – skalar, što je također jedna od najvažnijih karakteristika polja. Zamislimo da imamo nekakav okvir ili konturu koja ima određeno područje. Magnetski tok pokazuje koliko linija sile prolazi kroz jedinicu površine, odnosno karakterizira intenzitet polja. mjereno u Weberach (WB) i označeno F .
S - konturno područje, alfa je kut između normale (okomite) na konturnu ravninu i vektora NA .
Pri promjeni magnetskog toka kroz krug inducira se krug EMF , jednaka brzini promjene magnetskog toka kroz krug. Usput, više o tome što je elektromotorna sila možete pročitati u drugom našem članku.
Zapravo, gornja formula je formula za Faradayev zakon elektromagnetske indukcije. Podsjećamo vas da brzina promjene bilo koje veličine nije ništa drugo nego njezina derivacija u odnosu na vrijeme.
Obrnuto vrijedi i za magnetski tok i indukcijski EMF. Promjena struje u krugu dovodi do promjene magnetskog polja i, sukladno tome, do promjene magnetskog toka. U tom slučaju nastaje EMF samoindukcije, koji sprječava promjenu struje u krugu. Magnetski tok koji prožima strujni krug naziva se vlastiti magnetski tok, proporcionalan je jakosti struje u krugu i izračunava se po formuli:
L je faktor proporcionalnosti koji se naziva induktivitet, a mjeri se u Henry (Gn) . Na induktivitet utječu oblik kruga i svojstva medija. Za duljinu zavojnice l i s brojem zavoja N induktivitet se izračunava po formuli:
Formula za EMF samoindukcije:
Energija magnetskog polja
Električna energija, nuklearna energija, kinetička energija. Magnetska energija je jedan oblik energije. U fizikalnim problemima najčešće je potrebno izračunati energiju magnetskog polja zavojnice. Magnetski energetski svitak sa strujom ja i induktivitet L jednako je:
Volumetrijska gustoća energije polja:
Naravno, ovo nisu sve osnovne formule odjeljka fizike. « elektricitet i magnetizam » , međutim, često mogu pomoći u rješavanju standardnih problema i izračuna. Ako naiđete na problem sa zvjezdicom, a jednostavno ne možete pronaći ključ za to, pojednostavite si život i obratite se
