- Za mnoge od ovih slučajeva, uz opću formulaciju koja omogućuje određivanje smjera vektorskog umnoška ili orijentacije baze općenito, postoje posebne formulacije pravila koje su posebno dobro prilagođene svakoj specifičnoj situaciji (ali mnogo manje općenito).
U načelu, u pravilu, izbor jednog od dva moguća smjera aksijalnog vektora smatra se isključivo uvjetnim, ali uvijek se mora dogoditi na isti način kako se znak ne bi zbunio u konačnom rezultatu izračuna. Tome služe pravila koja su predmet ovog članka (omogućuju vam da se uvijek držite istog izbora).
Opće (glavno) pravilo
Glavno pravilo, koje se može koristiti iu varijanti pravila gimlet (vijak) iu varijanti pravila desna ruka je pravilo odabira smjera za baze i umnožak (ili čak za jedan od ta dva, budući da je jedno izravno određeno preko drugog). Ono je glavno jer je u načelu dovoljno za korištenje u svim slučajevima umjesto svih ostalih pravila, samo ako se zna redoslijed faktora u odgovarajućim formulama.
Izbor pravila za određivanje pozitivnog smjera vektorskog produkta i za pozitivna osnova(koordinatni sustavi) u trodimenzionalnom prostoru – usko su međusobno povezani.
Lijevi (na slici lijevo) i desni (desno) Kartezijev koordinatni sustav (lijeva i desna baza). Uobičajeno je to smatrati pozitivnim i prema zadanim postavkama koristiti ono pravo (ovo je općeprihvaćena konvencija; ali ako vas posebni razlozi tjeraju da odstupite od ove konvencije, to treba izričito navesti)
Oba ova pravila su u načelu čisto uvjetna, međutim, prihvaćeno je (barem ako nije izričito navedeno suprotno) smatrati, a to je općeprihvaćen dogovor, da je pozitivno prava osnova, a vektorski produkt je definiran tako da za pozitivnu ortonormiranu bazu e → x, e → y, e → z (\displaystyle (\vec (e))_(x),(\vec (e))_(y),(\vec (e))_(z))(osnova pravokutnika Kartezijeve koordinate s jediničnim mjerilom u svim osima, koji se sastoji od jediničnih vektora u svim osima), vrijedi sljedeće:
e → x × e → y = e → z , (\displaystyle (\vec (e))_(x)\times (\vec (e))_(y)=(\vec (e))_(z ))gdje kosi križić označava operaciju vektorskog množenja.
Prema zadanim postavkama, uobičajeno je koristiti pozitivne (a time i ispravne) baze. U principu, uobičajeno je koristiti lijeve baze uglavnom kada je uporaba desne vrlo nezgodna ili uopće nemoguća (na primjer, ako se naša desna baza odražava u zrcalu, onda je odraz lijeva baza, i ništa se ne može učiniti o tome).
Stoga su pravilo za unakrsni umnožak i pravilo za izbor (konstruiranje) pozitivne baze međusobno konzistentni.
Mogu se ovako formulirati:
Za vektorski proizvod
Gimlet (vijak) pravilo za vektorski produkt: Ako vektore nacrtate tako da im se počeci poklapaju i rotirate prvi vektor množitelja najkraćim putem do drugog vektora množitelja, tada će gimlet (vijak) koji se vrti na isti način zavrtati u smjeru vektora produkta.
Varijanta pravila gimleta (vijka) za vektorski umnožak kroz kazaljku na satu: Ako vektore nacrtamo tako da im se polazišta poklapaju i rotiramo prvi vektor množitelja najkraćim putem do drugog vektora množitelja i gledamo s druge strane tako da nam ta rotacija bude u smjeru kazaljke na satu, produkt vektora bit će usmjeren od nas (zavrtite duboko u sat).
Pravilo desne ruke za umnožak (prva opcija):
Ako vektore nacrtate tako da im se polazišta poklapaju i zakrenete prvi faktor vektor najkraćim putem do drugog faktor vektora, a četiri prsta desne ruke pokazuju smjer vrtnje (kao da pokrivate rotirajući cilindar), tada istureni palac pokazat će smjer vektora produkta.
Pravilo desne ruke za vektorski produkt (druga opcija):
A → × b → = c → (\displaystyle (\vec (a))\times (\vec (b))=(\vec (c)))
Ako nacrtate vektore tako da se njihovi počeci poklapaju i da je prvi (palac) prst desne ruke usmjeren duž prvog vektora množitelja, drugi (indeks) duž drugog vektora množitelja, tada će treći (srednji) pokazati (otprilike ) smjer vektora produkta (vidi . sliku).
S obzirom na elektrodinamiku, struja (I) je usmjerena duž palca, vektor magnetske indukcije (B) je usmjeren duž kažiprsta, a sila (F) će biti usmjerena duž srednjeg prsta. Mnemotehnički, pravilo je lako zapamtiti po kratici 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 mogu se, naravno, prepisati kako bi se odredila orijentacija baza. Prepišimo samo dva od njih: Pravilo desne ruke za bazu:
x, y, z - desni koordinatni sustav.
Ako u osnovi e x , e y , e z (\displaystyle e_(x),e_(y),e_(z))(koji se sastoji od vektora duž osi x, y, z) usmjerite prvi (palac) prst desne ruke duž prvog baznog vektora (odnosno duž osi x), drugi (indeks) - duž drugog (to jest, duž osi g), a treći (srednji) će biti usmjeren (otprilike) u smjeru trećeg (duž z), onda je ovo prava osnova(kao što je prikazano na slici).
Gimlet (vijak) pravilo za osnovu: Ako rotirate gimlet i vektore tako da prvi bazni vektor teži drugom najkraćim putem, tada će gimlet (šraf) zavrtati u smjeru trećeg baznog vektora, ako je to prava baza.
- Sve to, naravno, odgovara proširenju uobičajenog pravila za odabir smjera koordinata na ravnini (x - desno, y - gore, z - na nas). Potonje može biti još jedno mnemoničko pravilo, u principu sposobno zamijeniti pravilo gimleta, desne ruke itd. (međutim, njegova uporaba vjerojatno ponekad zahtijeva određenu prostornu imaginaciju, budući da se koordinate nacrtane na uobičajeni način moraju mentalno rotirati). dok se ne poklope s bazom čiju orijentaciju želimo odrediti, a može se rotirati na bilo koji način).
Izjave o pravilu gimleta (vijka) ili pravilu 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 navedena u nastavku, nisu potrebne. Nije ih potrebno znati ako poznajete (barem u jednoj od opcija) gore opisano opće pravilo i znate redoslijed faktora u formulama koje sadrže vektorski produkt.
Međutim, mnoga od dolje opisanih pravila dobro su prilagođena posebnim slučajevima njihove primjene i stoga mogu biti vrlo zgodna i laka za brzo određivanje smjera vektora u tim slučajevima.
Pravilo desne ruke ili gimlet (vijak) za mehaničku brzinu vrtnje
Pravilo desne ruke ili gimlet (vijak) za kutnu brzinu
Pravilo desne ruke ili gimleta (vijaka) za moment sila
M → = ∑ i [ r → i × F → i ] (\displaystyle (\vec (M))=\sum _(i)[(\vec (r))_(i)\times (\vec (F ))_(i)])(gdje F → i (\displaystyle (\vec (F))_(i)) je sila koja se primjenjuje na ja-Oh točka tijela, r → i (\displaystyle (\vec(r))_(i))- radijus vektor, × (\displaystyle \times )- znak vektorskog množenja),
pravila su općenito slična, ali ih mi izričito formuliramo.
Gimlet (vijak) pravilo: Ako zavrtite vijak (gimlet) u smjeru u kojem sile nastoje okrenuti tijelo, vijak će se zavrnuti (ili odvrnuti) u smjeru u kojem je usmjeren moment tih sila.
Pravilo desne ruke: Ako zamislimo da smo uzeli tijelo u desnu ruku i pokušavamo ga okrenuti u smjeru kamo pokazuju četiri prsta (sile koje pokušavaju okrenuti tijelo usmjerene su u smjeru tih prstiju), tada će istureni palac pokazati u smjeru kamo je usmjeren moment (moment tih sila).
Pravilo desne ruke i gimlet (vijak) u magnetostatici i elektrodinamici
Za magnetsku indukciju (Biot-Savartov zakon)
Gimlet (vijak) pravilo: Ako se smjer translacijskog gibanja gimleta (vijka) podudara sa smjerom struje u vodiču, tada se smjer rotacije ručke gimleta podudara sa smjerom vektora magnetske indukcije polja stvorenog ovom strujom.
Pravilo desne ruke: Ako desnom rukom uhvatite vodič tako da istureni palac pokazuje smjer struje, tada će preostali prsti pokazati smjer omotača vodiča linija magnetske indukcije polja koje ta struja stvara, a dakle smjer vektora magnetske indukcije usmjeren posvuda tangencijalno na te 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 postavljen na 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 je usmjeren duž kretanja vodiča, tada će četiri ispružena prsta pokazati smjer indukcijske struje.
Za one koji nisu bili dobri u fizici u školi, gimlet pravilo je i danas prava “terra incognita”. Pogotovo ako pokušate pronaći definiciju dobro poznatog zakona na webu: tražilice će vam odmah dati mnogo lukavih znanstvena objašnjenja sa složenim uzorcima. Međutim, sasvim je moguće kratko i jasno objasniti od čega se sastoji.
Što je gimlet pravilo
Gimlet - alat za bušenje rupa
Zvuči ovako: u slučajevima kada se smjer gimleta podudara sa smjerom struje u vodiču tijekom translacijskih kretanja, tada će mu i smjer rotacije ručke gimleta biti identičan.
Tražim upute
Da biste razumjeli, još uvijek morate zapamtiti školske lekcije. Na njima su nam profesori fizike rekli da je električna struja kretanje elementarne čestice, koji nose svoj naboj duž vodljivog materijala. Zbog izvora kretanje čestica u vodiču je usmjereno. Kretanje je, kao što znate, život, pa stoga oko vodiča ne postoji ništa osim magnetskog polja, a također se okreće. Ali kako?
Upravo ovo pravilo daje odgovor (bez korištenja posebnih alata), a rezultat se pokazuje vrlo vrijednim, jer, ovisno o smjeru magnetskog polja, nekoliko vodiča počinje djelovati prema potpuno različitim scenarijima: ili se odbijaju, ili, naprotiv, žure prema.
Korištenje
Najlakši način za određivanje putanje kretanja linija magnetskog polja je primjena gimlet pravila
Možete to zamisliti i ovako - na primjeru vlastite desne ruke i najobičnije žice. Stavili smo žicu u ruku. Čvrsto stisnite četiri prsta u šaku. Palac je okrenut prema gore, poput geste kojom pokazujemo da nam se nešto sviđa. U ovom "rasporedu", palac će jasno pokazati smjer struje, dok su ostala četiri - put kretanja linija magnetskog polja.
Pravilo je sasvim primjenjivo u životu. Fizičarima je to potrebno kako bi odredili smjer magnetskog polja struje, izračunali mehaničku rotaciju, brzinu, vektor magnetske indukcije i moment sila.
Usput, o tome da pravilo vrijedi za većinu različite situacije Također kaže da postoji nekoliko njegovih tumačenja odjednom - ovisno o slučaju koji se razmatra.
- ovo je posebna vrsta materije, kroz koju se provodi interakcija između pokretnih električno nabijenih čestica.
SVOJSTVA (STACIONARNOG) MAGNETSKOG POLJA
Stalni (ili stacionarni) Magnetsko polje je magnetsko polje koje se ne mijenja s vremenom.
1. Magnetsko polje stvorio pokretne nabijene čestice i tijela, vodiči sa strujom, trajni magneti.
2. Magnetsko polje važeći na pokretne nabijene čestice i tijela, na vodiče sa strujom, na trajne magnete, na okvir sa strujom.
3. Magnetsko polje vrtlog, tj. nema izvora.
su sile kojima vodiči kroz koje teče struja djeluju jedni na druge.
. 
je karakteristika sile magnetskog polja.
Vektor magnetske indukcije uvijek je usmjeren na isti način kao što je slobodno rotirajuća magnetska igla usmjerena u magnetskom polju.
Jedinica mjerenja magnetske indukcije u SI sustavu:
LINIJE MAGNETSKE INDUKCIJE
- to su linije, tangente na koje je u bilo kojoj točki vektor magnetske indukcije.
Uniformno magnetsko polje- ovo je magnetsko polje, u kojem je u bilo kojoj od njegovih točaka vektor magnetske indukcije nepromijenjen u veličini i smjeru; promatrano između ploča ravnog kondenzatora, unutar solenoida (ako mu je promjer puno manji od duljine) ili unutar šipkastog magneta.
Magnetsko polje ravnog vodiča sa strujom:
gdje je smjer struje u vodiču na nas okomito na ravninu lima,
- smjer struje u vodiču iz nas je okomit na ravninu lima.
Magnetsko polje solenoida:
Magnetsko polje šipkastog magneta:
- slično magnetskom polju solenoida.
SVOJSTVA VODOVA MAGNETSKE INDUKCIJE
- imati smjer
- kontinuirano;
-zatvoreno (tj. magnetsko polje je vrtložno);
- ne sijeku se;
- prema njihovoj gustoći prosuđuje se veličina magnetske indukcije.
SMJER LINIJA MAGNETSKE INDUKCIJE
- određuje se pravilom gimleta ili pravilom desne ruke.
Gimlet pravilo (uglavnom za ravni vodič sa strujom):
Ako se smjer translacijskog gibanja gimleta podudara sa smjerom struje u vodiču, tada se smjer rotacije ručke gimleta podudara 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 ostavljen sa strane pokazati smjer linija magnetskog polja unutar solenoida.
Ima i drugih moguće opcije primjenjujući pravila gimleta i desne ruke.
je sila kojom magnetsko polje djeluje na vodič kroz koji teče struja.
Modul amperske sile jednak je proizvodu jakost struje u vodiču na modul vektora magnetske indukcije, duljina vodiča i sinus kuta između vektora magnetske indukcije i smjera struje u vodiču.
Amperova sila je najveća ako je vektor magnetske indukcije okomit na vodič.
Ako je vektor magnetske indukcije paralelan s vodičem, tada magnetsko polje ne djeluje na vodič s strujom, tj. Amperova sila je nula.
Smjer Amperove sile određen je prema pravilo lijeve ruke:
Ako je lijeva ruka postavljena tako da komponenta vektora magnetske indukcije okomita na vodič ulazi u dlan, a 4 ispružena prsta su usmjerena u smjeru struje, tada će palac savijen za 90 stupnjeva pokazati smjer sile koja djeluje na vodiču sa strujom.
ili 
DJELOVANJE MAGNETSKOG POLJA NA PETLJU SA STRUJOM
Uniformno magnetsko polje usmjerava okvir (tj. stvara se zakretni moment i okvir se okreće do položaja u kojem je vektor magnetske indukcije okomit na ravninu okvira).
Nehomogeno magnetsko polje orijentira + privlači ili odbija okvir sa strujom.
Dakle, u magnetskom polju vodiča s istosmjernom strujom (ono je nejednoliko), okvir s kojim teče struja je usmjeren duž polumjera magnetske linije i privlači se ili odbija od vodiča s istosmjernom strujom, ovisno o smjer strujanja.
Zapamtite temu "Elektromagnetski fenomeni" za 8. razred:
class-fizika.narod.ru
Djelovanje magnetskog polja na struju. Pravilo lijeve ruke.
Između polova magneta postavimo vodič kroz koji teče stalna struja. struja. Odmah ćemo primijetiti da će vodič biti istisnut iz međupolarnog prostora poljem magneta.
To se može objasniti na sljedeći način. Oko vodiča s strujom (slika 1.) formira se vlastito magnetsko polje, čije su linije sile na jednoj strani vodiča usmjerene na isti način kao i linije sile magneta, a na drugoj strani dirigent - u suprotnom smjeru. Kao rezultat toga, na jednoj strani vodiča (na vrhu na slici 1) magnetsko polje ispada da je koncentrirano, a na drugoj strani (na dnu na slici 1) ono je razrijeđeno. Stoga, vodič doživljava silu koja ga pritišće. A ako dirigent nije fiksiran, tada će se pomaknuti.
Slika 1. Utjecaj magnetskog polja na struju.
pravilo lijeve ruke
Za brzo određivanje smjera gibanja vodiča s strujom u magnetskom polju postoji tzv pravilo lijeve ruke(slika 2.).
Slika 2. Pravilo lijeve ruke.
Pravilo lijeve ruke je sljedeće: ako lijevu ruku stavite između polova magneta tako da magnetske silnice ulaze u dlan, a četiri prsta ruke se podudaraju sa smjerom struje u vodiču , tada će palac pokazati smjer kretanja vodiča.
Dakle, na vodič kroz koji teče električna struja djeluje sila koja ga nastoji pomaknuti okomito na magnetske silnice. Empirijski možete odrediti veličinu te sile. Pokazalo se da je sila kojom magnetsko polje djeluje na vodič kroz koji teče struja izravno proporcionalna jakosti struje u vodiču i duljini onog dijela vodiča koji je u magnetskom polju (slika 3 lijevo) .
Ovo pravilo vrijedi ako se vodič nalazi pod pravim kutom u odnosu na magnetske silnice.
Slika 3. Jakost međudjelovanja magnetskog polja i struje.
Ako se vodič ne nalazi pod pravim kutom u odnosu na silnice magnetskog polja, već, na primjer, kao što je prikazano na slici 3 desno, tada će sila koja djeluje na vodič biti proporcionalna jakosti struje u vodiču i duljini projekcija dijela vodiča koji se nalazi u magnetskom polju, na ravninu okomitu na magnetske silnice. Iz toga slijedi da ako je vodič paralelan s magnetskim silnicama, tada je sila koja na njega djeluje jednaka nuli. Ako je vodič okomit na smjer linija magnetskog polja, tada sila koja na njega djeluje doseže najveću vrijednost.
O magnetskoj indukciji ovisi i sila koja djeluje na vodič s strujom. Što su linije magnetskog polja gušće, to je veća sila koja djeluje na vodič kroz koji teče struja.
Sumirajući sve gore navedeno, možemo izraziti djelovanje magnetskog polja na vodič kroz koji teče struja sljedećim pravilom:
Sila koja djeluje na vodič s strujom izravno je proporcionalna magnetskoj indukciji, jakosti struje u vodiču i duljini projekcije dijela vodiča koji se nalazi u magnetskom polju na ravninu okomitu na magnetski tok.
Treba napomenuti da djelovanje magnetskog polja na struju ne ovisi o materijalu vodiča, niti o njegovom presjeku. Učinak magnetskog polja na struju može se promatrati čak i u odsutnosti vodiča, prolaskom, na primjer, struje elektrona koji se brzo kreću između polova magneta.
Djelovanje magnetskog polja na struju naširoko se koristi u znanosti i tehnologiji. Korištenje ove radnje temelji se na uređaju elektromotora koji pretvaraju električnu energiju u mehaničku energiju, uređaju magnetoelektričnih uređaja za mjerenje napona i jakosti struje, elektrodinamičkim zvučnicima koji pretvaraju električne titraje u zvuk, posebnim radiocijevima – magnetronima, katodnim zrakama. cijevi itd. Djelovanjem magnetskog polja struja se koristi za mjerenje mase i naboja elektrona, pa čak i za proučavanje strukture tvari.
Pravilo desne ruke
Kad se vodič giba u magnetskom polju, u njemu se stvara usmjereno gibanje elektrona, odnosno električna struja, što je posljedica pojave elektromagnetske indukcije.
Za određivanje smjerovi kretanja elektrona Poslužimo se poznatim pravilom lijeve ruke.
Ako se, na primjer, vodič koji se nalazi okomito na crtež (slika 1) kreće zajedno s elektronima sadržanim u njemu od vrha prema dolje, tada će to kretanje elektrona biti ekvivalentno električnoj struji usmjerenoj odozdo prema gore. Ako je istovremeno magnetsko polje u kojem se giba vodič usmjereno slijeva nadesno, tada ćemo za određivanje smjera sile koja djeluje na elektrone morati staviti lijevu ruku s dlanom ulijevo tako da magnetske silnice ulaze u dlan, a s četiri prsta gore (suprotno smjeru kretanja vodiča, tj. u smjeru "struje"); tada će nam smjer palca pokazati da će na elektrone u vodiču djelovati sila usmjerena od nas prema crtežu. Posljedično, kretanje elektrona će se dogoditi duž vodiča, tj. od nas do crteža, a indukcijska struja u vodiču bit će usmjerena od crteža do nas.
Slika 1. Mehanizam elektromagnetske indukcije. Pomicanjem vodiča pokrećemo zajedno s vodičem sve elektrone koji se u njemu nalaze, a pri gibanju u magnetskom polju električni naboji sila će na njih djelovati po pravilu lijeve ruke.
Međutim, pravilo lijeve ruke, koje smo primijenili samo za objašnjenje fenomena elektromagnetske 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 okrenuta je dlanom prema magnetskim silnicama, palac je usmjeren u smjeru kretanja vodiča, a četiri prsta pokazuju u kojem će smjeru teći indukcijska struja.
Pravilo desne ruke je li to, ako stavite desnu ruku u magnetsko polje tako da magnetske silnice ulaze u dlan, a palac pokazuje smjer kretanja vodiča, tada će preostala četiri prsta pokazati smjer indukcijske struje koja se javlja u dirigent.
www.sxemotehnika.ru
Smjer struje i smjer linija njezina magnetskog polja. Pravilo lijeve ruke. Učiteljica fizike: Murnaeva Ekaterina Alexandrovna. - prezentacija
Prezentacija na temu: » Smjer struje i smjer linija njezina magnetskog polja. Pravilo lijeve ruke. Učiteljica fizike: Murnaeva Ekaterina Alexandrovna. - Prijepis:
1 Smjer struje i smjer linija njezina magnetskog polja. Pravilo lijeve ruke. Učiteljica fizike: Murnaeva Ekaterina Alexandrovna
2 Metode određivanja smjera magnetske linije Određivanje smjera magnetske linije pomoću magnetske igle Prema Gimletovom pravilu ili prema pravilu desne ruke Prema pravilu lijeve ruke
3 Smjer magnetskih linija
4 Pravilo desne ruke Uhvatite solenoid dlanom svoje desne ruke, pokazujući četiri prsta u smjeru struje u zavojnicama, tada će lijevi palac pokazati smjer linija magnetskog polja unutar solenoida
5 Pravilo gimleta
6 BB B U kojem smjeru teče struja u vodiču? gore pogrešno dolje desno gore desno dolje krivo lijevo pogrešno desno desno
7 Kako je vektor magnetske indukcije usmjeren u središte kružne struje? + – gore krivo dolje desno + – gore desno dolje krivo + – desno desno lijevo krivo _ + desno krivo 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 odmaknut za 90 ° pokazati smjer sile koja djeluje na dirigentu.
9 Primjena Orijentacijsko djelovanje MP na krug sa strujom koristi se u električnim mjernim instrumentima: 1) elektromotori 2) elektrodinamički zvučnik (zvučnik) 3) magnetoelektrični sustav - ampermetri i voltmetri
10 Tri instalacije uređaja sastavljene su prema shemama prikazanim na slici. U kojem od njih: a, b ili c - hoće li se okvir okretati oko osi ako je krug zatvoren?
11 11 Sastavljene su tri instalacije uređaja a, b, c. U kojem će se od njih kretati vodič 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 usmjerene magnetske linije istosmjernog magnetskog polja A. U smjeru kazaljke na satu B. Obrnuto
16 Koji su magnetski 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 razbijen je na tri dijela. Hoće li krajevi A i B biti magnetski? A. Neće B. Kraj A ima sjeverni magnetski pol, C ima južni C. Kraj C ima sjeverni magnetski pol, A ima južni
18 Sa slike odredi kako su usmjerene magnetske linije istosmjerne struje MP. A. U smjeru kazaljke na satu B. U smjeru suprotnom od kazaljke na satu
19 Koja od slika točno prikazuje položaj magnetske igle u magnetskom polju permanentnog magneta? A B C D
20 §§45,46. Vježba 35, 36. Domaća zadaća:
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, vodič kretati u jednom ili drugom smjeru.
Smjer gibanja vodiča ovisi o smjeru struje u njemu i o smjeru silnica magnetskog polja.
Pretpostavimo da u magnetskom polju magneta N
S
postoji vodič koji se nalazi okomito na ravninu slike; struja teče vodičem u smjeru od nas izvan ravnine slike.
Struja koja teče od ravnine figure do promatrača konvencionalno je označena točkom, a struja koja teče izvan ravnine figure od promatrača označena je križićem.
Gibanje vodiča s strujom u magnetskom polju
1
- magnetsko polje polova i struja vodiča,
2
je rezultirajuće magnetsko polje.
Uvijek je sve što odlazi na slikama označeno križem,
a prema gledatelju usmjerena – točka.
Pod djelovanjem struje oko vodiča nastaje vlastito magnetsko polje (sl. 1
.
Primjenom pravila gimleta lako je provjeriti da se u slučaju koji razmatramo smjer magnetskih linija ovog polja podudara sa smjerom kretanja kazaljke na satu.
Kada magnetsko polje magneta stupa u interakciju s poljem koje stvara struja, nastaje rezultirajuće magnetsko polje, prikazano na sl. 2
.
Gustoća magnetskih linija nastalog polja s obje strane vodiča je različita. Desno od vodiča, magnetska polja istog smjera se zbrajaju, a lijevo, suprotno usmjerena, djelomično se poništavaju.
Zbog toga će na vodič djelovati sila koja je s desne strane veća, a s lijeve strane manja. Pod djelovanjem veće sile vodič će se kretati u smjeru sile F.
Promjenom smjera struje u vodiču promijenit će se i smjer magnetskih linija oko njega, uslijed čega će se promijeniti i smjer gibanja 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 magnetske linije probadaju dlan, a ispružena četiri prsta pokazuju smjer struje u vodiču, tada će savijeni palac označavati smjer kretanja vodiča.
Sila koja djeluje na vodič kroz koji teče struja u magnetskom polju ovisi i o struji u vodiču i o intenzitetu magnetskog polja.
Glavna veličina koja karakterizira intenzitet magnetskog polja je magnetska indukcija NA . Mjerna jedinica za magnetsku indukciju je tesla ( Tl=Vs/m2 ).
Magnetsku indukciju možemo procijeniti prema jakosti magnetskog polja na vodiču s strujom postavljenom u to polje. Ako je provodnik dug 1m i sa strujom 1 A , koji se nalazi okomito na magnetske linije u jednoličnom magnetskom polju, djeluje sila 1 N (Newton), tada je magnetska indukcija takvog polja jednaka 1 T (tesla).
Magnetska indukcija je vektorska veličina, njen smjer se podudara sa smjerom magnetskih linija, au svakoj točki polja vektor magnetske indukcije usmjeren je tangencijalno na magnetsku liniju.
Snaga F
, koji djeluje na vodič s strujom u magnetskom polju, proporcionalan je magnetskoj indukciji NA
, struja u vodiču ja
i duljina vodiča l
, tj.
F=BIl
.
Ova je formula točna samo ako se vodič kroz koji teče struja nalazi okomito na magnetske linije jednolikog magnetskog polja.
Ako se vodič s strujom nalazi u magnetskom polju pod bilo kojim kutom a
u odnosu na magnetske linije tada je sila jednaka:
F=BIl sin a
.
Ako je vodič postavljen duž magnetskih vodova, tada sila F
postaje nula jer a=0 .
(Detaljno i razumljivo u video tečaju "U svijet struje - kao prvi put!")
Ovo je posebna vrsta materije, kroz koju se provodi interakcija između pokretnih električki nabijenih čestica.
Svojstva stacionarnog magnetskog polja
Stalni (ili stacionarni) Magnetsko polje je magnetsko polje koje se ne mijenja s vremenom.
1. Magnetsko polje stvorio pokretne nabijene čestice i tijela, vodiči sa strujom, trajni magneti.
2. Magnetsko polje važeći na pokretne nabijene čestice i tijela, na vodiče sa strujom, na trajne magnete, na okvir sa strujom.
3. Magnetsko polje vrtlog, tj. nema izvora.
Magnetske sile
To su sile kojima vodiči kojima teče struja djeluju jedni na druge.
..................
Magnetska indukcija
Ovo je karakteristika snage magnetskog polja.
Vektor magnetske indukcije uvijek je usmjeren na isti način kao što je slobodno rotirajuća magnetska igla usmjerena u magnetskom polju.
Jedinica mjerenja magnetske indukcije u SI sustavu:
Linije magnetske indukcije
To su linije, tangente na koje je u bilo kojoj točki vektor magnetske indukcije.
Uniformno magnetsko polje- ovo je magnetsko polje, u kojem je u bilo kojoj od njegovih točaka vektor magnetske indukcije nepromijenjen u veličini i smjeru; promatrano između ploča ravnog kondenzatora, unutar solenoida (ako mu je promjer puno manji od duljine) ili unutar šipkastog magneta.
Magnetsko polje ravnog vodiča sa strujom:
Smjer struje u vodiču na nama je okomit na ravninu lima,
Smjer struje u vodiču iz nas je okomit na ravninu lima.
Magnetsko polje solenoida:
Magnetsko polje šipkastog magneta:
Slično magnetskom polju solenoida.
Svojstva linija magnetske indukcije
Imati smjer;
- kontinuirano;
-zatvoreno (tj. magnetsko polje je vrtložno);
- ne sijeku se;
- prema njihovoj gustoći prosuđuje se veličina magnetske indukcije.
Smjer linija magnetske indukcije
Određuje se pravilom gimleta ili pravilom desne ruke.
Gimlet pravilo (uglavnom za ravni vodič sa strujom):
Ako se smjer translacijskog gibanja gimleta podudara sa smjerom struje u vodiču, tada se smjer rotacije ručke gimleta podudara 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 ostavljen sa strane pokazati smjer linija magnetskog polja unutar solenoida.
Postoje i druge moguće primjene pravila gimleta i desne ruke.
Snaga pojačala
To je sila kojom magnetsko polje djeluje na vodič kroz koji teče struja.
Modul Amperove sile jednak je umnošku jakosti struje u vodiču i modula vektora magnetske indukcije, duljine vodiča i sinusa kuta između vektora magnetske indukcije i smjera struje u vodiču. .
Amperova sila je najveća ako je vektor magnetske indukcije okomit na vodič.
Ako je vektor magnetske indukcije paralelan s vodičem, tada magnetsko polje ne djeluje na vodič s strujom, tj. amperska sila je nula
Smjer amperove sile određeno od pravilo lijeve ruke:
Ako je lijeva ruka postavljena tako da komponenta vektora magnetske indukcije okomita na vodič ulazi u dlan, a 4 ispružena prsta su usmjerena u smjeru struje, tada će palac savijen za 90 stupnjeva pokazati smjer sile koja djeluje na vodiču sa strujom.
ili 
Djelovanje magnetskog polja na petlju sa strujom
Gimlet pravilo je pojednostavljena jednoručna demonstracija ispravnog množenja dvaju vektora. Geometrija školskog tečaja podrazumijeva da su učenici svjesni skalarnog produkta. U fizici se vektor često nalazi.
Koncept vektora
Vjerujemo da nema smisla tumačiti gimlet pravilo u nedostatku znanja o definiciji vektora. Potrebno je otvoriti bocu - znanje o ispravnim radnjama pomoći će. Vektor je matematička apstrakcija koja zapravo ne postoji, a pokazuje naznačene znakove:
- Usmjereni segment, označen strelicom.
- Početna točka bit će točka djelovanja sile opisane vektorom.
- Duljina vektora jednaka je modulu sile, polja i ostalih opisanih veličina.
Ne utječu uvijek na snagu. Polje je opisano vektorima. Najjednostavniji primjer show schoolchilders nastavnici fizike. Mislimo na linije jakosti magnetskog polja. Uzduž, vektori se obično povlače duž tangente. Na ilustracijama djelovanja na vodič s strujom vidjet ćete ravne crte.
gimlet pravilo
Vektorske veličine često su lišene mjesta primjene, središta djelovanja biraju se dogovorom. Moment sile dolazi od osi ramena. Potreban za pojednostavljenje zbrajanja. Recimo da na poluge različite duljine djeluju nejednake sile koje djeluju na krakove sa zajedničkom osi. Jednostavnim zbrajanjem, oduzimanjem momenata nalazimo rezultat.
Vektori pomažu u rješavanju mnogih svakodnevnih problema i, iako djeluju kao matematičke apstrakcije, djeluju u stvarnosti. Na temelju niza pravilnosti moguće je predvidjeti buduće ponašanje objekta uz skalarne vrijednosti: broj stanovnika, temperaturu okoliš. Ekologe zanimaju smjerovi, brzina leta ptica. Pomak je vektorska veličina.
Gimlet pravilo pomaže pronaći umnožak vektora. Ovo nije tautologija. Samo što će rezultat akcije također biti vektor. Gimlet pravilo opisuje smjer u kojem će strelica pokazati. Što se tiče modula, morate primijeniti formule. Gimlet pravilo je pojednostavljena čisto kvalitativna apstrakcija složene matematičke operacije.
Analitička geometrija u prostoru
Svima je poznat problem: stojeći s jedne strane rijeke, odredite širinu kanala. Umu se čini neshvatljivo, može se riješiti u tren oka metodama najjednostavnije geometrije koju uče školarci. Učinimo nekoliko jednostavnih koraka:
- Označite na suprotnoj obali istaknuti orijentir, zamišljenu točku: deblo, ušće potoka koji se ulijeva u potok.
- Pod pravim kutom u odnosu na liniju suprotne obale, napravite zarez s ove strane kanala.
- Pronađite mjesto s kojeg je orijentir vidljiv pod kutom od 45 stupnjeva u odnosu na obalu.
- Širina rijeke jednaka je udaljenosti krajnje točke od usjeka.
Određivanje širine rijeke metodom sličnosti trokuta
Koristimo tangens kuta. Ne mora biti 45 stupnjeva. Potrebna je veća točnost - bolje je uzeti oštar kut. Samo što je tangens od 45 stupnjeva jednak jedan, rješenje zadatka je pojednostavljeno.
Slično tome, moguće je pronaći odgovore na goruća pitanja. Čak iu mikrokozmosu kojim upravljaju elektroni. Jedno se može reći nedvosmisleno: neupućenima, pravilo gimleta, vektorski proizvod vektora, čini se dosadnim, dosadnim. Zgodan alat koji pomaže u razumijevanju mnogih procesa. Najviše će biti zainteresirano za princip rada elektromotora (bez obzira na dizajn). Može se lako objasniti korištenjem pravila lijeve ruke.
U mnogim granama znanosti dva pravila idu jedno uz drugo: lijeva ruka, desna ruka. Vektorski proizvod ponekad se može opisati na ovaj ili onaj način. Zvuči nejasno, odmah razmotrimo primjer:
- Recimo da se elektron kreće. Negativno nabijena čestica putuje kroz konstantno magnetsko polje. Očito je da će putanja biti zakrivljena zbog Lorentzove sile. skeptici će tvrditi da, prema nekim znanstvenicima, elektron nije čestica, već superpozicija polja. Ali o Heisenbergovom principu neodređenosti bit će riječi drugi put. Dakle, elektron se kreće:
Postavivši desnu ruku tako da vektor magnetskog polja ulazi u dlan okomito, ispruženi prsti pokazuju smjer leta čestice, palac savijen za 90 stupnjeva u stranu rastegnut će se u smjeru sile. Pravilo desne ruke, što je još jedan izraz pravila gimleta. Riječi-sinonimi. Zvuči drugačije, ali zapravo je isto.
- Evo fraze s Wikipedije koja miriše na neobičnost. Kada se odrazi u zrcalu, desna trojka vektora postaje lijeva, tada morate primijeniti pravilo lijeve ruke umjesto desne. Elektron je letio u jednom smjeru, prema metodama usvojenim u fizici, struja se kreće u suprotnom smjeru. Kao da se odražava u zrcalu, tako je Lorentzova sila već određena pravilom lijeve ruke:
Ako je lijeva ruka postavljena tako da vektor magnetskog polja ulazi u dlan okomito, ispruženi prsti označavaju smjer toka električne struje, palac savijen za 90 stupnjeva u stranu će se ispružiti, označavajući vektor sile.
Vidite, situacije su slične, pravila su jednostavna. Kako zapamtiti koji koristiti? Glavni princip nesigurnosti u fizici. Unakrsni umnožak izračunava se u mnogim slučajevima, a primjenjuje se samo jedno pravilo.
Koje pravilo primijeniti
Sinonimi: ruka, vijak, gimlet
Prvo, analizirajmo sinonimne riječi, mnogi su se počeli pitati: ako bi ovdje pripovijest trebala dodirnuti gimlet, zašto tekst stalno dodiruje ruke. Uvedimo pojam desne trojke, pravi sustav koordinate. Ukupno, 5 riječi-sinonima.
Bilo je potrebno saznati umnožak vektora, pokazalo se: ne prolaze ga u školi. Razjasnimo situaciju radoznalim studentima.
Kartezijev koordinatni sustav
Crtaju se školski rasporedi na tabli Kartezijanski sustav X-Y koordinate. Vodoravna os (pozitivni dio) pokazuje udesno - nadamo se da okomita - pokazuje prema gore. Napravimo jedan korak, dobivamo prava tri. Zamislite: os Z gleda od ishodišta prema razredu.Sad učenici znaju definiciju desne trojke vektora.
Wikipedia kaže: dopušteno je uzimati lijeve trojke, desne, kada se računa umnožak, ne slažu se. Usmanov je u tom smislu kategoričan. Uz dopuštenje Aleksandra Evgenijeviča, dajemo točnu definiciju: vektorski proizvod vektora je vektor koji zadovoljava tri uvjeta:
- Modul umnoška jednak je umnošku modula izvornih vektora i sinusa kuta između njih.
- Vektor rezultata je okomit na izvorne (zajedno čine ravninu).
- Trio vektora (redoslijedom kojim su navedeni u kontekstu) nalazi se s desne strane.
Znamo prava tri. Dakle, ako je x-os prvi vektor, y je drugi, z će biti rezultat. Zašto se zove desna tri? Očigledno, povezan je s vijcima, gimlets. Ako okrenete zamišljeni glet duž najkraće putanje prvog vektora-drugog vektora, translacijsko kretanje osi alata za rezanje dogodit će se u smjeru rezultirajućeg vektora:
- Gimlet pravilo se primjenjuje na umnožak dva vektora.
- Gimlet pravilo kvalitativno ukazuje na smjer rezultirajućeg vektora ove akcije. Kvantitativno, duljina se nalazi prema spomenutom izrazu (umnožak modula vektora i sinusa kuta između njih).
Sada svi razumiju: Lorentzova sila se nalazi prema pravilu gleta s lijevim navojem. Vektore skupljaju lijeva tri, ako su međusobno ortogonalni (okomiti jedan na drugi) formira se lijevi koordinatni sustav. Na bijeloj ploči, z-os bi bila usmjerena u smjeru gledanja (od publike i izvan zida).
Jednostavni trikovi za pamćenje gimlet pravila
Ljudi zaboravljaju da je Lorenzovu silu lakše odrediti s pravilom ljevorukog gimleta. Svatko tko želi razumjeti princip rada elektromotora mora, kao dvije ili dvije, pritisnuti slične matice. Ovisno o dizajnu, broj zavojnica rotora je značajan ili se krug degenerira, postajući kavez za vjeverice. Tragačima za znanjem pomaže Lorentzovo pravilo koje opisuje magnetsko polje kojim se kreću bakreni vodiči.
Da zapamtimo, zamislimo fiziku procesa. Recimo da se elektron kreće u polju. Za određivanje smjera sile koristi se pravilo desne ruke. Dokazano je da čestica nosi negativan naboj. Smjer sile na vodič je pravilo lijeve ruke, zapamtite: fizičari su potpuno preuzeli iz lijevih izvora da električna struja teče u smjeru suprotnom od smjera u kojem su otišli elektroni. A ovo je pogrešno. Stoga se mora primijeniti pravilo lijeve ruke.
Ne morate uvijek ići ovako daleko. Čini se da su pravila zbunjujuća, ali nije baš tako. Pravilo desne ruke često se koristi za izračunavanje kutne brzine, koja je geometrijski umnožak ubrzanja puta radijusa: V = ω x r. Vizualna memorija će puno pomoći:
- Radijus vektor kružne staze usmjeren je iz središta kružnice.
- Ako je vektor ubrzanja usmjeren prema gore, tijelo se giba suprotno od kazaljke na satu.
Gledajte, ovdje opet vrijedi pravilo desne ruke: ako postavite dlan tako da vektor ubrzanja ulazi okomito na dlan, ispružite prste u smjeru radijusa, palac savijen za 90 stupnjeva pokazat će smjer kretanja predmet. Dovoljno je jednom nacrtati na papiru, prisjećajući se barem pola svog života. Slika je stvarno jednostavna. Više u lekciji fizike, nećete se morati zbunjivati oko jednostavnog pitanja - smjera vektora kutnog ubrzanja.
Na isti način je definiran i moment sile. Izlazi okomito od osi ramena, podudara se sa smjerom kutne akceleracije na gore opisanoj slici. Mnogi će se upitati: zašto je to potrebno? Zašto moment sile nije skalar? Zašto pravac? NA složeni sustavi interakcije je teško pratiti. Ako postoji mnogo osi, sila, vektorsko zbrajanje momenata pomaže. Izračuni se mogu znatno pojednostaviti.
