A kardánszabály csak akkor használható, ha a mágneses tér az áramvezetőhöz képest egyenesen helyezkedik el.
A kardánszabály kimondja, hogy a mágneses tér iránya egybeesik magának a karmantyúnak az irányával, ha a jobbmenetes kardánt az áram irányába csavarják.
Ennek a szabálynak az alkalmazása a mágnesszelepben is lehetséges. Ekkor a gimlet szabálya így hangzik: a jobb kéz hüvelykujj kiálló ujja jelzi a mágneses indukció vonalainak irányát, ha úgy tekered körbe a mágnesszelepet, hogy az ujjak a kanyarokban az áram irányába mutassanak.
Szolenoid - egy tekercs szorosan feltekercselt fordulatokkal. Előfeltétel, hogy a tekercs hossza lényegesen nagyobb legyen, mint az átmérő.
A jobb kéz szabály a gimlet szabály ellentéte, de kényelmesebb és érthetőbb megfogalmazással, ezért sokkal gyakrabban használják.
A jobb kéz szabálya így hangzik - fogd meg a vizsgált elemet a jobb kezeddel úgy, hogy az ökölbe szorított ujjak az irányt jelezzék, ilyenkor a mágneses vonalak irányában előrehaladva egy nagyujj behajlik A tenyeréhez képest 90 fokos szög jelzi az áram irányát.
Ha a feladatban egy mozgó vezetőt írunk le, akkor a jobb kéz szabályát a következőképpen fogalmazzuk meg: helyezzük el a kezét úgy, hogy az erővonalak merőlegesen menjenek a tenyérbe, és a hüvelykujj merőlegesen kinyújtva jelezze a mozgás irányát. akkor a kiálló négy fennmaradó ujj ugyanúgy lesz irányítva, mint az indukált áram.
bal kéz szabály
Helyezze el a bal tenyerét úgy, hogy négy ujja jelezze az elektromos áram irányát a vezetőben, míg az indukciós vonalak 90 fokos szögben menjenek a tenyérbe, majd a behajlított hüvelykujj jelzi a vezetőre ható erő irányát. .Leggyakrabban ezt a szabályt használják annak meghatározására, hogy a vezető milyen irányba fog eltérni. Ez arra a helyzetre vonatkozik, amikor egy vezetőt két mágnes közé helyeznek, és áram folyik át rajta.
Írd ki a tankönyvből a Biot-Savart-Laplace törvényt! Ez a törvény lehetővé teszi a mágneses indukciós vektor nagyságának és irányának kiszámítását minden általános esetben. A mágneses tér e szabály szerinti kiszámításának alapja a mezőt létrehozó áramok. Sőt, azoknak a szakaszoknak a hossza, amelyeken keresztül az áram folyik, tetszőlegesen kicsinyíthető elemi értékek, ezzel növelve a számítási pontosságot.
Kapcsolódó videók
A helyes csavarszabályt a fizika egyik elektromágneses jelenségeket vizsgáló szekciójának terminológiája használja. Ez a szabály a mágneses tér irányának meghatározására szolgál.
Szükséged lesz
- Fizika tankönyv, ceruza, papírlap.
Utasítás
Olvassa el a nyolcadik osztályos tankönyvben, hogyan hangzanak el a megfelelő csavar szabályai. Ezt a szabályt gimlet-szabálynak vagy jobbkéz-szabálynak is nevezik, ami a szemantikai természetét jelzi. Tehát a jobb csavarszabály egyik megfogalmazása azt mondja, hogy annak megértéséhez, hogyan irányítják az áramot vezető vezeték körül található mágneses mezőt, el kell képzelni, hogy a forgó csavar transzlációs mozgása egybeesik a csavar irányával. áram a vezetőben. A csavarfej forgásiránya ebben az esetben az egyenes áramvezető vezeték mágneses terének irányát kell, hogy jelezze.
Kérjük, vegye figyelembe, hogy ennek a szabálynak a megfogalmazása és megértése világosabbá válik, ha csavar helyett karmantyút képzelünk el. Ekkor a kardánfogantyú forgásirányát veszik fel a mágneses tér irányának.
Emlékezzen a mágnesszelepre. Mint tudják, ez egy mágneses magra tekercselt induktor. A tekercs áramforráshoz van csatlakoztatva, aminek eredményeként egy bizonyos irányú egyenletes mágneses tér alakul ki benne.
Rajzoljon sematikusan egy mágnesszelepet egy papírlapra a vége oldaláról. Valójában egy kör képét kapja. A tekercs fordulatait jelképező körön jelölje fel a vezetőben lévő áram irányát nyíl formájában (az óramutató járásával megegyező irányban). Most meg kell érteni az áram irányát, ahová a mágneses mező vonalai irányulnak. Ebben az esetben akár Öntől, akár Ön felé irányulhatnak.
Képzelje el, hogy meghúz valamilyen csavart vagy csavart, és elforgatja a mágnesszelepben folyó áram irányába. A csavar transzlációs mozgása mutatja a mágneses tér irányát a szolenoidon belül. Ha az áram iránya az óramutató járásával megegyező irányú, akkor a mágneses mező vektora Öntől távolodik.
Az elektromosság feltalálása óta sok minden történt. tudományos munka a fizikában, hogy tanulmányozza jellemzőit, jellemzőit és hatását környezet. A gimlet szabálya jelentős nyomot hagyott a mágneses tér tanulmányozásában, a jobb kéz törvénye a huzal hengeres tekercselésére lehetővé teszi a mágnesszelepben lejátszódó folyamatok mélyebb megértését, a bal kéz szabálya pedig az erőket jellemzi. amelyek árammal hatnak a vezetőre. A jobb és bal kéznek, valamint a mnemonikus technikáknak köszönhetően ezek a minták könnyen tanulmányozhatók és megérthetők.
gimlet elv
A mező mágneses és elektromos jellemzőit meglehetősen hosszú ideig külön-külön vizsgálta a fizika. 1820-ban azonban, teljesen véletlenül, Hans Christian Oersted dán tudós felfedezte egy huzal mágneses tulajdonságait elektromossággal az egyetemen tartott fizikáról szóló előadása során. Megállapítottam a mágnestű orientációjának a vezetékben folyó áram irányától való függését is.
Az elvégzett kísérlet igazolja egy mágneses karakterisztikájú mező jelenlétét egy áramvezető vezeték körül, amelyre mágnesezett tű vagy iránytű reagál. A "változás" áramlásának orientációja az iránytű tűjét ellentétes irányba fordítja, maga a nyíl az elektromágneses mezőhöz képest érintőlegesen helyezkedik el.
Az elektromágneses áramlások irányának azonosítására a kardán szabályt, vagy a jobb csavar törvényét használják, amely kimondja, hogy a csavar becsavarásával a söntben lévő elektromos áram áramlása mentén a fogantyú elforgatásának módja állítsa be a „változás” háttér EM áramlásainak irányát.
Használható a jobb kéz Maxwell-féle szabálya is: amikor a jobb kéz behúzott ujja az elektromosság áramlása mentén irányul, akkor a megmaradt összeszorított ujjak az elektromágneses tér irányát mutatják.
Ezt a két elvet alkalmazva ugyanazt a hatást érjük el, amelyet az elektromágneses fluxusok meghatározására használunk.
Jobb kéz törvény a mágnesszelephez
A figyelembe vett csavarelv vagy Maxwell-féle szabályszerűség jobb kézre érvényes egyenes áramú vezetékre. Az elektrotechnikában azonban vannak olyan eszközök, amelyekben a vezető nem egyenesen helyezkedik el, és a csavar törvénye nem vonatkozik rá. Mindenekelőtt ez az induktorokra és a mágnesszelepekre vonatkozik. A mágnesszelep, mint egyfajta induktor, egy hengeres huzaltekercs, amelynek hossza sokszorosa a mágnesszelep átmérőjének. Az induktor induktor csak magának a vezetőnek a hosszában tér el a mágnesszeleptől, amely többszöröse is lehet.
francia matematikus és Fizika A-M. Ampère kísérleteinek köszönhetően kiderítette és bebizonyította, hogy amikor az elektromos áram áthaladt az induktoron, a huzal hengeres tekercsének végein lévő iránytű mutatói az EM mező láthatatlan áramlásai mentén fordították a fordított végüket. Az ilyen kísérletek bebizonyították, hogy az induktor közelében az árammal mágneses tér jön létre, és a huzal hengeres tekercselése mágneses pólusokat képez. A huzal hengertekercsének elektromos árama által gerjesztett elektromágneses tér hasonló az állandó mágnes mágneses teréhez - a huzal hengertekercsének vége, amelyből az EM fluxusok kilépnek, az északi pólust jelenti, és a ellenkező vége a déli.
A mágneses pólusok és az EM-vonalak tájolásának felismerésére az induktorban árammal, a mágnesszelep jobb oldali szabályát kell használni. Azt írja ki, hogy ha ezt a tekercset a kezével veszi, akkor a tenyér ujjait közvetlenül az elektronok áramlásába helyezi a kanyarokban, a kilencven fokkal elmozdított hüvelykujj az elektromágneses háttér közepére állítja az elektromágneses hátteret. a mágnesszelep - az északi pólus. Ennek megfelelően a huzal hengeres tekercsének mágneses pólusainak helyzetének ismeretében meg lehet határozni az elektronáramlás útját a menetekben.
bal kéz törvény
Hans Christian Oersted, miután felfedezte a mágneses mező jelenségét egy sönt közelében, gyorsan megosztotta eredményeit a legtöbb európai tudóssal. Ennek eredményeként Ampere A.-M. a saját módszereit alkalmazva rövid idő után a nyilvánosság elé tárt egy kísérletet, amely két párhuzamos elektromos árammal működő sönt sajátos viselkedését vizsgálta. A kísérlet megfogalmazása bebizonyította, hogy a párhuzamosan elhelyezett vezetékek, amelyeken keresztül egy irányba áramlik az elektromosság, kölcsönösen egymás felé mozognak. Ennek megfelelően az ilyen söntök taszítják egymást, feltéve, hogy a bennük folyó „változás” különböző irányokba oszlik el. Ezek a kísérletek képezték az Ampère-törvények alapját.
A tesztek segítségével levonhatjuk a főbb következtetéseket:
- Egy állandó mágnes, egy "reverzibilis" vezető, egy elektromosan töltött mozgó részecskének van körülöttük EM régiója;
- Az ebben a tartományban mozgó töltött részecske az EM háttér bizonyos hatásának van kitéve;
- Az elektromos "fordítás" a töltött részecskék irányított mozgása, illetve az elektromágneses háttér elektromossággal hat a söntre.
Az EM-háttér befolyásolja a sönt valamiféle nyomás, az úgynevezett Ampère erő "változásával". Ez a jellemző a következő képlettel határozható meg:
FA=IBΔlsinα, ahol:
- FA az Amper-erő;
- I az elektromosság intenzitása;
- B a modulo mágneses indukció vektora;
- Δl a sönt mérete;
- α a B irány és az elektromosság lefolyása közötti szög a vezetékben.
Feltéve, hogy az α szög kilencven fok, akkor ez az erő a legnagyobb. Ennek megfelelően, ha ez a szög nulla, akkor az erő nulla. Ennek az erőnek a körvonalát a bal kéz mintája mutatja meg.
Ha tanulmányozod a gimlet-szabályt és a balkéz-szabályt, akkor minden választ kapsz az EM-mezők kialakulására és a vezetőkre gyakorolt hatására. Ezeknek a szabályoknak köszönhetően kiszámolható a tekercsek induktivitása, és szükség esetén ellenáramokat képezhetünk. Az elektromos motorok felépítésének elve általában az Ampère-erőkön és különösen a bal kéz szabályán alapul.
Videó
Fizikából a 11. osztálynak (Kasyanov V.A., 2002),
egy feladat №32
fejezethez" Mágnesesség. Mágneses mező. FŐ RENDELKEZÉSEK».
Mágneses indukciós vektor
Az elektromos áramnak mágneses hatása van, így mozgó töltések hatására mágneses mező keletkezik.
Mágneses indukciós vektor- vektor fizikai mennyiség, melynek iránya egy adott pontban egybeesik a szabad mágneses tű északi pólusa által ebben a pontban jelzett iránnyal.
Mágneses indukciós vektor modulusa- fizikai mennyiség, amely egyenlő a mágneses térből az árammal rendelkező vezető szegmensére ható maximális erő és az áramerősség és a vezetőszakasz hosszának szorzatával:
A mágneses indukció mértékegysége a tesla (1 T).
Gimlet-szabály egyenáramra: ha a kardánt a vezetőben lévő áram irányába csavarja, akkor a fogantyú végének mozgási sebességének iránya ezen a ponton egybeesik a mágneses indukciós vektor irányával.
Jobb kéz szabály az egyenáramhoz: ha a jobb kezével letakarja a vezetőt, a behajlított hüvelykujjával az áram mentén mutat, akkor ezen a ponton a megmaradt ujjak hegyei mutatják az indukciós vektor irányát ezen a ponton.
A mágneses mezők szuperpozíciójának elve: a kapott mágneses indukció egy adott pontban az ezen a ponton különböző áramok által létrehozott mágneses indukciós vektorok összege:
Gimlet-szabály áramú tekercsre (hurokáram): ha a kardán fogantyúját a tekercsben lévő áram irányába forgatja, akkor a kardán transzlációs mozgása egybeesik a tekercsben lévő áram által a tengelyén létrehozott mágneses indukció vektorának irányával.
Mágneses indukció vonalai- vonalak, érintők, amelyek minden pontjában egybeesnek a mágneses indukciós vektor irányával. A mágneses indukció vonalai mindig zártak: nincs kezdetük és végük. Mágneses mező - örvénymező, azaz zárt mágneses indukciós vonalakkal rendelkező mező
Mágneses fluxus (mágneses indukció fluxusa) egy bizonyos terület felületén keresztül - fizikai mennyiség, amely megegyezik a mágneses indukciós vektor és a területvektor skaláris szorzatával:
A mágneses fluxus mértékegysége weber (1 Wb) 1 Wb \u003d 1 Tl.m 2.
Ampere törvénye: az az erő, amellyel a mágneses tér a benne elhelyezett áramvezető szegmensre hat, egyenlő az áramerősség, a mágneses indukció, a vezetőszakasz hosszának és az áramirányok közötti szög szinuszának szorzatával. mágneses indukciós vektor:
Egyenletes mágneses térben egy zárt áramkör hajlamos úgy leülepedni, hogy saját indukciójának iránya egybeesik a külső indukció irányával.
Lorentz erő- a B mágneses tér oldaláról v sebességgel mozgó töltött részecskére ható erő:
ahol q a részecske töltése, és a részecske sebessége és a mágneses tér indukciója közötti szög.
A Lorentz-erő iránya határozza meg bal kéz szabály: ha a bal kéz úgy van elhelyezve, hogy négy kinyújtott ujj jelzi a pozitív töltés sebességének irányát (vagy a negatív töltéssebességgel ellentétes), és a mágneses indukciós vektor a tenyérbe kerül, akkor a hüvelykujj behajlítva (a tenyér síkjában) 90°-kal mutatja az adott töltésre ható erő irányát.
A mágneses indukció vonalaival párhuzamosan egyenletes mágneses térbe repülő töltött részecske egyenletesen mozog ezen vonalak mentén. A mágneses indukció vonalaira merőleges síkban egyenletes mágneses térbe repülő töltött részecske ebben a síkban körben mozog. Párhuzamosan elhelyezkedő vezetők, amelyeken keresztül az áramok egy irányban haladnak, vonzzák, ellentétes irányban pedig taszítják. Az egymástól r távolságra elhelyezkedő, végtelen hosszúságú párhuzamos vezetékeken átfolyó I 1, I 2 áramok által létrehozott mágneses mezők kölcsönhatási erő megjelenéséhez vezetnek a Δl hosszúságú vezetékek minden szegmensén.
ahol k m - arányossági együttható, k m \u003d 2 10 -7 N / A 2
Az áramerősség mértékegysége amper (1 A) Az egyenáram erőssége 1 A, ha az áram két párhuzamos, végtelen hosszúságú és elhanyagolható kör keresztmetszetű, egymástól 1 m távolságra vákuumban elhelyezkedő vezetéken keresztül folyik. , 1 m hosszúságú, 2 10 -7 N kölcsönhatási erővel rendelkező szegmensen okoz
A mágneses tér indukciója az árammal rendelkező vezető távolságának növekedésével csökken A vezetők árammal való kölcsönhatása a vezetőkben mozgó töltések mágneses kölcsönhatásának a következménye Mágneses erő hatására párhuzamosan, ellentétes irányban mozgó ellentétes töltések keletkeznek. vonzza, és a hasonló töltéseket taszítja.
Hurok induktivitás(vagy önindukciós együttható) - a vezető áramkör által határolt területen áthaladó mágneses fluxus és az áramkörben lévő áramerősség közötti arányossági együtthatóval egyenlő fizikai mennyiség. Az induktivitás mértékegysége Henry (1 H)
Mágneses mező energia, Az I áram L induktivitású vezetőn való áramlása során keletkezik, egyenlő
A közeg mágneses permeabilitása- fizikai mennyiség, amely megmutatja, hogy egy homogén közegben a mágneses tér indukciója hányszor tér el a külső (mágnesező) tér mágneses indukciójától vákuumban.
Diamágnesek, paramágnesek, ferromágnesek- az élesen eltérő mágneses tulajdonságokkal rendelkező anyagok fő osztályai
Diamágneses- olyan anyag, amelyben a külső mágneses tér kissé gyengült (μ<= 1)
Paramágneses- olyan anyag, amelyben a külső mágneses tér enyhén fokozódik (μ >= 1)
Ferromágneses- olyan anyag, amelyben a külső mágneses tér erősen megnövekszik (μ >> 1)
Mágnesezési görbe- a belső mágneses indukció függése a külső mágneses tér indukciójától
Kényszerítő erő a minta lemágnesezéséhez szükséges külső tér mágneses indukciója
Mágnesesen kemény ferromágnesek- ferromágnesek nagy maradék mágnesezettséggel Mágnesesen lágy ferromágnesek- ferromágnesek alacsony maradék mágnesezettséggel Hiszterézis hurok- a ferromágnes mágnesezettségének és lemágnesezésének zárt görbéje Curie hőmérséklet- az a kritikus hőmérséklet, amely felett egy anyag ferromágneses állapotból paramágneses állapotba megy át
A felnőttkorba lépve kevesen emlékeznek az iskolai fizika tanfolyamra. Néha azonban el kell mélyedni az emlékezetben, mert néhány fiatalkorban szerzett tudás nagyban megkönnyítheti a bonyolult törvényszerűségek memorizálását. Ezek egyike a jobb és bal kéz szabálya a fizikában. Az életben való alkalmazása lehetővé teszi az összetett fogalmak megértését (például az axiális vektor irányának ismert alapon történő meghatározását). Ma megpróbáljuk elmagyarázni ezeket a fogalmakat és azok működését egy egyszerű laikus számára is hozzáférhető nyelven, aki régen végzett, és elfelejtette a felesleges (ahogyan neki tűnt) információkat.
Olvassa el a cikkben:
A gimlet szabály megfogalmazása
Piotr Buravchik az első fizikus, aki megfogalmazta a bal kéz szabályát különféle részecskékre és mezőkre. Alkalmazható mind az elektrotechnikában (segít a mágneses mezők irányának meghatározásában), mind más területeken. Ez segít például a szögsebesség meghatározásában.
Gimlet-szabály (jobbkéz-szabály) - ez a név nem kapcsolódik az azt megfogalmazó fizikus nevéhez. Több név olyan szerszámra támaszkodik, amelynek a csiga egy bizonyos iránya van. Általában egy karmantyú (csavar, dugóhúzó) ún. a menet jobbkezes, a fúró az óramutató járásával megegyezően lép be a talajba. Fontolja meg ennek az állításnak az alkalmazását a mágneses tér meghatározására.
Meg kell szorítani jobb kézökölbe emelt hüvelykujjával. Most kissé kioldjuk a másik négyet. Megmutatják a mágneses tér irányát. Röviden, a kardánszabály jelentése a következő: a kardánt az áramirány mentén csavarva látni fogjuk, hogy a fogantyú a mágneses indukciós vektorvonal irányába forog.
A jobb és bal kéz szabálya: alkalmazása a gyakorlatban
E törvény alkalmazásának mérlegelésekor kezdjük a jobbkéz szabállyal. Ha ismerjük a mágneses térvektor irányát, akkor egy karmantyú segítségével meg lehet tenni az elektromágneses indukció törvényének ismerete nélkül. Képzelje el, hogy a csavar a mágneses tér mentén mozog. Ekkor az áram áramlási iránya "a menet mentén", azaz jobbra lesz.
Figyeljünk az állandóan vezérelt mágnesre, melynek analógja a mágnesszelep. Magában egy tekercs két érintkezővel. Ismeretes, hogy az áram "+"-ról "-"-ra mozog. Ezen információk alapján a jobb kézben lévő mágnesszelepet olyan helyzetbe vesszük, hogy 4 ujjal jelezzük az áram áramlásának irányát. Ekkor a kinyújtott hüvelykujj jelzi a mágneses tér vektorát.
A bal kéz szabálya: mi határozható meg vele
Ne keverje össze a bal kéz és a karmantyú szabályait - teljesen más célokra tervezték. A bal kéz segítségével két erő, pontosabban azok iránya határozható meg. Azt:
- Lorentz erő;
- amperteljesítmény.
Próbáljuk kitalálni, hogyan működik.
A bal kéz szabálya Ampère erejére: mi az
rendezni bal kéz a vezető mentén úgy, hogy az ujjak az áram áramlási irányába mutassanak. A hüvelykujj az Ampère-erővektor irányába mutat, a kéz irányába, a hüvelyk- és a mutatóujj közé pedig a mágneses térvektor. Ez lesz az ampererő bal oldali szabálya, amelynek képlete így néz ki:
Balkéz szabály a Lorentz-erőre: különbségek az előzőhöz képest
A bal kéz három ujját (hüvelykujj, mutató és középső) úgy helyezzük el, hogy derékszögben legyenek egymással. Az ebben az esetben oldalra irányított hüvelykujj a Lorentz-erő irányát jelzi, a mutatóujj (lefelé mutat) - a mágneses mező irányát (a északi sark délre), a középső pedig, amely a nagytól merőlegesen helyezkedik el, a vezetőben lévő áram iránya.
A Lorentz-erő kiszámításának képlete az alábbi ábrán látható.
Következtetés
Miután egyszer foglalkozott a jobb és bal kéz szabályaival, a kedves olvasó meg fogja érteni, milyen könnyű ezeket használni. Végül is felváltják a fizika számos törvényének, különösen az elektrotechnika ismeretét. Itt a legfontosabb az, hogy ne felejtsük el az áram áramlásának irányát.
Reméljük, hogy mai cikkünk hasznos volt kedves olvasóink számára. Ha bármilyen kérdése van, az alábbi beszélgetésekben felteheti. Az oldal szerkesztői a lehető legrövidebb időn belül szívesen válaszolnak rájuk. Írj, kommunikálj, kérdezz. Mi pedig meghívunk egy rövid videó megtekintésére, amely segít jobban megérteni mai beszélgetésünk témáját.
Gyakran előfordul, hogy a problémát nem lehet megoldani, mert nincs kéznél a szükséges képlet. Nem a leggyorsabb a képlet levezetése a kezdetektől, és minden perc számít.
Az alábbiakban összegyűjtöttük az "Elektromosság és mágnesesség" témával kapcsolatos alapképleteket. Most, amikor problémákat old meg, ezt az anyagot referenciaként használhatja, hogy ne veszítse el az időt a szükséges információk keresésére.
Mágnesesség: definíció
A mágnesesség mozgó elektromos töltések kölcsönhatása, amely mágneses mezőn keresztül jön létre.
Terület – különleges formaügy. A standard modell keretein belül vannak elektromos, mágneses, elektromágneses mezők, a nukleáris erőtér, a gravitációs tér és a Higgs mező. Talán vannak más hipotetikus területek is, amelyekről csak találgathatunk, vagy egyáltalán nem. Ma a mágneses tér érdekel bennünket.
Mágneses indukció
Ahogyan a töltött testek elektromos teret hoznak létre maguk körül, a mozgó töltött testek mágneses teret hoznak létre. A mágneses mezőt nem csak mozgó töltések hozzák létre ( Áramütés), hanem hatással van rájuk is. Valójában a mágneses teret csak a mozgó töltésekre gyakorolt hatása alapján lehet észlelni. És az Amper-erőnek nevezett erővel hat rájuk, amiről később lesz szó.
Mielőtt konkrét képleteket adnánk, beszélnünk kell a mágneses indukcióról.
A mágneses indukció a mágneses mezőre jellemző teljesítményvektor.
Betűvel van jelölve B és mérve Tesla (Tl) . A feszültség analógiájára elektromos mező E A mágneses indukció megmutatja, hogy a mágneses tér milyen erősen hat a töltésre.
Mellesleg sokat találsz Érdekes tények erről a témáról szóló cikkünkben.
Hogyan határozható meg a mágneses indukciós vektor iránya? Itt a kérdés gyakorlati oldala érdekel bennünket. A problémák leggyakoribb esete egy áramvezető által létrehozott mágneses tér, amely lehet egyenes, kör vagy tekercs alakú.
A mágneses indukciós vektor irányának meghatározásához létezik jobb kéz szabálya. Készüljön fel az absztrakt és térbeli gondolkodás használatára!
Ha a jobb kezébe veszi a vezetőt úgy, hogy a hüvelykujja az áram irányába mutasson, akkor a vezető köré hajlított ujjak mutatják a vezető körüli mágneses erővonalak irányát. A mágneses indukció vektora minden pontban érintőlegesen irányul az erővonalakra.
Erősítő teljesítmény
Képzeld el, hogy van egy indukciós mágneses tér B. Ha hosszúságú vezetőt helyezünk el l , amelyen keresztül áramlik én , akkor a mező az alábbi erővel hat a vezetőre:
Az az ami Amper teljesítmény . Sarok alfa a mágneses indukciós vektor iránya és a vezetőben folyó áram iránya közötti szög.
Az Amper-erő irányát a bal kéz szabálya határozza meg: ha a bal kezet úgy helyezi el, hogy a mágneses indukció vonalai a tenyérbe kerüljenek, és a kinyújtott ujjak az áram irányát jelzik, akkor a félretett hüvelykujj jelzi. az Amper-erő iránya.
Lorentz erő
Megállapítottuk, hogy a mező árammal rendelkező vezetőre hat. De ha ez így van, akkor kezdetben minden mozgó töltésre külön hat. Az az erő, amellyel a mágneses tér a benne mozgó emberre hat elektromos töltés, hívott Lorentz erő . Itt fontos megjegyezni a szót "mozgó", így a mágneses tér nem hat az álló töltésekre.
Tehát egy töltéssel rendelkező részecske q mágneses térben indukcióval mozog NÁL NÉL sebességgel v , a alfa a részecskesebesség-vektor és a mágneses indukcióvektor közötti szög. Ekkor a részecskékre ható erő:
Hogyan határozzuk meg a Lorentz-erő irányát? Bal kéz szabály. Ha az indukciós vektor belép a tenyérbe, és az ujjak a sebesség irányába mutatnak, akkor a hajlított hüvelykujj a Lorentz-erő irányát mutatja. Figyeljük meg, hogy így határozzák meg a pozitív töltésű részecskék irányát. Negatív töltéseknél a keletkező irányt meg kell fordítani.
Ha egy tömegrészecske m az indukciós vonalakra merőlegesen repül a mezőbe, akkor körben mozog, és a Lorentz-erő centripetális erő szerepét fogja betölteni. A kör sugara és a részecske forgási periódusa egyenletes mágneses térben a következő képletekkel határozható meg:
Az áramok kölcsönhatása
Vegyünk két esetet. Először is, az áram egy egyenes vezetékben folyik. A második kör alakú hurokban van. Mint tudjuk, az áram mágneses teret hoz létre.
Az első esetben egy vezeték mágneses indukciója árammal én a távolságon R ebből a következő képlettel számítják ki:
Mu az anyag mágneses permeabilitása, mu nulla indexszel a mágneses állandó.
A második esetben a mágneses indukció a kör alakú hurok közepén árammal:
Problémamegoldáskor is hasznos lehet a mágnestekercs belsejében lévő mágneses tér képlete. - ez egy tekercs, vagyis árammal rendelkező körkörös fordulatok halmaza.
Legyen a számuk N , és magának a szolenoilnek a hossza az l . Ezután a mágnesszelep belsejében lévő mezőt a következő képlettel számítjuk ki:
Apropó! Olvasóink most 10% kedvezményt kapnak
Mágneses fluxus és EMF
Ha a mágneses indukció egy mágneses térre jellemző vektor, akkor mágneses fluxus – skalár, ami egyben az egyik legfontosabb terepi jellemző. Képzeljük el, hogy van valamilyen keretünk vagy kontúrunk, amelynek van egy bizonyos területe. A mágneses fluxus azt mutatja meg, hogy egy egységnyi területen hány erővonal halad át, vagyis a tér intenzitását jellemzi. Bemérve Weberach (WB) és jelöltük F .
S - kontúr terület, alfa a kontúrsíkra merőleges (merőleges) és a vektor közötti szög NÁL NÉL .
Az áramkörön keresztüli mágneses fluxus megváltoztatásakor az áramkör indukálódik EMF , egyenlő az áramkörön áthaladó mágneses fluxus változási sebességével. Az elektromotoros erőről egyébként egy másik cikkünkben olvashat bővebben.
Valójában a fenti képlet az elektromágneses indukció Faraday-törvényének képlete. Emlékeztetünk arra, hogy bármely mennyiség változási sebessége nem más, mint annak időbeli deriváltja.
Ennek fordítottja igaz a mágneses fluxusra és az indukciós EMF-re is. Az áramkörben lévő áram változása a mágneses tér megváltozásához, és ennek megfelelően a mágneses fluxus változásához vezet. Ebben az esetben önindukciós EMF keletkezik, amely megakadályozza az áramerősség változását az áramkörben. Az áramkört áthatoló mágneses fluxust saját mágneses fluxusának nevezzük, arányos az áramkörben lévő áram erősségével, és a következő képlettel számítjuk ki:
L az induktivitásnak nevezett arányossági tényező, amelyet ebben mérünk Henry (Gn) . Az induktivitást az áramkör alakja és a közeg tulajdonságai befolyásolják. A tekercs hosszához l és a fordulatok számával N Az induktivitás kiszámítása a következő képlettel történik:
Az önindukció EMF képlete:
Mágneses mező energia
Villamos energia, atomenergia, mozgási energia. A mágneses energia az energia egyik formája. Fizikai problémáknál leggyakrabban a tekercs mágneses terének energiáját kell kiszámítani. Mágneses energia tekercs árammal én és induktivitás L egyenlő:
Térfogatmező energiasűrűsége:
Természetesen ezek nem mind a fizika rész alapképletei. « elektromosság és mágnesesség » , azonban gyakran segíthetnek szabványos feladatok és számítások megoldásában. Ha problémába ütközik a csillaggal, és egyszerűen nem találja a kulcsot, egyszerűsítse életét, és lépjen kapcsolatba a
