- Sok ilyen esetre az általános megfogalmazás mellett, amely lehetővé teszi a vektorszorzat irányának vagy általában a bázis orientációjának meghatározását, a szabálynak vannak speciális megfogalmazásai is, amelyek különösen jól alkalmazkodnak minden konkrét helyzethez (de sokkal kevésbé általános).
Elvileg az axiális vektor két lehetséges iránya közül az egyik megválasztása alapvetően tisztán feltételesnek tekinthető, de ezt mindig ugyanúgy kell megtenni, hogy az előjel ne keveredjen össze a számítások végeredményében. Erre szolgálnak a jelen cikk tárgyát képező szabályok (lehetővé teszik, hogy mindig ugyanahhoz a választáshoz ragaszkodjon).
Általános (fő) szabály
A fő szabály, amely mind a karmantyús (csavaros) szabály változatában, mind a szabályváltozatban használható jobb kéz iránykiválasztási szabály bázisokra és keresztszorzatra (vagy akár a kettő közül az egyikre, mivel az egyiket közvetlenül a másik határozza meg). Ez a fő, mert elvileg minden más szabály helyett elegendő minden esetben használni, ha csak valaki ismeri a megfelelő képletekben szereplő tényezők sorrendjét.
A vektorszorzat pozitív irányának meghatározására szolgáló szabály kiválasztása és a pozitív alap(koordinátarendszerek) háromdimenziós térben - szorosan összefüggenek egymással.
Balra (a bal oldali ábrán) és jobbra (jobbra) derékszögű koordinátarendszer (bal és jobb oldali alap). Általában pozitívnak tekintjük, és alapértelmezésben a megfelelőt használjuk (ez egy általánosan elfogadott konvenció, de ha különleges okok miatt el kell térni ettől az egyezménytől, ezt kifejezetten jelezni kell)
Mindkét szabály elvileg tisztán feltételes, azonban elfogadott (legalábbis, ha az ellenkezője nincs kifejezetten kimondva) figyelembe venni, és ez egy általánosan elfogadott megegyezés, hogy a pozitív helyes alap, és a vektorszorzat úgy van definiálva, hogy pozitív ortonormális alapra e → x , e → y , e → z (\displaystyle (\vec (e))_(x),(\vec (e))_(y),(\vec (e))_(z))(téglalap alap Derékszögű koordináták minden tengelyen egységskálával, minden tengelyen egységvektorokból áll), a következő igaz:
e → x × e → y = e → z , (\megjelenítési stílus (\vec (e))_(x)\times (\vec (e))_(y)=(\vec (e))_(z ))ahol a ferde kereszt a vektorszorzás műveletét jelöli.
Alapértelmezés szerint elterjedt a pozitív (és így helyes) alapok használata. A bal oldali alapokat elvileg főleg akkor szokás használni, ha a jobb használata nagyon kényelmetlen vagy egyáltalán nem lehetséges (például ha a jobb oldalunk tükröződik a tükörben, akkor a tükrözés bal oldali alap, és nem lehet semmit tenni erről).
Ezért a keresztszorzat szabálya és a pozitív bázis kiválasztásának (megépítésének) szabálya kölcsönösen konzisztens.
Ezeket így lehet megfogalmazni:
A vektoros termékhez
Gimlet (csavar) szabály vektoros szorzathoz: Ha úgy rajzolod meg a vektorokat, hogy a kezdetük egybeessen, és az első szorzóvektort a legrövidebb úton forgatod a második szorzóvektorhoz, akkor az ugyanígy forgó karmantyú (csavar) a szorzatvektor irányába csavarodik.
Az óramutatón keresztüli vektorszorzathoz tartozó karmantyú (csavar) szabály egy változata: Ha megrajzoljuk a vektorokat úgy, hogy az origójuk egybeessen, és az első szorzóvektort a legrövidebb úton elforgatjuk a második szorzóvektorhoz, és a másik oldalról nézzük, hogy ez a forgás nekünk az óramutató járásával megegyező irányba történjen, akkor a szorzatvektor tőlünk elfelé irányul. (csavarja mélyen az órába).
Jobb kéz szabály kereszttermékhez (első lehetőség):
Ha úgy rajzolja meg a vektorokat, hogy az origójuk egybeessen, és az első faktorvektort a legrövidebb úton forgatja a második faktorvektorhoz, és a jobb kéz négy ujja a forgásirányt mutatja (mintha egy forgó hengert takarna), akkor a kiálló hüvelykujj mutatja a szorzatvektor irányát.
Jobb kéz szabály vektorszorzathoz (második lehetőség):
A → × b → = c → (\displaystyle (\vec (a))\times (\vec (b))=(\vec (c)))
Ha úgy rajzolja meg a vektorokat, hogy a kezdetük egybeessen, és a jobb kéz első (hüvelykujja) ujja az első szorzóvektor, a második (index) a második szorzóvektor mentén irányul, akkor a harmadik (középső) jelenik meg (kb. ) a szorzatvektor iránya (lásd . kép).
Az elektrodinamikát tekintve az áram (I) a hüvelykujj mentén, a mágneses indukciós vektor (B) a mutatóujj mentén, az erő (F) pedig a középső ujj mentén irányul. Mnemonikusan a szabály könnyen megjegyezhető az FBI (force, induction, current vagy Federal Bureau of Investigation (FBI) angolból fordítva) rövidítése és az ujjak helyzete alapján, amely fegyverre emlékeztet.
Alapokhoz
Mindezek a szabályok természetesen átírhatók, hogy meghatározzuk az alapok tájolását. Ezek közül csak kettőt írjunk át: Jobb kéz szabály az alaphoz:
x, y, z - jobb oldali koordinátarendszer.
Ha az alapon e x , e y , e z (\displaystyle e_(x), e_(y), e_(z))(a tengelyek mentén lévő vektorokból áll x, y, z) irányítsa a jobb kéz első (hüvelykujját) az első bázisvektor (azaz a tengely mentén) x), a második (index) - a második mentén (vagyis a tengely mentén). y), a harmadik (középső) pedig (körülbelül) a harmadik irányába (mentén) z), akkor ez a megfelelő alap(a képen látható módon).
Gimlet (csavar) szabály az alaphoz: Ha a gimlet-et és a vektorokat úgy forgatod, hogy az első bázisvektor a legrövidebb módon hajljon a második felé, akkor a gimlet (csavar) a harmadik bázisvektor irányába csavarodik, ha ez a megfelelő bázis.
- Mindez természetesen a koordináták irányának síkon történő megválasztására vonatkozó szokásos szabály kiterjesztésének felel meg (x - jobbra, y - fel, z - rajtunk). Ez utóbbi egy másik mnemonikus szabály lehet, amely elvileg képes helyettesíteni a gimlet, a jobb kéz stb. szabályát (azonban használata valószínűleg néha bizonyos térbeli fantáziát igényel, hiszen a megrajzolt koordinátákat a megszokott módon kell gondolatban elforgatni amíg egybe nem esnek a bázissal, amelynek tájolását meg akarjuk határozni, és tetszőlegesen elforgatható).
A karmantyú (csavar) szabály vagy a jobbkéz szabály kijelentései speciális esetekben
Fentebb már említettük, hogy a karmantyú (csavar) szabály vagy a jobbkéz szabály (és más hasonló szabályok) összes változata, beleértve az alábbiakban említetteket, nem szükséges. Nem szükséges ezeket ismerni, ha ismeri (legalább az egyik lehetőségnél) a fent leírt általános szabályt, és ismeri a faktorok sorrendjét a vektorszorzatot tartalmazó képletekben.
Az alábbiakban ismertetett szabályok közül azonban sok jól alkalmazkodik az alkalmazásuk speciális eseteihez, ezért ezekben az esetekben nagyon kényelmes és egyszerű lehet a vektorok irányának gyors meghatározása.
Jobb kéz vagy karmantyú (csavar) szabály a mechanikus sebességű forgáshoz
A jobb kéz vagy karmantyú (csavar) szabálya a szögsebességre
A jobb kéz vagy karmantyú (csavar) szabálya az erőnyomatékra
M → = ∑ i [ r → i × F → i ] (\megjelenítési stílus (\vec (M))=\sum _(i)[(\vec (r))_(i)\times (\vec (F) ))_(én)])(ahol F → i (\displaystyle (\vec (F))_(i)) a rá alkalmazott erő én- ó testpont, r → i (\displaystyle (\vec(r))_(i))- sugárvektor, × (\displaystyle \times )- vektorszorzás jele),
a szabályok is általában hasonlóak, de mi kifejezetten megfogalmazzuk őket.
Gimlet (csavar) szabály: Ha a csavart (a karmantyút) abba az irányba forgatja, amerre az erők a testet elfordítják, a csavar abba az irányba csavarodik (vagy kicsavarodik), amerre ezen erők nyomatéka irányul.
Jobb kéz szabály: Ha azt képzeljük, hogy a testet a jobb kezünkbe vettük, és abba az irányba próbáljuk elfordítani, amerre négy ujj mutat (a testet elfordítani próbáló erők ezen ujjak irányába irányulnak), akkor a kiálló hüvelykujj megmutatja. abba az irányba, amerre a nyomaték irányul (ezen erők nyomatéka).
A jobb kéz és a csavar (csavar) szabálya a magnetosztatikában és az elektrodinamikában
Mágneses indukcióhoz (Biot-Savart törvény)
Gimlet (csavar) szabály: Ha a gimlet (csavar) transzlációs mozgásának iránya egybeesik a vezetőben lévő áram irányával, akkor a kardán fogantyújának forgásiránya egybeesik az ezen áram által létrehozott mező mágneses indukciós vektorának irányával.
Jobb kéz szabály: Ha a jobb kezével megragadja a vezetőt úgy, hogy a kiálló hüvelykujj az áram irányát jelzi, akkor a fennmaradó ujjak az áram által létrehozott mező mágneses indukciós vonalai vezető burkolóinak irányát mutatják, és ezért a mágneses indukció vektorának iránya mindenütt érintőlegesen ezekre az egyenesekre irányul.
A mágnesszelephez a következőképpen van megfogalmazva: Ha a jobb tenyerével megfogja a mágnesszelepet úgy, hogy négy ujja az áram mentén irányuljon a kanyarokban, akkor a félretett hüvelykujj mutatja a vonalak irányát mágneses mező a mágnesszelep belsejében.
Mágneses térben mozgó vezetőben lévő áramhoz
Jobb kéz szabály: Ha a jobb kéz tenyerét úgy helyezzük el, hogy az magában foglalja a mágneses tér erővonalait, és a behajlított hüvelykujj a vezető mozgása mentén irányul, akkor négy kinyújtott ujj jelzi az indukciós áram irányát.
Aki az iskolában nem volt jó fizikából, annak ma is igazi „terra incognita” a gimlet-szabály. Különösen, ha egy jól ismert törvény definícióját próbálja megtalálni a weben: a keresőmotorok azonnal sok trükkös dolgot fognak kiadni. tudományos magyarázatokösszetett mintákkal. Nagyon is lehetséges azonban röviden és világosan elmagyarázni, hogy miből áll.
Mi a gimlet szabály
Gimlet - szerszám lyukak fúrásához
Így hangzik: Abban az esetben, ha a karmantyú iránya egybeesik a vezetőben lévő áram irányával a transzlációs mozgások során, akkor a kardán fogantyújának forgásiránya is azonos lesz vele.
Irányt keres
Ahhoz, hogy megértsd, még mindig emlékezned kell iskolai órákat. Rajtuk a fizikatanárok azt mondták nekünk, hogy az elektromos áram mozgás elemi részecskék, amelyek a vezető anyag mentén hordozzák töltésüket. A forrás miatt a részecskék mozgása a vezetőben irányított. A mozgás, mint tudod, élet, ezért a vezető körül nincs más, mint egy mágneses tér, és az is forog. De hogyan?
Ez a szabály adja meg a választ (speciális eszközök használata nélkül), és az eredmény nagyon értékesnek bizonyul, mert a mágneses tér irányától függően néhány vezető teljesen különböző forgatókönyvek szerint kezd működni: vagy taszítják egymást, vagy éppen ellenkezőleg, rohannak felé.
Használat
A mágneses erővonalak mozgási útvonalának meghatározásának legegyszerűbb módja a gimlet-szabály alkalmazása
Elképzelheti ezt így is - a saját jobb keze és a legközönségesebb vezeték példájával. A drótot a kezünkbe adjuk. Szorosan szorítsa ökölbe négy ujját. A hüvelykujj felfelé mutat, mint egy gesztus, amellyel megmutatjuk, hogy tetszik valami. Ebben az „elrendezésben” a hüvelykujj egyértelműen jelzi az áram irányát, míg a másik négy a mágneses erővonalak útját.
A szabály az életben is alkalmazható. A fizikusoknak szükségük van rá, hogy meghatározzák az áram mágneses mezőjének irányát, kiszámítsák a sebesség mechanikai forgását, a mágneses indukció vektorát és az erők nyomatékát.
Egyébként arról, hogy a szabály a legtöbbre vonatkozik különböző helyzetekben Azt is mondja, hogy ennek több értelmezése van egyszerre - a vizsgált esettől függően.
- ez egy speciális anyag, amelyen keresztül a mozgó elektromosan töltött részecskék közötti kölcsönhatás jön létre.
EGY (HELYZETES) MÁGNESES TÉR TULAJDONSÁGAI
Állandó (vagy álló) A mágneses tér olyan mágneses tér, amely nem változik az idő múlásával.
1. Mágneses tér létre töltött részecskék és testek mozgatása, árammal ellátott vezetők, állandó mágnesek.
2. Mágneses tér érvényes mozgó töltött részecskéken és testeken, árammal működő vezetőkön, állandó mágneseken, árammal ellátott kereten.
3. Mágneses tér örvény, azaz nincs forrása.
azok az erők, amelyekkel az áramvezető vezetők hatnak egymásra.
. 
a mágneses térre jellemző erő.
A mágneses indukciós vektor mindig ugyanúgy irányul, mint a szabadon forgó mágnestű mágneses térben.
A mágneses indukció mértékegysége az SI rendszerben:
MÁGNESES INDUKCIÓS VONALAK
- ezek olyan vonalak, amelyek érintője bármely pontban a mágneses indukció vektora.
Egységes mágneses tér- ez egy olyan mágneses tér, amelyben a mágneses indukciós vektor bármely pontján változatlan nagyságrendben és irányban; lapos kondenzátor lemezei között, mágnesszelep belsejében (ha az átmérője sokkal kisebb, mint a hossza), vagy egy rúdmágnes belsejében.
Egyenes vezető mágneses tere árammal:
hol van az áram iránya a rajtunk lévő vezetőben a lap síkjára merőlegesen,
- tőlünk a vezetőben az áram iránya merőleges a lap síkjára.
Mágneses mágneses tér:
A rúdmágnes mágneses tere:
- hasonlóan a szolenoid mágneses teréhez.
A MÁGNESES INDUKCIÓS VONALOK TULAJDONSÁGAI
- legyen iránya
- folyamatos;
-zárt (azaz a mágneses tér örvény);
- nem metszik egymást;
- sűrűségük szerint ítélik meg a mágneses indukció nagyságát.
A MÁGNESES INDUKCIÓS VONALOK IRÁNYA
- a gimlet szabály vagy a jobbkéz szabály határozza meg.
Gimlet-szabály (főleg egyenes áramú vezetékhez):
Ha a kardán transzlációs mozgásának iránya egybeesik a vezetőben lévő áram irányával, akkor a kardán fogantyújának forgásiránya egybeesik az áram mágneses mezőjének irányával.
Jobbkéz szabály (főleg a mágneses vonalak irányának meghatározására
a mágnesszelep belsejében):
Ha a szolenoidot a jobb tenyerével úgy fogja meg, hogy a kanyarokban négy ujja az áram mentén irányuljon, akkor a félretett hüvelykujj megmutatja a mágneses erővonalak irányát a szolenoidon belül.
Vannak más is lehetséges opciók a gimlet és a jobb kéz szabályainak alkalmazása.
az az erő, amellyel a mágneses tér az áramvezetőre hat.
Amper erő modul egyenlő a termékkeláramerősség a vezetőben a mágneses indukciós vektor modulján, a vezető hossza és a mágneses indukciós vektor és a vezetőben lévő áram iránya közötti szög szinusza.
Az ampererő akkor a legnagyobb, ha a mágneses indukciós vektor merőleges a vezetőre.
Ha a mágneses indukciós vektor párhuzamos a vezetővel, akkor a mágneses térnek nincs hatása a vezetőre árammal, azaz. Az Amper ereje nulla.
Az Amper-erő irányát az határozza meg bal kéz szabály:
Ha a bal kéz úgy van elhelyezve, hogy a mágneses indukciós vektor vezetőre merőleges komponense a tenyérbe kerül, és 4 kinyújtott ujj az áram irányába irányul, akkor a 90 fokban hajlított hüvelykujj a ható erő irányát mutatja. az árammal ellátott vezetőn.
vagy 
MÁGNESES TÉR MŰKÖDÉSE A HOROKON AZ ÁRAMMAL
Egyenletes mágneses tér orientálja a keretet (azaz forgatónyomaték jön létre, és a keret olyan helyzetbe fordul, ahol a mágneses indukciós vektor merőleges a keret síkjára).
Egy inhomogén mágneses tér orientálja + árammal vonzza vagy taszítja a keretet.
Tehát egy egyenáramú vezető mágneses mezőjében (ez nem egyenletes) az áramvezető keret a mágneses vonal sugara mentén helyezkedik el, és vonzza vagy taszítja az egyenáramú vezetőt, attól függően, hogy az áramlatok iránya.
Emlékezzen az "Elektromágneses jelenségek" témára a 8. osztályban:
class-fizika.narod.ru
A mágneses mező hatása az áramra. Bal kéz szabály.
A mágnes pólusai közé helyezzünk egy vezetőt, amelyen állandó áram folyik. elektromosság. Azonnal észrevesszük, hogy a vezetőt a mágnes tere kiszorítja az interpoláris térből.
Ez a következőképpen magyarázható. A vezető körül árammal (1. ábra) Saját mágneses teret képez, amelynek a vezető egyik oldalán lévő erővonalai ugyanúgy irányulnak, mint a mágnes erővonalai, a másik oldalon pedig a mágneses erővonalak. karmester - az ellenkező irányba. Ennek eredményeként a vezető egyik oldalán (az 1. ábrán felül) a mágneses tér koncentráltnak bizonyul, a másik oldalán (az 1. ábrán alul) pedig megritkult. Ezért a vezető olyan erőt tapasztal, amely lenyomja. És ha a vezető nincs rögzítve, akkor elmozdul.
1. ábra Mágneses mező hatása az áramra.
bal kéz szabály
A mágneses térben áramló vezető mozgási irányának gyors meghatározására létezik egy ún bal kéz szabály(2. kép).
2. ábra Bal kéz szabály.
A bal kéz szabálya a következő: ha a bal kezét a mágnes pólusai közé helyezi úgy, hogy a mágneses erővonalak a tenyérbe kerüljenek, és a kéz négy ujja egybeessen a vezetőben lévő áram irányával , akkor a hüvelykujj megmutatja a vezető mozgási irányát.
Tehát egy olyan vezetőn, amelyen elektromos áram folyik, erő hat, és arra törekszik, hogy a mágneses erővonalakra merőlegesen mozgassa. Empirikusan meghatározhatja ennek az erőnek a nagyságát. Kiderült, hogy az az erő, amellyel a mágneses tér egy áramvezető vezetőre hat, egyenesen arányos a vezetőben lévő áramerősséggel és a vezető azon részének hosszával, amely a mágneses térben van (3. ábra bal oldalon). .
Ez a szabály akkor érvényes, ha a vezető merőleges a mágneses erővonalakra.
3. ábra A mágneses tér és az áram kölcsönhatásának erőssége.
Ha a vezető nem merőlegesen helyezkedik el a mágneses erővonalakra, hanem például a jobb oldali 3. ábrán látható módon, akkor a vezetőre ható erő arányos lesz a vezetőben lévő áramerősséggel és a vezeték hosszával. a vezető mágneses térben elhelyezkedő részének vetülete a mágneses erővonalakra merőleges síkra. Ebből következik, hogy ha a vezető párhuzamos a mágneses erővonalakkal, akkor a rá ható erő nulla. Ha a vezető merőleges a mágneses erővonalak irányára, akkor a rá ható erő eléri a legnagyobb értékét.
Az árammal rendelkező vezetőre ható erő a mágneses indukciótól is függ. Minél sűrűbbek a mágneses erővonalak, annál nagyobb az áramvezetőre ható erő.
Összegezve a fentieket, a következő szabállyal fejezhetjük ki a mágneses mező hatását egy áramvezetőre:
Az árammal rendelkező vezetőre ható erő egyenesen arányos a mágneses indukcióval, a vezetőben lévő áramerősséggel és a vezető mágneses térben lévő részének a mágneses fluxusra merőleges síkra vetületének hosszával.
Meg kell jegyezni, hogy a mágneses tér áramra gyakorolt hatása nem függ a vezető anyagától, sem pedig a keresztmetszetétől. A mágneses tér áramra gyakorolt hatása még vezető hiányában is megfigyelhető, ha például egy gyorsan mozgó elektronok áramlását vezetjük át a mágnes pólusai között.
A mágneses mezőnek az áramra gyakorolt hatását széles körben használják a tudomány és a technológia területén. Ennek a műveletnek az alkalmazása az elektromos energiát mechanikai energiává alakító villanymotorokon, a feszültség és áramerősség mérésére szolgáló magnetoelektromos eszközökön, az elektromos rezgéseket hanggá alakító elektrodinamikus hangszórókon, speciális rádiócsöveken - magnetronok, katódsugár csövek, stb. A mágneses tér hatására az áramot az elektron tömegének és töltésének mérésére, sőt az anyag szerkezetének tanulmányozására is használják.
Jobb kéz szabály
Amikor egy vezető mágneses térben mozog, elektronok irányított mozgása jön létre benne, vagyis elektromos áram, ami az elektromágneses indukció jelenségének köszönhető.
Meghatározására az elektronok mozgásának irányai Használjuk a jól ismert bal kéz szabályát.
Ha például egy, a rajzra merőlegesen elhelyezkedő vezető (1. ábra) fentről lefelé mozog a benne lévő elektronokkal együtt, akkor ez az elektronmozgás egyenértékű lesz egy alulról felfelé irányuló elektromos árammal. Ha ugyanakkor a mágneses tér, amelyben a vezető mozog, balról jobbra irányul, akkor az elektronokra ható erő irányának meghatározásához a bal kezünket a tenyérrel balra kell tennünk úgy, hogy a mágneses erővonalak lépnek be a tenyérbe, és négy ujjal felfelé (a mozgásvezető irányával szemben, azaz az "áram" irányába); akkor a hüvelykujj iránya megmutatja, hogy a vezetőben lévő elektronokra tőlünk a rajzra irányított erő hat. Következésképpen az elektronok mozgása a vezető mentén, azaz tőlünk a rajz felé történik, és a vezetőben lévő indukciós áram a rajzról hozzánk irányul.
1. kép Az elektromágneses indukció mechanizmusa. A vezető mozgatásával a vezetővel együtt mozgatjuk a benne lévő összes elektront, és amikor mágneses térben mozogunk elektromos töltések erő hat majd rájuk a bal kéz szabálya szerint.
A bal kéz szabálya azonban, amelyet csak az elektromágneses indukció jelenségének magyarázatára alkalmazunk, a gyakorlatban kényelmetlennek bizonyul. A gyakorlatban az indukciós áram irányát határozzák meg jobb kéz szabálya(2. ábra).
2. ábra. Jobb kéz szabály. A jobb kezet tenyérrel a mágneses erővonalak felé fordítjuk, a hüvelykujjat a vezető mozgásának irányába irányítjuk, és négy ujjunk mutatja, hogy az indukciós áram milyen irányba fog folyni.
Jobb kéz szabály az, hogy a, ha a jobb kezét mágneses mezőbe helyezi úgy, hogy a mágneses erővonalak a tenyérbe kerüljenek, és a hüvelykujj a vezető mozgási irányát jelzi, akkor a maradék négy ujj az indukciós áram irányát mutatja, amely a karmester.
www.sxemotehnika.ru
Az áram iránya és mágneses tere vonalainak iránya. Bal kéz szabály. Fizika tanár: Murnaeva Jekaterina Alexandrovna. - bemutatás
Előadás a témában: » Az áram iránya és mágneses tere vonalainak iránya. Bal kéz szabály. Fizika tanár: Murnaeva Jekaterina Alexandrovna. - Átirat:
1 Az áram iránya és mágneses tere vonalainak iránya. Bal kéz szabály. Fizika tanár: Murnaeva Jekaterina Alexandrovna
2 Mágneses vonal irányának meghatározására szolgáló módszerek Mágneses vonal irányának meghatározása Mágneses tű segítségével Gimlet szabály szerint vagy jobbkéz szabály szerint Bal kéz szabály szerint
3 A mágneses vonalak iránya
4 Jobb kéz szabálya Fogja meg a mágnesszelepet a jobb tenyerével úgy, hogy négy ujjával a tekercsekben áramló áram irányába mutasson, majd a bal hüvelykujj mutatja a mágneses erővonalak irányát a szolenoid belsejében.
5 A karikatúra szabálya
6 BB B Milyen irányban folyik az áram a vezetőben? fel rossz le jobb fel jobb le rossz bal rossz jobb jobb
7 Hogyan irányul a mágneses indukciós vektor a köráram középpontjába? + – fel rossz le jobbra + – fel jobbra le rossz + – jobb jobb bal rossz _ + jobb rossz bal jobb
8 Bal kéz szabály Ha a bal kéz úgy van elhelyezve, hogy a mágneses mező vonalai arra merőlegesen hatoljanak be a tenyérbe, és négy ujja az áram mentén van irányítva, akkor a 90°-kal félretett hüvelykujj a ható erő irányát mutatja. a karmesteren.
9 Alkalmazás Az MP áramkörre történő orientáló hatását elektromos mérőműszerekben használják: 1) villanymotorok 2) elektrodinamikus hangszóró (hangszóró) 3) magnetoelektromos rendszer - ampermérők és voltmérők
10 Az ábrán látható sémák szerint három felszerelési egység kerül összeállításra. Melyikben: a, b vagy c - a keret a tengely körül forog, ha az áramkör zárva van?
11 11 Három a, b, c készülék telepítése van összeállítva. Melyikben fog elmozdulni az AB vezető, ha a K billentyű zárva van?
12 Az ábrán látható helyzetben az Ampère erő hatása: A. Fel B. Le C. Balra D. Jobbra
13 Az ábrán látható helyzetben az Ampère erő hatása: A. Fel B. Le C. Balra D. Jobbra
14 Az ábrán látható helyzetben az Ampère erő hatása: A. Fel B. Le C. Balra D. Jobbra
15 Az ábráról határozza meg, hogyan irányulnak az egyenáramú mágneses tér mágneses vonalai A. Az óramutató járásával megegyező irányban B. Az óramutató járásával ellentétes irányba
16 Milyen mágneses pólusok láthatók az ábrán? A. 1 észak, 2 dél B. 1 dél, 2 dél C. 1 dél, 2 észak D. 1 észak, 2 észak
17 Az acélmágnes három részre tört. Az A és B vége mágneses lesz? A. Nem fognak B. Az A végének északi mágneses pólusa van, a C-nek déli, C. A C-végnek északi mágneses pólusa van, A-nek déli
18 Az ábráról határozza meg, hogy az MP egyenáram mágneses vonalai hogyan vannak irányítva! A. Az óramutató járásával ellentétes irányban
19 Az ábrák közül melyik mutatja helyesen a mágnestű helyzetét az állandó mágnes mágneses terében? A B C D
20. § 45,46. 35., 36. gyakorlat. Házi feladat:
Az aktuális bal kéz szabályának iránya
Ha a vezető, amelyen az elektromos áram áthalad, mágneses mezőbe kerül, akkor a mágneses mező és a vezető árammal való kölcsönhatása következtében a vezető egy vagy másik irányba mozog.
A vezető mozgási iránya a benne lévő áram irányától és a mágneses erővonalak irányától függ.
Tegyük fel, hogy egy mágnes mágneses mezőjében N
S
van egy vezető, amely merőleges az ábra síkjára; áram folyik a vezetőn keresztül tőlünk az ábra síkján túli irányba.
Az ábra síkjából a megfigyelő felé folyó áramot hagyományosan ponttal, a megfigyelőből az ábra síkján túl folyó áramot pedig kereszttel jelöljük.
A vezető mozgása árammal mágneses térben
1
- a pólusok mágneses tere és a vezetőáram,
2
a keletkező mágneses tér.
Mindig minden, ami a képeken marad, kereszttel van jelölve,
és a nézőre irányul – egy pont.
A vezető körüli áram hatására saját mágneses tere jön létre (ábra 1). 1
.
A gimlet-szabályt alkalmazva könnyen ellenőrizhető, hogy az általunk vizsgált esetben ennek a mezőnek a mágneses vonalainak iránya egybeesik az óramutató járásával megegyező mozgás irányával.
Amikor a mágnes mágneses tere és az áram által létrehozott mező kölcsönhatásba lép, akkor létrejön a létrejövő mágneses tér, amint az ábra mutatja. 2
.
A keletkező tér mágneses vonalainak sűrűsége a vezető mindkét oldalán eltérő. A vezetőtől jobbra az azonos irányú mágneses mezők összeadódnak, balra pedig ellentétes irányú lévén részben kioltják egymást.
Ezért erő hat a vezetőre, amely jobb a jobb, és kisebb a bal oldalon. Nagyobb erő hatására a vezető az F erő irányába mozog.
A vezetőben lévő áram irányának megváltoztatása megváltoztatja a körülötte lévő mágneses vonalak irányát, aminek következtében a vezető mozgási iránya is megváltozik.
A vezető mágneses térben való mozgási irányának meghatározásához használhatja a bal oldali szabályt, amely a következőképpen van megfogalmazva:
Ha a bal kéz úgy van elhelyezve, hogy a mágneses vonalak átszúrják a tenyeret, és a kinyújtott négy ujj jelzi az áram irányát a vezetőben, akkor a hajlított hüvelykujj jelzi a vezető mozgásának irányát.
A mágneses térben az áramot vezető vezetőre ható erő a vezetőben lévő áramerősségtől és a mágneses tér intenzitásától egyaránt függ.
A mágneses tér intenzitását jellemző fő mennyiség a mágneses indukció NÁL NÉL . A mágneses indukció mértékegysége a tesla ( Tl=Vs/m2 ).
A mágneses indukciót az ebbe a mezőbe helyezett áramvezető vezetéken lévő mágneses tér erőssége alapján lehet megítélni. Ha a karmester hosszú 1 m és árammal 1 A , amely a mágneses vonalakra merőlegesen helyezkedik el egyenletes mágneses térben, erő hat be 1 N (Newton), akkor egy ilyen tér mágneses indukciója egyenlő 1 T (tesla).
A mágneses indukció vektormennyiség, iránya egybeesik a mágneses vonalak irányával, és a tér minden pontjában a mágneses indukciós vektor tangenciálisan irányul a mágneses vonalra.
Erő F
, amely mágneses térben áramló vezetőre hat, arányos a mágneses indukcióval NÁL NÉL
, áram a vezetőben én
és a vezető hossza l
, azaz
F=BIl
.
Ez a képlet csak akkor igaz, ha az áramvezető vezető merőlegesen helyezkedik el az egyenletes mágneses tér mágneses vonalaira.
Ha az árammal rendelkező vezető bármilyen szögben mágneses térben van a
a mágneses vonalak tekintetében az erő egyenlő:
F=BIl sin a
.
Ha a vezetőt mágneses vonalak mentén helyezzük el, akkor az erő F
nullává válik, mert a=0 .
(Részletesen és közérthetően az „Az elektromosság világába – mint először!” videó tanfolyamon)
Ez egy speciális anyag, amelyen keresztül a mozgó elektromosan töltött részecskék közötti kölcsönhatás jön létre.
Az álló mágneses tér tulajdonságai
Állandó (vagy álló) A mágneses tér olyan mágneses tér, amely nem változik az idő múlásával.
1. Mágneses tér létre töltött részecskék és testek mozgatása, árammal ellátott vezetők, állandó mágnesek.
2. Mágneses tér érvényes mozgó töltött részecskéken és testeken, árammal működő vezetőkön, állandó mágneseken, árammal ellátott kereten.
3. Mágneses tér örvény, azaz nincs forrása.
Mágneses erők
Ezekkel az erőkkel hatnak egymásra az áramvezető vezetők.
..................
Mágneses indukció
Ez a mágneses tér teljesítményjellemzője.
A mágneses indukciós vektor mindig ugyanúgy irányul, mint a szabadon forgó mágnestű mágneses térben.
A mágneses indukció mértékegysége az SI rendszerben:
Mágneses indukció vonalai
Ezek olyan vonalak, amelyek érintője bármely pontban a mágneses indukció vektora.
Egységes mágneses tér- ez egy olyan mágneses tér, amelyben a mágneses indukciós vektor bármely pontján változatlan nagyságrendben és irányban; lapos kondenzátor lemezei között, mágnesszelep belsejében (ha az átmérője sokkal kisebb, mint a hossza), vagy egy rúdmágnes belsejében.
Egyenes vezető mágneses tere árammal:
A rajtunk lévő vezetőben az áram iránya merőleges a lap síkjára,
Az áram iránya a vezetőben tőlünk merőleges a lap síkjára.
Mágneses mágneses tér:
A rúdmágnes mágneses tere:
Hasonlóan a szolenoid mágneses teréhez.
A mágneses indukciós vonalak tulajdonságai
legyen irányvonala;
- folyamatos;
-zárt (azaz a mágneses tér örvény);
- nem metszik egymást;
- sűrűségük szerint ítélik meg a mágneses indukció nagyságát.
Mágneses indukciós vonalak iránya
A kardán szabály vagy a jobbkéz szabály határozza meg.
Gimlet-szabály (főleg egyenes áramú vezetékhez):
Ha a kardán transzlációs mozgásának iránya egybeesik a vezetőben lévő áram irányával, akkor a kardán fogantyújának forgásiránya egybeesik az áram mágneses mezőjének irányával.
Jobb kéz szabály
(főleg a mágneses vonalak irányának meghatározására
a mágnesszelep belsejében):
Ha a szolenoidot a jobb tenyerével úgy fogja meg, hogy a kanyarokban négy ujja az áram mentén irányuljon, akkor a félretett hüvelykujj megmutatja a mágneses erővonalak irányát a szolenoidon belül.
A gimlet és a jobb kéz szabályainak más lehetséges alkalmazásai is vannak.
Erősítő teljesítmény
Ez az az erő, amellyel a mágneses tér az áramot vezető vezetőre hat.
Az Amper erőmodul egyenlő a vezetőben lévő áramerősség és a mágneses indukciós vektor moduljának, a vezető hosszának és a mágneses indukciós vektor és a vezetőben lévő áram iránya közötti szög szinuszának szorzatával. .
Az ampererő akkor a legnagyobb, ha a mágneses indukciós vektor merőleges a vezetőre.
Ha a mágneses indukciós vektor párhuzamos a vezetővel, akkor a mágneses térnek nincs hatása a vezetőre árammal, azaz. az ampererő nulla
Az ampererő iránya határozza meg bal kéz szabály:
Ha a bal kéz úgy van elhelyezve, hogy a mágneses indukciós vektor vezetőre merőleges komponense a tenyérbe kerül, és 4 kinyújtott ujj az áram irányába irányul, akkor a 90 fokban hajlított hüvelykujj a ható erő irányát mutatja. az árammal ellátott vezetőn.
vagy 
Mágneses mező hatása árammal működő hurokra
A gimlet szabály két vektor helyes szorzásának egyszerűsített egykezes bemutatása. Az iskolai kurzus geometriája azt jelenti, hogy a tanulók tisztában vannak a skaláris szorzattal. A fizikában a vektor gyakran megtalálható.
Vektor koncepció
Úgy gondoljuk, hogy nincs értelme a gimlet-szabály értelmezésének a vektor definíciójának ismerete hiányában. Ki kell nyitni egy palackot - a helyes cselekvés ismerete segít. A vektor egy olyan matematikai absztrakció, amely valójában nem létezik, és a jelzett előjelekkel rendelkezik:
- Irányított szegmens, amelyet nyíl jelzi.
- A kiindulópont a vektor által leírt erő hatáspontja lesz.
- A vektor hossza megegyezik az erő, a tér és más leírt mennyiségek modulusával.
Nem mindig befolyásolják az erőt. A mezőt vektorok írják le. A legegyszerűbb példa mutatják be az iskolások fizikatanárokat. A mágneses térerősség vonalait értjük. A vektorokat általában egy érintő mentén húzzák. Az árammal rendelkező vezetőn végzett műveletek illusztrációin egyenes vonalak láthatók.
gimlet szabály
A vektormennyiségeket gyakran megfosztják az alkalmazási helytől, a hatásközpontokat megegyezés szerint választják ki. Az erőnyomaték a kar tengelyéből származik. Az összeadás egyszerűsítése miatt szükséges. Tegyük fel, hogy a különböző hosszúságú karokat a közös tengelyű karokra ható egyenlőtlen erők hatnak. Egyszerű összeadással, a momentumok kivonásával megkapjuk az eredményt.
A vektorok számos mindennapi probléma megoldásában segítenek, és bár matematikai absztrakcióként működnek, a valóságban hatnak. Számos törvényszerűség alapján megjósolható egy objektum jövőbeli viselkedése skaláris értékekkel együtt: populáció mérete, hőmérséklet környezet. Az ökológusokat az irányok, a madarak repülési sebessége érdeklik. Az elmozdulás egy vektormennyiség.
A gimlet szabály segít megtalálni a vektorok keresztszorzatát. Ez nem tautológia. Csak hát a cselekvés eredménye is vektor lesz. A gimlet szabály azt az irányt írja le, ahová a nyíl mutat. Ami a modult illeti, képleteket kell alkalmaznia. A gimlet-szabály egy összetett matematikai művelet egyszerűsített, tisztán kvalitatív absztrakciója.
Analitikus geometria a térben
Mindenki ismeri a problémát: a folyó egyik oldalán állva határozza meg a csatorna szélességét. Észre érthetetlennek tűnik, egy csapásra megoldható a legegyszerűbb geometria módszereivel, amit az iskolások tanulnak. Tegyünk néhány egyszerű lépést:
- Észleljen a szemközti parton egy kiemelkedő tereptárgyat, egy képzeletbeli pontot: egy fatörzset, a patakba ömlő patak torkolatát.
- A szemközti part vonalára merőlegesen készítsen bevágást a csatorna ezen oldalán.
- Keressen egy helyet, ahonnan a tereptárgy a parthoz képest 45 fokos szögben látható.
- A folyó szélessége megegyezik a végpont távolságával a bevágástól.
Folyó szélességének meghatározása a háromszög hasonlósági módszerrel
Egy szög érintőjét használjuk. Nem kell 45 fokosnak lennie. Nagyobb pontosságra van szükség - jobb, ha éles szöget veszünk. Csak annyi, hogy a 45 fok érintője egyenlő eggyel, a feladat megoldása leegyszerűsödik.
Hasonlóan égető kérdésekre is lehet választ találni. Még az elektronok által irányított mikrokozmoszban is. Egy dolog egyértelműen elmondható: az avatatlannak unalmasnak, unalmasnak tűnik a gimlet-szabály, a vektorok vektorszorzata. Egy praktikus eszköz, amely számos folyamat megértésében segít. A legtöbbet érdekelni fogja az elektromos motor működési elve (a kialakítástól függetlenül). Könnyen megmagyarázható a bal kéz szabályával.
A tudomány számos ágában két szabály érvényesül egymás mellett: bal kéz, jobb kéz. A vektorterméket néha így vagy úgy le lehet írni. Homályosan hangzik, azonnal vegyünk egy példát:
- Tegyük fel, hogy egy elektron mozog. A negatív töltésű részecske állandó mágneses mezőn halad keresztül. Nyilvánvalóan a Lorentz-erő miatt ívelt lesz a pálya. A szkeptikusok azzal érvelnek, hogy egyes tudósok szerint az elektron nem részecske, hanem mezők szuperpozíciója. De a Heisenberg-féle bizonytalansági elvet egy másik alkalommal megfontoljuk. Tehát az elektron mozog:
Ha a jobb kezet úgy helyeztük el, hogy a mágneses térvektor merőlegesen hatoljon be a tenyérbe, a kinyújtott ujjak a részecske repülési irányát jelezték, a 90 fokkal oldalra hajlított hüvelykujj az erő irányába nyúlik. A jobb kéz szabálya, amely a gimlet szabály egy másik kifejezése. Szavak-szinonimák. Másképp hangzik, de valójában ugyanaz.
- Íme egy Wikipédia-kifejezés, ami furcsán hat. Tükörben tükrözve a vektorok jobb oldali hármasa baloldalivá válik, ekkor a jobb kéz szabályát kell alkalmazni a jobb helyett. Egy elektron egy irányba repült, a fizikában elfogadott módszerek szerint az áram az ellenkező irányba mozog. Mintha tükörben tükröződne, tehát a Lorentz-erőt már a bal kéz szabálya határozza meg:
Ha a bal kéz úgy van elhelyezve, hogy a mágneses tér vektora merőlegesen lép be a tenyérbe, akkor a kinyújtott ujjak jelzik az elektromos áram áramlásának irányát, a 90 fokkal oldalra hajlított hüvelykujj kinyúlik, jelezve az erő vektorát.
Látod, a helyzetek hasonlóak, a szabályok egyszerűek. Hogyan emlékezzünk arra, hogy melyiket használjuk? A fizika fő bizonytalansági elve. A keresztszorzatot sok esetben kiszámítják, és csak egy szabály érvényes.
Melyik szabályt kell alkalmazni
Szinonimák: kéz, csavar, karikatúra
Először is elemezzük a szinonim szavakat, sokan elkezdték feltenni maguknak a kérdést: ha itt a narratívának meg kell érintenie a karikát, miért érinti a szöveg állandóan a kezeket. Vezessük be a jobboldali hármas fogalmát, helyes rendszer koordináták. Összesen 5 szó-szinonimák.
Ki kellett találni a vektorok keresztszorzatát, kiderült: az iskolában nem adják át. Tisztázzuk a helyzetet a kíváncsi tanulók számára.
Derékszögű koordinátarendszer
A táblán az iskolai órarendek jelennek meg Descartes-rendszer X-Y koordináták. A vízszintes tengely (a pozitív rész) jobbra mutat - remélhetőleg a függőleges - felfelé mutat. Tegyünk egy lépést, és megkapjuk a megfelelő hármat. Képzeld el: a Z-tengely az origótól az osztály felé néz, így a tanulók ismerik a vektorok jobb oldali hármasának definícióját.
A Wikipédia azt mondja: megengedett a bal oldali hármas, a jobb oldali hármas felvétele, a keresztszorzat kiszámításakor nem ért egyet. Usmanov kategorikus ebben a tekintetben. Alekszandr Jevgenyevics engedélyével pontos definíciót adunk: a vektorok vektorszorzata olyan vektor, amely három feltételnek eleget tesz:
- A szorzat modulja egyenlő az eredeti vektorok moduljainak szorzatával a közöttük lévő szög szinuszával.
- Az eredményvektor merőleges az eredetire (együtt síkot alkotnak).
- A vektorok hármasa (a szövegkörnyezet által említett sorrendben) a jobb oldalon található.
Tudjuk a megfelelő hármat. Tehát, ha az x tengely az első vektor, y a második, akkor z lesz az eredmény. Miért hívják a jobb háromnak? Nyilván csavarokkal, karmantyúkkal van összekötve. Ha egy képzeletbeli karmantyút az első vektor-második vektor legrövidebb pályája mentén csavar, akkor a forgácsolószerszám tengelyének transzlációs mozgása a kapott vektor irányába történik:
- A gimlet-szabály két vektor szorzatára vonatkozik.
- A gimlet szabály minőségileg jelzi a művelet eredő vektorának irányát. Kvantitatívan a hosszúságot az említett kifejezés határozza meg (a vektorok moduljainak szorzata a közöttük lévő szög szinuszával).
Most már mindenki megérti: a Lorentz-erőt a baloldali menetű karmantyú szabálya szerint találjuk meg. A vektorokat a bal oldali három gyűjti össze, ha egymásra merőlegesek (egymásra merőlegesek), akkor a bal oldali koordinátarendszer jön létre. A táblán a z-tengely a látóirányba mutatna (a közönségtől távol és a falon kívül).
Egyszerű trükkök a gimlet szabályok emlékezéséhez
Az emberek elfelejtik, hogy a Lorenz-erő könnyebben meghatározható a balkezes karmantyú szabályával. Aki meg akarja érteni az elektromos motor működési elvét, annak, mint két-két hasonló anyát kell rákattintania. Kiviteltől függően a rotortekercsek száma jelentős lehet, vagy az áramkör degenerálódik, mókusketrecsé válva. A tudást keresőket segíti a Lorentz-szabály, amely azt a mágneses teret írja le, ahol a rézvezetők mozognak.
Hogy emlékezzünk, képzeljük el a folyamat fizikáját. Tegyük fel, hogy egy elektron mozog egy mezőben. A jobb kéz szabálya az erő irányának meghatározására szolgál. Bizonyított, hogy a részecske negatív töltést hordoz. A vezetőre ható erő iránya a bal kéz szabálya, emlékszünk vissza: a fizikusok teljesen a bal oldali erőforrásokból vették át, hogy az elektromos áram az elektronok irányával ellentétes irányba folyik. És ez helytelen. Tehát a bal kéz szabályát kell alkalmazni.
Nem kell mindig idáig menni. Úgy tűnik, hogy a szabályok zavaróbbak, de nem egészen az. A jobb oldali szabályt gyakran használják a szögsebesség kiszámítására, amely a gyorsulás és a sugár geometriai szorzata: V = ω x r. A vizuális memória sokat segít:
- A körpálya sugárvektora a középpontból a körbe irányul.
- Ha a gyorsulásvektor felfelé irányul, a test az óramutató járásával ellentétes irányba mozog.
Nézd, itt is működik a jobb kéz szabálya: ha a tenyeret úgy helyezed el, hogy a gyorsulásvektor a tenyérre merőlegesen kerüljön be, akkor az ujjakat a sugár irányába nyújtod, a 90 fokkal behajlított hüvelykujj jelzi a tárgy irányát. . Elég egyszer papírra rajzolni, emlékezve életed legalább felére. A kép nagyon egyszerű. Inkább egy fizikaórán nem kell fejtörődnie egy egyszerű kérdésen – a szöggyorsulási vektor irányán.
Az erőnyomatékot ugyanígy határozzuk meg. A váll tengelyére merőlegesen ered, egybeesik a szöggyorsulás irányával a fent leírt ábrán. Sokan kérdezik majd: miért van erre szükség? Miért nem az erő pillanata skalár? Miért irány? NÁL NÉL összetett rendszerek az interakciókat nehéz nyomon követni. Ha sok a tengely, erő, akkor a momentumok vektoros összeadása segít. A számítások nagymértékben leegyszerűsíthetők.
