Առաջինը, ով ձեւակերպեց գիմլետի կանոնը, Փիթեր Գիմլեթն էր։ Այս կանոնը շատ հարմար է, եթե անհրաժեշտ է որոշել նման բնութագիրը մագնիսական դաշտը, ինչպես ուղղորդվածությունը .

Գիմլետի կանոնը կարող է օգտագործվել միայն այն դեպքում, եթե մագնիսական դաշտը գտնվում է ուղղագիծ հոսանք կրող հաղորդիչի նկատմամբ:

Գիմլետի կանոնը նշում է, որ մագնիսական դաշտի ուղղությունը կհամընկնի բուն գիմլետի բռնակի ուղղության հետ, եթե աջակողմյան թելքով գիմլետը պտտվում է հոսանքի ուղղությամբ։

Այս կանոնի կիրառումը հնարավոր է նաև սոլենոիդում։ Այնուհետև գիմլետի կանոնը հնչում է այսպես. աջ ձեռքի բթամատով դուրս ցցված մատը ցույց կտա մագնիսական ինդուկցիայի գծերի ուղղությունը, եթե դուք փաթաթեք էլեկտրամագնիսով այնպես, որ մատները շրջադարձերում ցույց տան հոսանքի ուղղությունը:

Solenoid - պինդ պտտվող պտույտ է: Նախապայմանն այն է, որ կծիկի երկարությունը պետք է զգալիորեն մեծ լինի տրամագծից:

Աջ ձեռքի կանոնը հակառակն է գիմլետի կանոնին, բայց ավելի հարմար և հասկանալի ձևակերպմամբ, ինչի պատճառով այն շատ ավելի հաճախ է օգտագործվում։

Աջ ձեռքի կանոնը հնչում է այսպես՝ աջ ձեռքով բռնեք ուսումնասիրվող տարրը, որպեսզի սեղմված բռունցքի մատները ցույց տան ուղղությունը, որի դեպքում մագնիսական գծերի ուղղությամբ առաջ շարժվելիս մեծ մատը թեքվում է։ Ձեռքի ափի համեմատ 90 աստիճանը ցույց կտա հոսանքի ուղղությունը:

Եթե ​​առաջադրանքը նկարագրում է շարժվող հաղորդիչը, ապա աջ ձեռքի կանոնը ձևակերպվում է հետևյալ կերպ. ձեռքը դրեք այնպես, որ ուժային գծերը մտնեն ափի մեջ ուղղահայաց, իսկ բութ մատը, ուղղահայաց երկարացված, պետք է ցույց տա շարժման ուղղությունը: դիրիժոր, ապա դուրս ցցված մնացած չորս մատները կուղղվեն նույն կերպ, ինչպես ինդուկտիվ հոսանքը:

ձախ ձեռքի կանոն

Ձախ ափը դրեք այնպես, որ չորս մատները ցույց տան հաղորդիչում էլեկտրական հոսանքի ուղղությունը, մինչդեռ ինդուկցիայի գծերը պետք է մտնեն ափի մեջ 90 աստիճանի անկյան տակ, այնուհետև թեքված բութ մատը ցույց կտա հաղորդիչի վրա ազդող ուժի ուղղությունը: .

Ամենից հաճախ այս կանոնը օգտագործվում է որոշելու այն ուղղությունը, որով դիրիժորը կշեղվի: Սա վերաբերում է այն իրավիճակին, երբ հաղորդիչը տեղադրվում է երկու մագնիսների միջև և հոսանք է անցնում դրա միջով:

Դասագրքից դուրս գրի՛ր Բիոտ-Սավարտ-Լապլասի օրենքը։ Այս օրենքը թույլ է տալիս հաշվարկել մագնիսական ինդուկցիայի վեկտորի մեծությունն ու ուղղությունը ցանկացած ընդհանուր դեպքում: Այս կանոնի համաձայն մագնիսական դաշտը հաշվարկելու հիմք է հանդիսանում այս դաշտը ստեղծող հոսանքները։ Ավելին, այն հատվածների երկարությունները, որոնց միջով հոսում է հոսանքը, կարելի է կամայականորեն փոքրացնել մինչև տարրական արժեքներ, դրանով իսկ բարձրացնելով հաշվարկի ճշգրտությունը։

Առնչվող տեսանյութեր

Ճիշտ պտուտակային կանոնը օգտագործվում է ֆիզիկայի բաժիններից մեկի տերմինաբանության մեջ, որն ուսումնասիրում է էլեկտրամագնիսական երևույթները։ Այս կանոնը օգտագործվում է մագնիսական դաշտի ուղղությունը որոշելու համար:

Ձեզ անհրաժեշտ կլինի

• Ֆիզիկայի դասագիրք, մատիտ, թուղթ։

Հրահանգ

Կարդացեք ութերորդ դասարանի դասագրքում, թե ինչպես են հնչում աջ պտուտակի կանոնները: Այս կանոնը կոչվում է նաև գիմլետի կանոն կամ աջ ձեռքի կանոն, որը ցույց է տալիս դրա իմաստային բնույթը։ Այսպիսով, ճիշտ պտուտակի կանոնի ձևակերպումներից մեկն ասում է, որ հասկանալու համար, թե ինչպես է ուղղված հոսանք կրող հաղորդիչի շուրջ տեղակայված մագնիսական դաշտը, անհրաժեշտ է պատկերացնել, որ պտտվող պտուտակի փոխադրական շարժումը համընկնում է պտուտակի ուղղության հետ։ հոսանքը դիրիժորի մեջ. Պտուտակային գլխի պտտման ուղղությունը այս դեպքում պետք է ցույց տա ուղիղ հոսանք կրող հաղորդիչի մագնիսական դաշտի ուղղությունը:

Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ այս կանոնի ձևակերպումն ու ըմբռնումն ավելի պարզ է դառնում, եթե պտուտակի փոխարեն պատկերացնենք գիմլեթ: Այնուհետև որպես մագնիսական դաշտի ուղղություն վերցվում է գիմլետի բռնակի պտտման ուղղությունը։

Հիշեք solenoid-ը: Ինչպես գիտեք, դա մագնիսական միջուկի վրա ինդուկտոր վերք է: Կծիկը միացված է հոսանքի աղբյուրին, որի արդյունքում դրա ներսում ձևավորվում է որոշակի ուղղության միատեսակ մագնիսական դաշտ։

Թղթի վրա սխեմատիկորեն գծեք էլեկտրամագնիսը դրա ծայրի կողմից: Փաստորեն, դուք կստանաք շրջանակի պատկեր: Կծիկի պտույտները ներկայացնող շրջանագծի վրա նշեք հաղորդիչում հոսանքի ուղղությունը սլաքի տեսքով (ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ): Այժմ մնում է հասկանալ հոսանքի ուղղությամբ, թե ուր են ուղղված մագնիսական դաշտի գծերը։ Այս դեպքում դրանք կարող են ուղղված լինել կամ ձեզանից, կամ դեպի ձեզ։

Պատկերացրեք, որ դուք սեղմում եք ինչ-որ պտուտակ կամ պտուտակ, պտտելով այն էլեկտրամագնիսական սարքի հոսանքի ուղղությամբ: Պտուտակի թարգմանական շարժումը ցույց է տալիս մագնիսական դաշտի ուղղությունը էլեկտրամագնիսական սարքի ներսում: Եթե ​​հոսանքի ուղղությունը ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ է, ապա մագնիսական դաշտի վեկտորն ուղղված է ձեզնից հեռու։

Էլեկտրաէներգիայի գյուտից հետո շատ բան է արվել: գիտական ​​աշխատանքֆիզիկայում ուսումնասիրել դրա բնութագրերը, առանձնահատկությունները և ազդեցությունը միջավայրը. Գիմլետի կանոնն իր նշանակալից նշանն է թողել մագնիսական դաշտի ուսումնասիրության վրա, աջ ձեռքի օրենքը մետաղալարի գլանաձև ոլորման համար թույլ է տալիս ավելի խորը հասկանալ էլեկտրամագնիսական համակարգում տեղի ունեցող գործընթացները, իսկ ձախ ձեռքի կանոնը բնութագրում է ուժերը: որոնք ազդում են հոսանքի հաղորդիչի վրա: Աջ և ձախ ձեռքերի, ինչպես նաև մնեմոնիկ տեխնիկայի շնորհիվ այս օրինաչափությունները կարելի է հեշտությամբ ուսումնասիրել և հասկանալ:

gimlet սկզբունքը

Բավական երկար ժամանակ դաշտի մագնիսական և էլեկտրական բնութագրերը ֆիզիկայի կողմից ուսումնասիրվել են առանձին։ Այնուամենայնիվ, 1820 թվականին, դանիացի գիտնական Հանս Քրիստիան Էրսթեդը համալսարանում ֆիզիկայի դասախոսության ժամանակ հայտնաբերեց էլեկտրական լարերի մագնիսական հատկությունները, միանգամայն պատահաբար: Հայտնաբերվել է նաև մագնիսական ասեղի կողմնորոշման կախվածությունը հաղորդիչում հոսանքի ուղղությունից։

Կատարված փորձը ապացուցում է հոսանք կրող մետաղալարի շուրջ մագնիսական բնութագրերով դաշտի առկայությունը, որին արձագանքում է մագնիսացված ասեղը կամ կողմնացույցը։ «Փոփոխության» հոսքի կողմնորոշումը ստիպում է կողմնացույցի սլաքը պտտվել հակառակ ուղղություններով, սլաքն ինքնին գտնվում է էլեկտրամագնիսական դաշտին շոշափելիորեն:

Էլեկտրամագնիսական հոսքերի կողմնորոշումը պարզելու համար օգտագործվում է գիմլետի կանոնը կամ աջ պտուտակի օրենքը, որն ասում է, որ պտուտակը պտտելով էլեկտրական հոսանքի հոսքի երկայնքով շանթում, բռնակը պտտվում է։ կսահմանի «փոփոխության» ֆոնի EM հոսքերի կողմնորոշումը:

Հնարավոր է նաև օգտագործել աջ ձեռքի Մաքսվելի կանոնը. երբ աջ ձեռքի հետ քաշված մատը կողմնորոշվում է էլեկտրաէներգիայի հոսքի երկայնքով, ապա մնացած սեղմված մատները ցույց կտան էլեկտրամագնիսական դաշտի կողմնորոշումը։

Օգտագործելով այս երկու սկզբունքները, կստացվի նույն ազդեցությունը, որն օգտագործվում է էլեկտրամագնիսական հոսքերը որոշելու համար:

Աջ ձեռքի օրենք solenoid-ի համար

Պտուտակային սկզբունքը կամ Մաքսվելի օրինաչափությունը աջ ձեռքի համար կիրառելի է հոսանք ունեցող ուղիղ մետաղալարերի համար: Այնուամենայնիվ, էլեկտրատեխնիկայում կան սարքեր, որոնցում դիրիժորը ուղիղ չի գտնվում, և պտուտակի օրենքը դրա համար կիրառելի չէ: Առաջին հերթին դա վերաբերում է ինդուկտորներին և էլեկտրամագնիսներին: Էլեկտրամատակարարումը, որպես ինդուկտորի տեսակ, մետաղալարի գլանաձև ոլորուն է, որի երկարությունը մի քանի անգամ մեծ է էլեկտրամագնիսական տրամագծից: Ինդուկտորային ինդուկտորը էլեկտրամագնիսականից տարբերվում է միայն բուն հաղորդիչի երկարությամբ, որը կարող է մի քանի անգամ փոքր լինել։

ֆրանսիացի մաթեմատիկոս և Ֆիզիկա Ա-Մ. Ամպերը, իր փորձերի շնորհիվ, պարզեց և ապացուցեց, որ երբ էլեկտրական հոսանքն անցնում է ինդուկտիվ խցիկի միջով, լարերի գլանաձև ոլորման ծայրերում գտնվող կողմնացույցի ցուցիչները շրջում են իրենց հակառակ ծայրերը EM դաշտի անտեսանելի հոսքերի երկայնքով: Նման փորձերն ապացուցեցին, որ ինդուկտորի մոտ հոսանքով մագնիսական դաշտ է գոյանում, իսկ մետաղալարի գլանաձև ոլորումը մագնիսական բևեռներ է կազմում։ Լարի գլանաձև ոլորման էլեկտրական հոսանքից գրգռված էլեկտրամագնիսական դաշտը նման է մշտական ​​մագնիսի մագնիսական դաշտին. հակառակ ծայրը հարավն է։

Մագնիսական բևեռները և ինդուկտորում EM գծերի կողմնորոշումը հոսանքով ճանաչելու համար օգտագործվում է էլեկտրամագնիսականի աջակողմյան կանոնը։ Այն ասում է, որ եթե դուք վերցնեք այս կծիկը ձեր ձեռքով, ապա ափի մատները տեղադրեք անմիջապես էլեկտրոնների հոսքի ընթացքում պտույտներում, բթամատը, իննսուն աստիճանով շարժված, կսահմանի էլեկտրամագնիսական ֆոնի կողմնորոշումը կեսին: solenoid - նրա հյուսիսային բևեռը: Համապատասխանաբար, իմանալով մետաղալարի գլանաձև ոլորման մագնիսական բևեռների դիրքը, հնարավոր է որոշել շրջադարձերում էլեկտրոնների հոսքի ուղին:

ձախ ձեռքի օրենք

Հանս Քրիստիան Էրսթեդը, շանթի մոտ մագնիսական դաշտի ֆենոմենը հայտնաբերելուց հետո, արագորեն իր արդյունքները կիսեց Եվրոպայի գիտնականների մեծամասնության հետ: Արդյունքում Ampere A.-M.-ն, օգտագործելով իր սեփական մեթոդները, կարճ ժամանակ անց հանրությանը բացահայտեց էլեկտրական հոսանքով երկու զուգահեռ շունտերի հատուկ վարքագծի փորձը։ Փորձի ձևակերպումն ապացուցեց, որ զուգահեռ տեղադրված լարերը, որոնցով հոսում է մի ուղղությամբ, փոխադարձաբար շարժվում են դեպի մեկը։ Ըստ այդմ՝ նման շունտերը կվանեն միմյանց՝ պայմանով, որ դրանցում հոսող «փոփոխությունը» բաշխվի տարբեր ուղղություններով։ Այս փորձերը կազմեցին Ամպերի օրենքների հիմքը։

Թեստերը թույլ են տալիս հնչեցնել հիմնական եզրակացությունները.

1. Մշտական ​​մագնիսը, «շրջելի» հաղորդիչը, էլեկտրական լիցքավորված շարժվող մասնիկը իրենց շուրջն ունեն EM շրջան;
2. Այս տարածաշրջանում շարժվող լիցքավորված մասնիկը ենթակա է որոշակի ազդեցության EM ֆոնի վրա.
3. Էլեկտրական «վերադարձը» լիցքավորված մասնիկների կողմնորոշված ​​շարժումն է, համապատասխանաբար էլեկտրամագնիսական ֆոնը գործում է շանթի վրա էլեկտրականությամբ։

EM ֆոնը ազդում է շանթի վրա՝ որոշակի ճնշման «փոփոխությամբ», որը կոչվում է Ամպերի ուժ: Այս հատկանիշը կարող է որոշվել բանաձևով.

FA=IBΔlsinα, որտեղ:

• FA-ն ամպերի ուժն է;
• Ես էլեկտրաէներգիայի ինտենսիվությունն է.
• B-ն մագնիսական ինդուկցիայի մոդուլի վեկտորն է.
• Δl-ը շունտի չափն է;
• α-ն անկյունն է B ուղղության և լարերի մեջ էլեկտրական հոսանքի միջև:

Եթե ​​α անկյունը իննսուն աստիճան է, ապա այս ուժը ամենամեծն է։ Համապատասխանաբար, եթե այս անկյունը զրո, ապա ուժը զրո է։ Այս ուժի ուրվագիծը բացահայտվում է ձախ ձեռքի օրինակով:

Եթե ​​դուք ուսումնասիրեք gimlet կանոնը և ձախ ձեռքի կանոնը, դուք կստանաք EM դաշտերի ձևավորման և հաղորդիչների վրա դրանց ազդեցության բոլոր պատասխանները: Այս կանոնների շնորհիվ հնարավոր է հաշվարկել կծիկների ինդուկտիվությունը և, անհրաժեշտության դեպքում, ձևավորել հակահոսանք: Էլեկտրաշարժիչների կառուցման սկզբունքը հիմնված է ընդհանուր առմամբ Ամպերի ուժերի և մասնավորապես ձախ ձեռքի կանոնների վրա:

Տեսանյութ

11-րդ դասարանի ֆիզիկայում (Կասյանով Վ.Ա., 2002 թ.),
առաջադրանք №32
դեպի գլուխ» Մագնիսականություն. Մագնիսական դաշտ. ՀԻՄՆԱԿԱՆ ԴՐՈՒՅԹՆԵՐ».

Մագնիսական ինդուկցիայի վեկտոր

Էլեկտրական հոսանքն ունի մագնիսական ազդեցություն, ուստի մագնիսական դաշտ է առաջանում շարժվող լիցքերով:

Մագնիսական ինդուկցիայի վեկտոր- վեկտոր ֆիզիկական քանակություն, որի ուղղությունը տվյալ կետում համընկնում է ազատ մագնիսական ասեղի հյուսիսային բևեռով այս կետում նշված ուղղությանը։

Մագնիսական ինդուկցիայի վեկտորի մոդուլը- ֆիզիկական մեծություն, որը հավասար է մագնիսական դաշտից գործող հաղորդիչի հոսանք ունեցող հատվածի վրա մագնիսական դաշտից գործող առավելագույն ուժի հարաբերությանը հոսանքի ուժի և հաղորդիչի հատվածի երկարության արտադրյալին.

Մագնիսական ինդուկցիայի միավորը տեսլան է (1 Տ):

Gimlet կանոն ուղղակի հոսանքի համար.եթե դուք պտտում եք գիմլետը հաղորդիչում հոսանքի ուղղությամբ, ապա դրա բռնակի ծայրի շարժման արագության ուղղությունը համընկնում է այս պահին մագնիսական ինդուկցիայի վեկտորի ուղղության հետ:

Աջ ձեռքի կանոն ուղղակի հոսանքի համար.եթե դուք ծածկում եք հաղորդիչը ձեր աջ ձեռքով, ուղղելով թեքված բութ մատը հոսանքի երկայնքով, ապա այս կետում մնացած մատների ծայրերը ցույց կտան այս պահին ինդուկցիոն վեկտորի ուղղությունը:

Մագնիսական դաշտերի սուպերպոզիցիոն սկզբունքը.ստացված մագնիսական ինդուկցիան տվյալ կետում տարբեր հոսանքների կողմից ստեղծված մագնիսական ինդուկցիայի վեկտորների գումարն է այս կետում.

Gimlet կանոն հոսանք ունեցող կծիկի համար (հանգույցի հոսանք).եթե դուք պտտում եք գիմլետի բռնակը կծիկի մեջ հոսանքի ուղղությամբ, ապա գիմլետի թարգմանական շարժումը համընկնում է մագնիսական ինդուկցիայի վեկտորի ուղղության հետ, որը ստեղծվել է կծիկի հոսանքով իր առանցքի վրա:

Մագնիսական ինդուկցիայի գծեր- գծեր, շոշափողներ, որոնց յուրաքանչյուր կետում համընկնում է մագնիսական ինդուկցիայի վեկտորի ուղղության հետ: Մագնիսական ինդուկցիայի գծերը միշտ փակ են՝ չունեն սկիզբ և վերջ։ Մագնիսական դաշտ - պտտվող դաշտ, այսինքն՝ մագնիսական ինդուկցիայի փակ գծերով դաշտ

Մագնիսական հոսք (մագնիսական ինդուկցիայի հոսք)որոշակի տարածքի մակերևույթի միջոցով - ֆիզիկական մեծություն, որը հավասար է մագնիսական ինդուկցիայի վեկտորի և տարածքի վեկտորի սկալյար արտադրյալին.

Մագնիսական հոսքի միավորը վեբերն է (1 Վբ) 1 Վտ \u003d 1 Tl.m 2:

Ամպերի օրենքը.այն ուժը, որով մագնիսական դաշտը գործում է դրանում տեղադրված հոսանք կրող հաղորդիչի հատվածի վրա, հավասար է ընթացիկ ուժի, մագնիսական ինդուկցիայի, հաղորդիչ հատվածի երկարության և հոսանքի ուղղությունների և անկյան սինուսի արտադրյալին։ մագնիսական ինդուկցիայի վեկտոր.

Միատեսակ մագնիսական դաշտում փակ շղթան հակված է նստելու այնպես, որ իր իսկ ինդուկցիայի ուղղությունը համընկնում է արտաքին ինդուկցիայի ուղղության հետ։

Լորենցի ուժ- մագնիսական դաշտի B կողմից v արագությամբ շարժվող լիցքավորված մասնիկի վրա գործող ուժը.

որտեղ q-ն մասնիկի լիցքն է և անկյունն է մասնիկի արագության և մագնիսական դաշտի ինդուկցիայի միջև։

Լորենցի ուժի ուղղությունը որոշում է ձախ ձեռքի կանոն.եթե ձախ ձեռքը դրված է այնպես, որ չորս ձգված մատները ցույց են տալիս դրական լիցքի արագության ուղղությունը (կամ հակառակ լիցքի արագության), և մագնիսական ինդուկցիայի վեկտորը մտնում է ափի մեջ, ապա բութ մատը թեքում է (ափի հարթությունում) 90 °-ով ցույց կտա տվյալ լիցքի վրա գործող ուժի ուղղությունը:

Լիցքավորված մասնիկը, որը թռչում է միասնական մագնիսական դաշտի մեջ, մագնիսական ինդուկցիայի գծերին զուգահեռ, միատեսակ շարժվում է այս գծերի երկայնքով: Լիցքավորված մասնիկը, որը թռչում է միատեսակ մագնիսական դաշտի մեջ մագնիսական ինդուկցիայի գծերին ուղղահայաց հարթության մեջ, այս հարթությունում շարժվում է շրջանագծով: Զուգահեռաբար տեղակայված հաղորդիչներ, որոնց միջով հոսանքները հոսում են մեկ ուղղությամբ, ձգում են, իսկ հակառակ ուղղություններով՝ վանում։ I 1, I 2 հոսանքներով ստեղծված մագնիսական դաշտերը, որոնք հոսում են միմյանցից r հեռավորության վրա գտնվող անսահման երկար զուգահեռ հաղորդիչների միջով, հանգեցնում են Δl երկարությամբ հաղորդիչների յուրաքանչյուր հատվածի վրա փոխազդեցության ուժի առաջացմանը:

որտեղ k m - համաչափության գործակից, k m \u003d 2 10 -7 N / A 2

Ընթացքի ուժգնության միավորը ամպերն է (1 Ա): Ուղղակի հոսանքի ուժը 1 Ա է, եթե հոսանքը հոսում է անսահման երկարությամբ և աննշան շրջանաձև լայնական հատվածի երկու զուգահեռ հաղորդիչների միջով, որոնք գտնվում են վակուումում միմյանցից 1 մ հեռավորության վրա: , առաջացնում է հաղորդիչի մի հատվածի վրա, որի երկարությունը 1 մ փոխազդեցության ուժ է, որը հավասար է 2 10 -7 Ն.

Մագնիսական դաշտի ինդուկցիան նվազում է հաղորդիչին հոսանքի հետ հեռավորության մեծացման հետ: Հաղորդավարների փոխազդեցությունը հոսանքի հետ հաղորդիչներում շարժվող լիցքերի մագնիսական փոխազդեցության հետևանք է: Մագնիսական ուժի ազդեցության տակ հակառակ ուղղություններով զուգահեռ շարժվող հակադիր լիցքերը. ձգվում է, և նման մեղադրանքները վանվում են:

Օղակի ինդուկտիվություն(կամ ինքնաինդուկցիայի գործակից) - ֆիզիկական մեծություն, որը հավասար է հաղորդիչի միացումով սահմանափակված տարածքի միջով մագնիսական հոսքի և շղթայում ընթացիկ ուժի միջև համաչափության գործակցին: Ինդուկտիվության միավորը Հենրի է (1 H)

Մագնիսական դաշտի էներգիա, L ինդուկտիվությամբ հաղորդիչով I հոսանքի ժամանակ ստեղծված հոսանքի ժամանակ հավասար է

Միջավայրի մագնիսական թափանցելիությունը- ֆիզիկական մեծություն, որը ցույց է տալիս, թե քանի անգամ է միատարր միջավայրում մագնիսական դաշտի ինդուկցիան տարբերվում վակուումում գտնվող արտաքին (մագնիսացնող) դաշտի մագնիսական ինդուկցիայից:

Դիամագնիսներ, պարամագնիսներ, ֆերոմագնիսներ- կտրուկ տարբեր մագնիսական հատկություններով նյութերի հիմնական դասերը

Դիամագնիսական-նյութ, որի արտաքին մագնիսական դաշտը փոքր-ինչ թուլացած է (μ<= 1)

Պարամագնիսականնյութ, որի արտաքին մագնիսական դաշտը փոքր-ինչ ուժեղացված է (μ >= 1)

Ֆերոմագնիսական- նյութ, որտեղ արտաքին մագնիսական դաշտը մեծապես ուժեղացված է (μ >> 1)

Մագնիսացման կորը- ներքին մագնիսական ինդուկցիայի կախվածությունը արտաքին մագնիսական դաշտի ինդուկցիայից

Հարկադրական ուժնմուշի ապամագնիսացման համար անհրաժեշտ արտաքին դաշտի մագնիսական ինդուկցիան է

Մագնիսականորեն կոշտ ֆերոմագնիսներ- բարձր մնացորդային մագնիսականությամբ ֆերոմագնիսներ Մագնիսականորեն փափուկ ֆերոմագնիսներ- ցածր մնացորդային մագնիսությամբ ֆերոմագնիսներ Հիստերեզի հանգույց- ֆեռոմագնիսի մագնիսացման և ապամագնիսացման փակ կորը Կյուրիի ջերմաստիճանը- կրիտիկական ջերմաստիճան, որից բարձր տեղի է ունենում նյութի անցումը ֆերոմագնիսական վիճակից պարամագնիսական վիճակի

Մտնելով հասուն տարիք՝ քչերն են հիշում դպրոցական ֆիզիկայի դասընթացը։ Այնուամենայնիվ, երբեմն անհրաժեշտ է խորանալ հիշողության մեջ, քանի որ երիտասարդության տարիներին ձեռք բերված որոշ գիտելիքներ կարող են մեծապես նպաստել բարդ օրենքների անգիրին: Դրանցից մեկը ֆիզիկայում աջ և ձախ կանոնն է: Դրա կիրառումը կյանքում թույլ է տալիս հասկանալ բարդ հասկացություններ (օրինակ՝ հայտնի հիմքով առանցքային վեկտորի ուղղությունը որոշելու համար)։ Այսօր մենք կփորձենք բացատրել այս հասկացությունները և թե ինչպես են դրանք աշխատում պարզ լեզվով, որը հասանելի է վաղուց ավարտած և անհարկի (ինչպես իրեն թվացել է) տեղեկությունները:

Կարդացեք հոդվածում.

Gimlet կանոնի ձեւակերպումը

Պյոտր Բուրավչիկը առաջին ֆիզիկոսն է, ով ձևակերպել է ձախ ձեռքի կանոնը տարբեր մասնիկների և դաշտերի համար։ Այն կիրառելի է ինչպես էլեկտրատեխնիկայում (այն օգնում է որոշել մագնիսական դաշտերի ուղղությունը), այնպես էլ այլ ոլորտներում։ Դա կօգնի, օրինակ, որոշել անկյունային արագությունը։

Գիմլետի կանոն (աջ ձեռքի կանոն) - այս անունը կապված չէ այն ձևակերպած ֆիզիկոսի անվան հետ։ Ավելի շատ անունհենվում է գործիքի վրա, որն ունի պտուտակի որոշակի ուղղություն: Սովորաբար, գիմլետը (պտուտակ, խցանահան) ունի այսպես կոչված. թելը աջակողմյան է, գայլիկոնը գետնին է մտնում ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ։ Դիտարկենք այս հայտարարության կիրառումը մագնիսական դաշտը որոշելու համար:

Պետք է սեղմել աջ ձեռքբռունցքով, բթամատը վեր. Այժմ մենք մի փոքր անջատում ենք մնացած չորսը: Նրանք մեզ ցույց են տալիս մագնիսական դաշտի ուղղությունը։ Կարճ ասած, գիմլետի կանոնն ունի հետևյալ նշանակությունը. պտտելով գիմլետը ընթացիկ ուղղությամբ, մենք կտեսնենք, որ բռնակը պտտվում է մագնիսական ինդուկցիայի վեկտորի գծի ուղղությամբ:

Աջ և ձախ ձեռքի կանոն. կիրառում գործնականում

Այս օրենքի կիրառումը դիտարկելիս սկսենք աջ ձեռքի կանոնից։ Եթե ​​հայտնի է մագնիսական դաշտի վեկտորի ուղղությունը, ապա գիմլետի օգնությամբ կարելի է անել առանց էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի օրենքի իմացության։ Պատկերացրեք, որ պտուտակը շարժվում է մագնիսական դաշտի երկայնքով: Այնուհետև ընթացիկ հոսքի ուղղությունը կլինի «թելի երկայնքով», այսինքն՝ դեպի աջ։

Ուշադրություն դարձնենք մշտական ​​կառավարվող մագնիսին, որի անալոգն է սոլենոիդը։ Իր հիմքում այն ​​երկու կոնտակտներով կծիկ է: Հայտնի է, որ հոսանքը «+»-ից տեղափոխվում է «-»: Այս տեղեկատվության հիման վրա մենք վերցնում ենք աջ ձեռքի սոլենոիդը այնպիսի դիրքում, որ 4 մատները ցույց են տալիս ընթացիկ հոսքի ուղղությունը: Այնուհետև ձգված բութ մատը ցույց կտա մագնիսական դաշտի վեկտորը:

Ձախ ձեռքի կանոն. ինչ կարելի է որոշել դրա միջոցով

Մի շփոթեք ձախ ձեռքի և գիմլետի կանոնները. դրանք նախատեսված են բոլորովին այլ նպատակների համար: Ձախ ձեռքի օգնությամբ կարելի է որոշել երկու ուժ, ավելի ճիշտ՝ դրանց ուղղությունը։ Այն:

• Լորենցի ուժ;
• ամպերի հզորություն.

Փորձենք պարզել, թե ինչպես է այն աշխատում:

Ձախ ձեռքի կանոնը Ամպերի իշխանության համար. ինչ է դա

Դասավորել ձախ ձեռքդիրիժորի երկայնքով այնպես, որ մատները ուղղվեն ընթացիկ հոսքի ուղղությամբ: Բթամատը ցույց կտա Ամպերի ուժի վեկտորի ուղղությամբ, իսկ ձեռքի ուղղությամբ՝ բթամատի և ցուցամատի միջև՝ մագնիսական դաշտի վեկտորը: Սա կլինի ձախ ձեռքի կանոնը ամպերի ուժի համար, որի բանաձևն ունի հետևյալ տեսքը.

Ձախ ձեռքի կանոն Լորենցի ուժի համար. տարբերություններ նախորդից

Ձախ ձեռքի երեք մատները (բթամատ, ցուցիչ և միջին) դասավորում ենք այնպես, որ դրանք ուղիղ անկյան տակ լինեն միմյանց նկատմամբ։ Բթամատը, որն այս դեպքում ուղղված է դեպի կողմը, ցույց կտա Լորենցի ուժի ուղղությունը, ցուցամատը (ցուցադրված ներքև)՝ մագնիսական դաշտի ուղղությունը (սկսած. Հյուսիսային բեւեռդեպի հարավ), իսկ միջինը, որը գտնվում է մեծի կողմին ուղղահայաց, հաղորդիչում հոսանքի ուղղությունն է:

Լորենցի ուժի հաշվարկման բանաձևը կարելի է տեսնել ստորև բերված նկարում:

Եզրակացություն

Մեկ անգամ զբաղվելով աջ և ձախ ձեռքի կանոններով՝ սիրելի ընթերցողը կհասկանա, թե որքան հեշտ է դրանք օգտագործել։ Ի վերջո, դրանք փոխարինում են ֆիզիկայի շատ օրենքների, մասնավորապես՝ էլեկտրատեխնիկայի իմացությանը։ Այստեղ հիմնականը չմոռանալ ընթացիկ հոսքի ուղղությունը:

Հուսով ենք, որ այսօրվա հոդվածը օգտակար էր մեր սիրելի ընթերցողներին: Եթե ​​ունեք հարցեր, կարող եք դրանք թողնել ստորև ներկայացված քննարկումներում: Կայքի խմբագիրները սիրով կպատասխանեն դրանց որքան հնարավոր է շուտ։ Գրեք, շփվեք, հարցրեք։ Իսկ մենք, մեր հերթին, հրավիրում ենք դիտելու մի կարճ տեսանյութ, որը կօգնի ավելի լիարժեք հասկանալ մեր այսօրվա զրույցի թեման։

Հաճախ է պատահում, որ խնդիրը հնարավոր չէ լուծել՝ անհրաժեշտ բանաձեւի ձեռքի տակ չլինելու պատճառով։ Հենց սկզբից բանաձև ստանալը ամենաարագ բանը չէ, և յուրաքանչյուր րոպեն կարևոր է:

Ստորև մենք միասին հավաքել ենք «Էլեկտրականություն և մագնիսություն» թեմայով հիմնական բանաձևերը։ Այժմ, խնդիրներ լուծելիս, կարող եք օգտագործել այս նյութը որպես հղում, որպեսզի ժամանակ չկորցնեք անհրաժեշտ տեղեկություններ փնտրելու համար։

Մագնիսականություն. սահմանում

Մագնիսականությունը շարժվող էլեկտրական լիցքերի փոխազդեցությունն է, որը տեղի է ունենում մագնիսական դաշտի միջոցով։

Դաշտ – հատուկ ձևգործ. Ստանդարտ մոդելի շրջանակներում առկա են էլեկտրական, մագնիսական, էլեկտրամագնիսական դաշտեր, միջուկային ուժային դաշտը, գրավիտացիոն դաշտը և Հիգսի դաշտը։ Թերևս կան այլ հիպոթետիկ դաշտեր, որոնց մասին մենք կարող ենք միայն կռահել կամ ընդհանրապես չկռահել։ Այսօր մեզ հետաքրքրում է մագնիսական դաշտը։

Մագնիսական ինդուկցիա

Ինչպես լիցքավորված մարմիններն իրենց շուրջն են ստեղծում էլեկտրական դաշտ, այնպես էլ շարժվող լիցքավորված մարմիններն առաջացնում են մագնիսական դաշտ։ Մագնիսական դաշտը ստեղծվում է ոչ միայն շարժվող լիցքերով ( էլեկտրական ցնցում), բայց նաև ազդում է նրանց վրա։ Իրականում մագնիսական դաշտը կարելի է հայտնաբերել միայն շարժվող լիցքերի վրա դրա ազդեցությամբ։ Եվ դա նրանց վրա գործում է Ամպերի ուժ կոչվող ուժով, որը կքննարկվի ավելի ուշ:

Նախքան կոնկրետ բանաձևեր տալը, մենք պետք է խոսենք մագնիսական ինդուկցիայի մասին:

Մագնիսական ինդուկցիան մագնիսական դաշտին բնորոշ ուժային վեկտոր է։

Այն նշվում է տառով Բ և չափվում է Տեսլա (Թլ) . Համեմատությամբ լարվածության համար էլեկտրական դաշտ Ե մագնիսական ինդուկցիան ցույց է տալիս, թե որքան ուժեղ է մագնիսական դաշտը գործում լիցքի վրա:

Ի դեպ, շատ կգտնեք հետաքրքիր փաստերայս թեմայի վերաբերյալ մեր հոդվածում:

Ինչպե՞ս որոշել մագնիսական ինդուկցիայի վեկտորի ուղղությունը:Այստեղ մեզ հետաքրքրում է հարցի գործնական կողմը։ Խնդիրների մեջ ամենատարածված դեպքը մագնիսական դաշտն է, որը ստեղծվում է հոսանք ունեցող հաղորդիչի կողմից, որը կարող է լինել կամ ուղիղ, կամ շրջանագծի կամ կծիկի տեսքով:

Մագնիսական ինդուկցիայի վեկտորի ուղղությունը որոշելու համար կա աջ ձեռքի կանոն. Պատրաստվեք օգտագործելու վերացական և տարածական մտածողություն:

Եթե ​​դուք վերցնում եք հաղորդիչը ձեր աջ ձեռքով այնպես, որ բթամատը ուղղված լինի հոսանքի ուղղությամբ, ապա հաղորդիչի շուրջ թեքված մատները ցույց կտան հաղորդիչի շուրջ մագնիսական դաշտի գծերի ուղղությունը: Մագնիսական ինդուկցիայի վեկտորը յուրաքանչյուր կետում շոշափելիորեն կուղղվի ուժի գծերին:

Ամպերի հզորություն

Պատկերացրեք, որ ինդուկցիայի մագնիսական դաշտ կա Բ. Եթե ​​տեղադրենք երկարությամբ հաղորդիչ լ , որի միջով հոսում է հոսանքը Ի , ապա դաշտը կգործի հաղորդիչի վրա ուժով.

Ահա թե ինչ է դա ամպերի հզորություն . Անկյուն ալֆա մագնիսական ինդուկցիայի վեկտորի ուղղության և հաղորդիչում հոսանքի ուղղության անկյունն է։

Ամպերի ուժի ուղղությունը որոշվում է ձախ ձեռքի կանոնով. եթե ձախ ձեռքը դնեք այնպես, որ մագնիսական ինդուկցիայի գծերը մտնեն ափի մեջ, իսկ ձգված մատները ցույց տան հոսանքի ուղղությունը, մի կողմ դրված բութ մատը ցույց կտա: Ամպերի ուժի ուղղությունը։

Լորենցի ուժ

Մենք պարզեցինք, որ դաշտը գործում է հոսանք ունեցող հաղորդիչի վրա։ Բայց եթե դա այդպես է, ապա սկզբում այն ​​գործում է առանձին յուրաքանչյուր շարժվող լիցքի վրա։ Այն ուժը, որով մագնիսական դաշտը գործում է դրանում շարժվող մարդու վրա էլեկտրական լիցքավորում, կոչվում է Լորենցի ուժ . Այստեղ կարևոր է նշել բառը «շարժվող», ուստի մագնիսական դաշտը չի գործում անշարժ լիցքերի վրա։

Այսպիսով, լիցք ունեցող մասնիկ ք շարժվում է մագնիսական դաշտում ինդուկցիայի միջոցով AT արագությամբ v , ա ալֆա մասնիկների արագության վեկտորի և մագնիսական ինդուկցիայի վեկտորի միջև անկյունն է։ Այնուհետև մասնիկի վրա ազդող ուժը հետևյալն է.

Ինչպե՞ս որոշել Լորենցի ուժի ուղղությունը:Ձախ ձեռքի կանոն. Եթե ​​ինդուկցիոն վեկտորը մտնում է ափի մեջ, իսկ մատները ցույց են տալիս արագության ուղղությամբ, ապա թեքված բթամատը ցույց կտա Լորենցի ուժի ուղղությունը։ Նկատի ունեցեք, որ այսպես է որոշվում դրական լիցքավորված մասնիկների ուղղությունը։ Բացասական լիցքերի դեպքում առաջացած ուղղությունը պետք է հակադարձվի:

Եթե ​​զանգվածի մասնիկ մ թռչում է ինդուկցիայի գծերին ուղղահայաց դաշտ, այնուհետև այն կշարժվի շրջանագծով, և Լորենցի ուժը կխաղա կենտրոնաձիգ ուժի դերը: Միատեսակ մագնիսական դաշտում մասնիկի շրջանագծի շառավիղը և պտույտի շրջանը կարելի է գտնել բանաձևերով.

Հոսանքների փոխազդեցություն

Դիտարկենք երկու դեպք. Նախ, հոսանքը հոսում է ուղիղ մետաղալարով: Երկրորդը շրջանաձև օղակի մեջ է: Ինչպես գիտենք, հոսանքը մագնիսական դաշտ է ստեղծում։

Առաջին դեպքում՝ հոսանքով մետաղալարի մագնիսական ինդուկցիա Ի հեռավորության վրա Ռ դրանից հաշվարկվում է բանաձևով.

Մու նյութի մագնիսական թափանցելիությունն է, mu՝ զրո ինդեքսով մագնիսական հաստատունն է։

Երկրորդ դեպքում հոսանք ունեցող շրջանաձև օղակի կենտրոնում մագնիսական ինդուկցիան հետևյալն է.

Նաև խնդիրներ լուծելիս կարող է օգտակար լինել էլեկտրամագնիսական դաշտի բանաձևը էլեկտրամագնիսական դաշտի ներսում: - սա կծիկ է, այսինքն, հոսանքով շրջանաձև պտույտների մի շարք:

Թող նրանց թիվը լինի Ն , իսկ երկարությունը solenoil ինքնին է լ . Այնուհետև սոլենոիդի ներսում դաշտը հաշվարկվում է բանաձևով.

Իմիջայլոց! Մեր ընթերցողների համար այժմ գործում է 10% զեղչ

Մագնիսական հոսք և EMF

Եթե ​​մագնիսական ինդուկցիան մագնիսական դաշտին բնորոշ վեկտոր է, ապա մագնիսական հոսք – սկալյար, որը նաև դաշտային կարևորագույն բնութագրիչներից է։ Եկեք պատկերացնենք, որ մենք ունենք որոշակի շրջանակ կամ եզրագիծ, որն ունի որոշակի տարածք: Մագնիսական հոսքը ցույց է տալիս, թե ուժի քանի գիծ է անցնում միավորի տարածքով, այսինքն՝ բնութագրում է դաշտի ինտենսիվությունը։ չափված է Վեբերաչ (ՀԲ) և նշվում է Ֆ .

Ս - ուրվագծային տարածք, ալֆա ուրվագծային հարթությանը նորմալի (ուղղահայաց) և վեկտորի միջև անկյունն է AT .

Շղթայի միջոցով մագնիսական հոսքը փոխելիս միացումն առաջանում է EMF , հավասար է շղթայի միջով մագնիսական հոսքի փոփոխության արագությանը: Ի դեպ, ավելին կարող եք կարդալ մեր մեկ այլ հոդվածում, թե որն է էլեկտրաշարժիչ ուժը:

Ըստ էության, վերը նշված բանաձևը Ֆարադեյի էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի օրենքի բանաձևն է։ Հիշեցնում ենք, որ ցանկացած մեծության փոփոխության արագությունը ոչ այլ ինչ է, քան դրա ածանցյալը ժամանակի նկատմամբ։

Հակառակը ճիշտ է նաև մագնիսական հոսքի և ինդուկցիոն EMF-ի դեպքում: Շղթայում հոսանքի փոփոխությունը հանգեցնում է մագնիսական դաշտի փոփոխության և, համապատասխանաբար, մագնիսական հոսքի փոփոխության: Այս դեպքում առաջանում է ինքնահոսքի EMF, որը կանխում է շղթայում հոսանքի փոփոխությունը: Մագնիսական հոսքը, որը ներթափանցում է շղթան հոսանքով, կոչվում է իր սեփական մագնիսական հոսք, համաչափ է շղթայի հոսանքի ուժգնությանը և հաշվարկվում է բանաձևով.

Լ համաչափության գործոն է, որը կոչվում է ինդուկտիվություն, որը չափվում է Հենրի (Gn) . Ինդուկտիվության վրա ազդում են շղթայի ձևը և միջավայրի հատկությունները: Կծիկի երկարության համար լ և շրջադարձերի քանակով Ն Ինդուկտիվությունը հաշվարկվում է բանաձևով.

Ինքնահոսքի EMF-ի բանաձևը.

Մագնիսական դաշտի էներգիա

Էլեկտրականություն, միջուկային էներգիա, կինետիկ էներգիա: Մագնիսական էներգիան էներգիայի ձևերից մեկն է: Ֆիզիկական խնդիրներում ամենից հաճախ անհրաժեշտ է հաշվարկել կծիկի մագնիսական դաշտի էներգիան։ Մագնիսական էներգիայի կծիկ հոսանքով Ի և ինդուկտիվություն Լ հավասար է.

Ծավալային դաշտի էներգիայի խտությունը.

Իհարկե, սրանք ֆիզիկայի բաժնի բոլոր հիմնական բանաձեւերը չեն։ « էլեկտրականություն և մագնիսականություն » , սակայն, նրանք հաճախ կարող են օգնել լուծել ստանդարտ խնդիրները և հաշվարկները: Եթե ​​դուք հանդիպում եք աստղանիշի հետ կապված խնդրի հետ և պարզապես չեք կարողանում գտնել դրա բանալին, պարզեցրեք ձեր կյանքը և դիմեք